2.4 Электродвигатели, электромашинные преобразователи Электродвигатели
О
бщее обозначение двигателя показано на рис. 2.4.1,а. В окружность допускается вписывать данные, указывающие: двигатель М, род тока ( постоянный,
переменный), вид соединения обмоток (Y – звезда, — треугольник) и т.п. Так на рис. 2.4.1,а даны однолинейное 1 и многолинейное 2 обозначения двигателя, статор которого соединен в звезду. Обратите внимание на то, что при однолинейном обозначении нет черточек, указывающих на число проводов, потому что и без них ясно, что к двигателю, соединенному в звезду, подходят три провода.
Рис. 2.4.1 Система построения обозначений электродвигателей
Обмотки обозначают, как показано на рис. 2.4.1,б, причем число полуокружностей небезразлично. Одна полуокружность 3 – обмотка вспомогательного полюса; две полуокружности 4 – обмотка компенсационная; три полуокружности 5 – обмотка статора (каждой фазы) двигателя переменного тока и обмотка последовательного возбуждения двигателя постоянного тока; четыре полуокружности 6 – обмотка параллельного возбуждения двигателя постоянного тока.
Статоры. Примеры обозначения статоров в форме I (упрощенный способ) и в форме II (развернутый способ) иллюстрирует рис. 2.4.1,б, где 7 и 8 – соединение обмоток в треугольник, а 9 и 10 – в звезду. Заметьте: в вершинах треугольника, а также при соединении в звезду точек нет (как иногда делают), так как соединения очевидны и без точек.
Р
оторы. На рис. 2.4.1,г показаны роторы без обмотки: 11 – полый немагнитный или ферромагнитный; 12 – с явно выраженными полюсами – явнополюсный (с прорезями по окружности); 13 – явнополюсный с постоянными магнитами.
Рис. 2.4.2 Электродвигатели трехфазные
Роторы с распределенной обмоткой иллюстрирует рис. 2.4.1,д: 14 – распределенная трехфазная обмотка, соединенная в звезду; 15 – однофазная обмотка или обмотка постоянного тока; 16 – короткозамкнутый ротор.
Роторы с сосредоточенной обмоткой изображены на рис. 2.4.1,е: 17 – ротор с явно выраженными полюсами; 18 – ротор явнополюсный (штриховая окружность) с распределенной короткозамкнутой (сплошная окружность) успокоительной или пусковой обмоткой; 19 – ротор с обмоткой, коллектором и щетками. В обозначении коллекторной машины допускается щетки не изображать, если это не приведет к ошибкам.
Расположение выводов обмоток на схемах. Выводы обмотки статора в форме I допускается направлять в любую сторону. Выводы обмотки ротора можно направлять вправо, влево, вверх или вниз, а также по диаметру окружности, но они не должны совпадать с выводами обмотки статора.
Асинхронные трехфазные двигатели показаны на рис. 2.4.2,а, где 1 – короткозамкнутый двигатель, статор которого соединен в звезду; 2 – короткозамкнутый двигатель с шестью выводами обмотки статора. Такой двигатель можно соединять как в звезду, так и в треугольник, что дает возможность применять его при двух напряжениях, например 220 В (звезда) и 380 В (треугольник); 3 – двигатель с фазным ротором. Статор соединен в треугольник, ротор – в звезду.
Синхронные трехфазные двигатели показаны на рис. 2.4.2,б. Здесь: 4 – статор соединен в треугольник, ротор с обмоткой постоянного тока; 5 – статор соединен в звезду с выведенной нейтральной точкой, ротор явнополюсный с сосредоточенной обмоткой возбуждения (от нее отходят провода) и распределенной короткозамкнутой пусковой или успокоительной обмоткой (сплошная окружность); 7 – статор соединен в треугольник, возбуждение от постоянных магнитов.
О
днофазные двигатели (рис. 2.4.3): 1 – асинхронный однофазный двигатель с расщепленными полюсами и короткозамкнутым ротором. На одну часть каждого полюса надета короткозамкнутая обмотка или просто кольцо. Возникающий в короткозамкнутой обмотке ток препятствует возникновению потока в этой части полюса. Поэтому потоки одних частей полюсов сдвинуты в пространстве и во времени относительно потоков других частей полюсов. Благодаря этому образуется вращающееся магнитное поле, увлекающее ротор. Изображение обмоток под углом подчеркивает возникновение сдвига потоков.
