В настоящее время в сельском хозяйстве применяются синхронные и асинхронные электрические машины. Синхронные машины используются, как правило, в качестве генераторов переменного тока на электростанциях, а асинхронные — в качестве электродвигателей. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором является основным и по существу единственным типом электродвигателя для привода машин и механизмов в сельском хозяйстве.
Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором (рис. 36) состоит из: статора 3 — неподвижного кольцевого сердечника, набранного из листов электротехнической стали, в пазах которого уложена статорная обмотка 6; ротора 4, вращающегося в подшипниках 2, укрепленных в подшипниковых щитах /. Сердечник ротора набран также из листов электротехнической стали и укреплен на валу электродвигателя, на котором устанавливается вентилятор 7.
Рис. 86. Разрез асинхронного короткозамкнутого электродвигателя
В пазах ротора укладывается стержневая обмотка, накоротко замкнутая кольцами по концам. Статорные обмотки асинхронного электродвигателя имеют шесть концов со следующими обозначениями:
| I фаза | II фаза | III фаза |
Начало | С1 | С2 | СЗ |
Конец | С4 | С5 | С6 |
Начала и концы статорных обмоток выводятся в коробку зажимов 8, которая размещается на корпусе электродвигателя 5.
Если напряжение сети равно 380 В, то обмотки должны соединяться по схеме «звезда». При этом в общую точку должны соединяться или все начала (CI, С2, СЗ) или, как показано на рис. 37, все концы (С4, С5, С6). Если напряжение сети 220 В, то обмотки собираются по схеме «треугольник». В этом случае в коробке зажимов устанавливаются перемычки между С1 и С6, С2 и С4, СЗ и С5.
Сельскохозяйственное производство предъявляет к электродвигателям повышенные требования. К ним относится возможность работы в среде со значительным
перепадом температур, с высокой влажностью и содержащей агрессивные газы. Электродвигатели должны работать в условиях повышенной запыленности и воздействия факторов, вредно влияющих на изоляцию, покрытия и т. п. Поэтому электродвигатели общего назначения в сельском хозяйстве имеют низкую надежность и малый срок службы.
Рис. 37. Схемы соединения выводов трехфазных обмоток электродвигателя:
а — звезда; б — треугольник
С учетом изложенного электротехническая промышленность выпускает электродвигатели сельскохозяйственного назначения. Конструктивно они выполняются закрытыми, обдуваемыми и обеспечивают защиту от попадания внутрь электродвигателя воды, пыли и т. д. Они имеют повышенные пусковые моменты и улучшенные энергетические показатели. В конце обозначения электродвигателей сельскохозяйственного назначения стоят буквы СХ, С или СВ.
Наибольшее применение получили ранее выпускавшиеся двигатели А, АО, Д, А2 и А02, а также электродвигатели новой единой серии 4А, производимые взамен двигателей единой серии А2 и А02. По степени защиты оболочки они изготовляются закрытого обдуваемого исполнения (условное обозначение IP44), защищенные от пыли (IP54) и защищенные от дождя (IP23). Они имеют мощность от 0,18 до 30 кВт с той же шкалой, что и электродвигатели основного назначения. Обозначение электродвигателя типа 4AP180S4CX расшифровывается следующим образом: 4 — порядковый номер серии; А—асинхронный, Р — с повышенным пусковым моментом; 180— высота оси вращения, мм; S — установочный размер по длине станины; 4 — число полюсов; СХ — сельскохозяйственного назначения, химически- и влагостойкий.
Электродвигатели серии А02 сельскохозяйственного назначения имеют мощность от 0,4 до 30 кВт, степень защиты оболочки IP44 и повышенный пусковой момент. Обозначение электродвигателя АОП2-52-4СХ расшифровывается следующим образом: А — асинхронный, О — обдуваемый; П — с повышенным пусковым моментом; 2 — порядковый номер серии; 5 — пятого габарита (условный диаметр статора); 2 — порядковый номер длины сердечника (условная длина стального пакета статора); 4 — число полюсов и СХ — сельскохозяйственного назначения, химически- и влагостойкий.
Выпускаются также двигатели-редукторы мощностью от 0,6 до 4,5 кВт серии МРГ для привода сельскохозяйственных машин и установок (смесители кормов, дробилки, транспортеры, доильные установки и т.п.). Условное обозначение, например, двигателя-редуктора МРГ-Ш-2,8-100 расшифровывается так: электродвигатель-редуктор третьего габарита с электродвигателем мощностью 2,8 кВт и частотой вращения выходного вала 100 об/мин. Двигатели-редукторы изготовляют на базе трехфазных асинхронных короткозамкнутых обдуваемых электродвигателей единой серии и пристроенных к ним одно- или двухступенчатых планетарных редукторов с частотами вращения выходного вала 25, 40, 63, 100, 160 и 250 об/мин.
