Рудничные электродвигатели

Электродвигатели условно делят по мощности на мелкие (до 1 кВт), малые (1—10 кВт), средние (10—100 кВт), крупные (100—1000 кВт) и мощные (свыше 1000 кВт).

По способу охлаждения электродвигатели классифицируются в зависимости от устройства цепи для циркуляции хладагента и способа его перемещения, что фиксируется в условном обозначении соответствующими цифрами и буквами (Л — воздух; H — водород; — вода).

Для привода машин и механизмов на поверхности шахт применяют электродвигатели общего назначения, кроме случаев, когда машина установлена в помещении, в которое могут попадать шахтный воздух и пыль.

Наиболее широко применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: защищенные серии А2, закрытые обдуваемые серии А02 и оптимальные серии 4А. Двигатели серии 4А (рис. 11.2) имеют основное исполнение и ряд модификаций: с повышенным пусковым моментом, с повышенным скольжением, многоскоростные, с фазным ротором и др.

В подземных выработках применяют в основном асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и реже — с фазным ротором. Большую часть этих двигателей выпускают на напряжение 380/660 В, что позволяет их использовать в сетях 380 В (при соединении в треугольник) и в сетях 660 В (при соединении в звезду). Двигатели постоянного тока применяют только на электровозах.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А112-250РНУ2(5) в рудничном нормальном (PH) исполнении разработаны на базе двигателей серии 4А, предназначены для эксплуатации в подземных условиях рудников и шахт, а также в наружных установках и помещениях с невзрывоопасными условиями производства. По категории размещения и климатическому исполнению двигатели выполнены в модификациях У2 и У5. Эксплуатация двигателей допускается на высоте не более 1000 м над уровнем моря при температуре окружающей среды от -5 до +35 °C для категории У5; от -45 до +40 °C для категории У2; при относительной влажности воздуха 90 %, при 20 °C для категории У5 и при 80 %, при 20 °C для категории У2; при запыленности до 100 мг/м3 токопроводящей или нетокопроводящей невзрывоопасной пылью. Двигатели этой серии выдерживают вибрационные нагрузки частотой 1—35 Гц при ускорении до 0,5 g и ударные длительностью 2—20 мс при ускорении до 2 g. В серию входят двигатели семи габаритов по высоте оси вращения (112; 132; 160; 180; 200; 225; 250 мм) с различными мощностями (до 90 кВт) и частотами вращения (3000; 1500; 1000; 750; 600 мин-1).

Выпускаются двигатели в следующих исполнениях:

- основное 4А112-250РНУ2(5) — для работы в продолжительном режиме в качестве привода механизмов с легкими условиями пуска;

- с повышенным пусковым моментом 4АР160-250РНУ2(5) — для работы в продолжительном режиме в качестве привода механизмов, имеющих большие статические и инерционные нагрузки в момент пуска (конвейеры, поршневые компрессоры);

- с повышенным скольжением 4АС112-250РНУ2(5) — для привода механизмов, работающих в повторно-кратковременных режимах с продолжительностью включения (ПВ) в диапазоне 15; 25; 40; 60 и 100 % (номинальным режимом двигателей этого исполнения является повторнократковременный режим при ПВ, равной 40 %).

Двигатели в общем виде имеют следующее обозначение: 4А(Р; С) 112-250 (S; М; L) (2; 4; 6; 8) РНУ2(5), где 4А — серия асинхронных двигателей; Р; С — исполнения с повышенным пусковым моментом или повышенным скольжением; 112-250 — высота оси вращения двигателей, мм; S; М; L — установочные размеры по длине корпуса двигателя; 2; 4; 6; 8 — число полюсов двигателя; PH — рудничное нормальное исполнение; У — климатическое исполнение; 2(5) — категория размещения.

Питаются электродвигатели от трехфазной сети переменного тока частотой 50 или 60 Гц и напряжением 380 или 660 В. Допустимое колебание напряжения питающей сети от —5 до +10% номинального.

Рудничное нормальное исполнение этих двигателей обеспечивается соответствующими механической прочностью оболочек, степенью защиты от внешних воздействий, применением соответствующих изоляционных материалов для токоведущих частей, лакокрасочных изделий и других защитных покрытий, повышающих устойчивость к климатическим воздействиям и воздействиям подземных и технических вод.

Степень защиты в сборных узлах двигателя достигается установкой войлочных уплотнений в подвижных соединениях вала с подшипниковыми щитами, плотной посадкой по металлу в соединениях подшипниковых щитов с корпусом, уплотнением резиновой шнуровой прокладкой в соединениях корпуса коробки выводов с корпусом двигателя и крышкой, а также уплотнением вводных устройств при подключении кабеля.

В конструкции двигателей PH исполнения применены новые решения по диапазону мощности и установочных размеров в соответствии с рекомендациями международных стандартов, по выбору оптимальной геометрии активных частей, применению изоляции с тепловлаговибростойкими компонентами, повышению уровня защиты от внешних воздействий, надежности и качеству, снижению уровня шума и вибраций.

Основные технические данные наиболее употребляемых двигателей приведены в табл. 11.1.

В качестве двигателя к буровому станку НКР100М используется асинхронный двигатель 4А100 4МУ5, имеющий следующие данные:

Номинальный режим работы двигателя — повторно-кратковременный с продолжительностью включения ПВ=40 %. Двигатель допускает работу с ПВ = 100 %, при этом мощность его составит 3 кВт. В двигателе сердечник статора с обмоткой запрессован в чугунную станину, а коротко-замкнутый ротор установлен в чугунных щитах на подшипниках качения. Двигатель реверсивный, обдуваемый (обдув осуществляется вентилятором, установленным на валу двигателя и закрытым кожухом, крепящимся к заднему подшипниковому щиту с помощью резиновых амортизаторов).

Для предотвращения попадания влаги и пыли внутрь двигателя на его валу с двух сторон установлены уплотняющие устройства, состоящие из манжеты, крышки с лабиринтовыми канавками и лабиринтового кольца. Пространство между подшипником и его крышкой, а также лабиринтовые канавки заполняются смазкой «Циатим-203».

Вводная коробка для кабеля состоит из корпуса, крышки, переходного патрубка, штуцера для уплотнения кабеля и клеммной панели. Корпус коробки можно поворачивать на 180°. Ее герметизация осуществляется с помощью резиновых прокладок.

С рабочей машиной или входным валом редуктора электродвигатели соединяются с помощью различных муфт: зубчатых, пальцевых, эластичных и гидромуфт.