Сведения об электродвигателях, применяемых в металлургических цехах

В металлургических цехах используют электродвигатели как постоянного, так и переменного тока. Выбор рода тока и типа электродвигателя производят на основании технико-экономических расчетов. Электропривод постоянного тока, обладающий хорошими регулировочными свойствами, находит применение в установках, где требуется широкое и плавное регулирование скорости. Однако использование двигателей постоянного тока связано с необходимостью установки сравнительно дорогих и сложных преобразователей (выпрямителей). Кроме того, сам двигатель постоянного тока сложен в конструктивном отноше­нии и в уходе, что объясняется в основном наличием коллек­тора. Поэтому согласно Правилам устройства электроустановок электродвигатели постоянного тока допускается применять лишь в тех случаях, когда условия работы* электропривода не позволяют применить электродвигатели переменного тока из-за обеспечения требуемой работы механизма, либо из соображе­ний экономичности. При выборе типа привода прежде всего должна быть проверена технико-экономическая целесообраз­ность применения асинхронных и синхронных электродвигате­лей переменного тока.

Электродвигатели механизмов металлургических цехов ра­ботают в различных условиях. Двигатели подвержены воздей­ствию высоких температур от жидкого металла, горячего агло­мерата и др. В некоторых цехах атмосфера содержит большое количество пыли, влаги, активных газов, паров, взрывоопасные смеси и т. п. Поэтому должны быть предусмотрены меры за­щиты двигателей от вредного воздействия такой атмосферы, а во взрывоопасных помещениях — также меры по предотвра­щению возможности взрыва атмосферы от случайно возникшей в двигателе искры.

В соответствии с этим электрические машины выпускаются в защитных оболочках, обеспечивающих защиту обслуживаю­щего персонала и самой машины от попадания в нее посторон­них предметов. Для обозначения степени защиты применяются латинские буквы IP и следующие за ними две цифры. Первая цифра обозначает степень защиты персонала и самой машины от попадания внутрь нее твердых посторонних тел, вторая — степень защиты от попадания воды. Например, IP21—защита от проникновения твердых тел размером более 12 мм, защита от капель воды; IP68 — пыленепроницаемый, защита при дли­тельном погружении в воду и т. п.

Электродвигатели, устанавливаемые в сухих помещениях с нормальной средой имеют исполнение IP00 (защита отсут­ствует). В помещениях металлургического производства ис­пользуются электродвигатели со степенью защиты IP22—IP44.

Для обозначения конструктивного исполнения по способу монтажа применяются латинские буквы IM и следующие за ними цифры — машины на лапах, без лап, с вертикальным ва­лом и т. п. Конец вала может быть: один конический, два ци­линдрических, фланцевый и т. п.

По способу охлаждения различаются двигатели: с естествен­ным охлаждением, не имеющие специальных устройств для охлаждения; с самовентиляцией, когда охлаждение произво­дится с помощью крыльчатки, укрепленной на валу двигателя; с независимым охлаждением, когда охладитель (воздух и вода) подводится специальным вентилятором или насосом, имеющим собственный привод.

Во избежание попадания в систему охлаждения производ­ственной пыли независимая вентиляция может быть осущест­влена по замкнутой системе или иметь на входе воздуха очи­стительные фильтры. Независимая вентиляция обычно бывает у двигателей большой мощности. С улучшением охлаждения в значительной мере повышается номинальная мощность дви­гателей при данной его массе и габаритах.

Для большинства механизмов применяют двигатели с гори­зонтальным расположением вала. Но в ряде случаев с целью упрощения кинематической схемы применяют двигатели с вер­тикальным валом фланцевого типа.

На металлургических предприятиях используются электро­двигатели как общепромышленной, так и специальной краново-металлургической серии. Создание специальных серий электро­двигателей вызвано особенностями краново-металлургического привода, характеризуемого повторно-кратковременным режи­мом работы при большой частоте включения (до 2000—3000 в час), большими перегрузками, пусковыми токами и т. п. Дви­гатели должны обеспечивать различные режимы электрического торможения, электродвигатели приводов крановых механиз­мов работают в условиях повышенной тряски, а в ряде слу­чаев— при высокой температуре окружающей среды (до 70 °С).

Крановые электродвигатели характеризуются повышенной перегрузочной способностью, допустимыми нагрузками обмо­ток, прочностью и надежным закреплением элементов механи­ческой части. Отношение длины пакета ротора к его диаметру для крановых двигателей, как правило, больше, чем для двига­телей общепромышленной серии, что объясняется стремлением уменьшить момент инерции ротора и связанные с ним потери энергии и длительности переходных процессов.

Учитывая особо тяжелые условия эксплуатации, якори ма­шин выполняют таким образом, чтобы была обеспечена воз­можность перепрессовки и замены поврежденного вала. К элек­тродвигателям предъявляют повышенные требования в отноше­нии надежности.

Наибольшее применение в металлургических цехах находят крановые асинхронные электродвигатели переменного тока се­рии MTF (с фазным ротором, класс нагревостойкости F) и ~MTKF— (с короткозамкнутым ротором).

Таблица 4. Технические данные асинхронных электродвигателей краново-металлургической серии

Металлургические электродвигатели серии МТН и МТКН (соответственно с фазным и короткозамкнутым ротором; класс нагревостойкости Н) предназначены для приводов металлурги­ческих механизмов, работающих при повышенных температурах окружающей среды. Они имеют повышенное скольжение и рас­считаны на непосредственный пуск от полного напряжения сети. Двигатели всех перечисленных серий характеризуются по­вышенной перегрузочной способностью, большими пусковыми моментами при сравнительно небольших пусковых токах, а также малым временем разгона. Номинальное напряжение двигателей 380/220 В, частота 50 Гц, число пар полюсов 3, 4, 5. Поскольку электродвигатели рассчитаны на работу в среде с повышенной влажностью и запыленностью (в агломерацион­ных, доменных, сталеплавильных, прокатных, литейных и дру­гих цехах), то основным исполнением электродвигателей явля­ется IP54. В табл. 4 приведены технические данные отдельных двигателей серий MTF, MTKF, МТН, МТКН.

В металлургических цехах широко используются крановые электродвигатели постоянного тока серии Д на напряжение 220 и 440 В, мощностью от 2,5 до 185 кВтЛ Возбуждение двига­телей— последовательное, смешанное и параллельное, номи­нальная частота вращения от 400 до 1500 об/мин. Технические данные отдельных электродвигателей этой серии приведены в табл. 5.

В табл. 6 приведены в качестве примера технические данные некоторых синхронных электродвигателей, применяемых в ме­таллургии. Буквенные обозначения расшифровываются следую­щим образом: С — синхронный, Д — двигатель, Н — нормальное исполнение, С — специальное исполнение; 3 — закрытое испол­нение; П — продуваемый под избыточным давлением,

К — компрессорный,

М — машина, Т — в тропическом исполнении. На­ряду с приведенными в табл. 6 используются также двигатели серий СДК, СДМЗ, ДС, ДСП, МЗС, МСП, СМ, СТМ, СТМП, СТД.

Исполнение синхронных двигателей открытое, защищенное и закрытое. Охлаждение — воздушное естественное, с самовенти­ляцией (со специальным вентилятором на валу) и с независи­мой вентиляцией (от отдельного вентилятора с собственным двигателем). Мощность приводных синхронных электродвига­телей, применяемых в металлургических цехах, достигает 70 МВт.