Однофазные асинхронные электродвигатели выпускаются в основном небольшой мощности (до 3—5 кВт), они дороже трехфазных и имеют ограниченное применение. Вместе с тем при необходимости и при отсутствии однофазных электродвигателей можно использовать обычные трехфазные асинхронные двигатели 380/220 В. Схема включения такого двигателя для работы в качестве однофазного представлена на рис. 38. При включении по схеме рис. 38, а две обмотки в качестве главной соединяют последовательно и включают в сеть, а третью используют для пуска. Ее можно включать в сеть через конденсатор С или активное сопротивление. При включении по схеме рис. 38, б обмотки электродвигателя соединяют в треугольник и параллельно одной из них включают также конденсатор или активное сопротивление. При пуске рубильник 5 включен. Его отключают после того, как двигатель разгонится. Оставлять включенной емкость С (активное сопротивление) недопустимо, так как ток обмотки пуска будет перегревать электродвигатель.
Рис. 38. Схемы включения трехфазного электродвигателя 380/220 В в однофазную сеть: а —380 В; 6 — 220 В
В этом режиме работы двигатель развивает мощность 50—70 % номинальной. Значения емкости конденсаторов и активных сопротивлений зависят от мощности электродвигателей и находятся в пределах: С (рис. 38, а)— от 13 до 88 мкФ; С (рис. 38, б) — от 40 до 260 мкФ; R (рис. 38) — от 25—30 до 5—7 Ом для двигателей мощностью 0,6—4 кВт.
Схема включения трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором была показана на рис. 35. Согласно [1] все электродвигатели должны иметь защиту от токов короткого замыкания без выдержки времени, а электродвигатели мощностью 10 кВт и более — еще и защиту от перегрузки, если это не исключено по условиям технологического режима (электродвигатели зерноочистительных и кормоприготовительных машин, а также машин с ручной загрузкой). Защиту электродвигателей от коротких замыканий выполняют плавкими предохранителями или автоматическими выключателями; защиту от перегрузки — тепловыми реле
магнитных пускателей (см. рис. 35). Наиболее совершенным устройством для защиты электродвигателей от коротких замыканий и перегрузок является встроенная температурная защита типов УВТЗ-1 и УВТЗ-4Б. Температурная защита позволяет отключать электродвигатель при длительных перегрузках, неправильных процессах пуска и торможения, повышенной частоте включений, колебаниях напряжения в сети в пределах 70— 110% номинального, заклинивании приводного механизм ма, включении двигателя с заклиненным ротором, повышенной температуре окружающей среды, нарушениях в системе охлаждения.
Эксплуатация электродвигателей.
Электродвигатель является достаточно сложной вращающейся машиной, поэтому требует к себе внимания. Перед пуском двигателя необходимо прежде всего проверить состояние его изоляции. Изоляция считается нормальной если удовлетворяется условие, Ом:
Rиз> 1000Uном,
где Uном — напряжение, на которое рассчитан электродвигатель, В.
Двигатель следует просушить, если сопротивление окажется меньшим. Нужно проверить крепление салазок и самого двигателя. Следует промыть керосином смазанные или покрытые лаком для предохранения от ржавчины на заводе-изготовителе части двигателя, а также подшипники, которые после этого следует залить маслом. Необходимо вручную проверить двигатель, чтобы убедиться в отсутствии заеданий; проверить натяжение ремня. Перед пуском проверяется также схема соединений обмоток электродвигателя, состояние контактов, защитной и пускорегулирующей аппаратуры.
При эксплуатации необходимо наблюдать за правильной загрузкой двигателя по показаниям амперметра. При отсутствии амперметра нагрев электродвигателя проверяется на ощупь. При этом необходимо предварительно изолировать себя от земли при помощи диэлектрических коврика, галош, бот или сухой доски. Двигатель считают неперегретым, если рука терпит температуру.
Следят за состоянием смазки в подшипниках, периодически 1 раз в 3—6 мес. меняя ее. При тяжелых условиях работы (запыленность, высокая температура) масло заменяют чаще. Замену смазки в подшипниках качения производят обычно 1 раз в 6—12 мес; при этом смазку набивают на 2/з объема подшипника.
Возможные неисправности, их причины и способы устранения приведены в табл. 11.
Электродвигатель должен быть немедленно остановлен при несчастном случае или его угрозе; появлении дыма или огня из электродвигателя или его пускорегулирующей аппаратуры; поломке приводимого механизма (сельскохозяйственной машины, станка, насоса и т. д.); чрезмерной вибрации, угрожающей целостности электродвигателя; значительном снижении частоты вращения, сопровождающейся быстрым нагревом электродвигателя; нагреве подшипников сверх допустимой температуры, указанной в инструкции завода-изготовителя.