Рис. 2.4.3 Однофазные двигатели
Если ротор выполнен из закаленной стали (характеризующейся широкой гистерезисной петлей), то на валу двигателя возникает гистерезисный момент и частота вращения ротора строго соответствует частоте питающей сети. Такие двигатели, называемые гистерезисными, широко распространены в часовых механизмах, самопишущих приборах и т.п.;
2 – синхронный однофазный двигатель явнополюсный с обмоткой возбуждения и успокоительной или пусковой обмоткой на роторе;
3 
– двигатель с конденсаторным пуском. Он имеет две обмотки: главную и добавочную. В цепь добавочной обмотки на период пуска включается конденсатор С. При достижении двигателем заданной частоты вращения конденсатор автоматически отключается;
Рис. 2.4.4 Электродвигатели постоянного тока
4 – коллекторный однофазный репульсионный двигатель имеет статор обычной однофазной машины, ротором служит якорь машины постоянного тока, щетки которого замкнуты накоротко. Щетки можно передвигать по коллектору, осуществляя таким образом изменение скорости, остановку, реверсирование (т.е. изменение направления вращения). Обратите внимание: репульсионный двигатель развивает вращающий момент только в том случае, когда оси щеток и обмотки статора не перпендикулярны. В обозначении 4 щетки, как само собой разумеющиеся, не показаны. Раньше щетки изображали с перемычкой между ними и располагали их под углом. Старое обозначение обведено волнистой линией;
5 – коллекторный однофазный двигатель последовательного возбуждения;
6 – конденсаторный двигатель. При пуске включены два конденсатора С и С1, затем пусковой конденсатор С автоматически отключается.
Двигатели постоянного тока. На рис. 2.4.4,а – в показаны двигатели с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением соответственно. Заметьте: последовательная обмотка изображена тремя полуокружностями, а параллельная – четырьмя.
Обозначения 1 – 3 наиболее употребительны, обозначения 4 – 6 выполнены в форме I, а 7 – 9 – в форме II.
Более подробные пояснения даны выше при рассмотрении генераторов постоянного тока (см. рис. 2.3.2,б – г).
Расположение обмоток в обозначениях машин постоянного тока не устанавливается, что иллюстрирует рис. 2.4.4,г.
ГОСТ 2.722-68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические
1а. Настоящий стандарт устанавливает условные графические обозначения вращающихся электрических машин на схемах, выполняемых вручную или автоматизированным способом, изделий всех отраслей промышленности и строительства.
(Измененная редакция, изм. № 3).
1. Устанавливаются три способа построения условных графических обозначений электрических машин:
упрощенный многолинейный (форма I );
развернутый (форма II ).
2. В упрощенных однолинейных обозначениях электрических машин обмотки статора и ротора изображают в виде окружностей. Выводы обмоток статора и ротора показывают одной линией с указанием на ней количества выводов в соответствии с требованиями ГОСТ 2.721-74.
В настоящем стандарте примеры упрощенных однолинейных обозначений машин не приведены.
3. В упрощенных многолинейных обозначениях обмотки статора и ротора изображают аналогично упрощенным однолинейным обозначениям, показывая выводы обмоток статора и ротора (черт. 1).
4. В развернутых обозначениях обмотки статора изображают в виде цепочек полуокружностей, а обмотки ротора — в виде окружности (и наоборот).
Взаимное расположение обмоток изображают:
а) в машинах переменного тока и универсальных — с учетом (черт. 2) или без учета (черт. 3) сдвига фаз.
б) в машинах постоянного тока — с учетом (черт. 4) или без учета (черт. 5) направления магнитного поля, создаваемого обмоткой.
5. В примерах условных графических обозначений машин переменного тока и универсальных машин приведены обозначения, отражающие сдвиг фаз в обмотке; в примерах машин постоянного тока — без учета направления магнитного поля.
6. Выводы обмоток статора и ротора в обозначениях машин всех типов допускается изображать с любой стороны.
В примерах построения условных графических обозначений машин выводы обмоток показаны:
а) в машинах переменного тока: выводы обмоток статора — вверх, обмоток ротора — вниз;
б) в машинах постоянного тока выводы всех обмоток показаны вверх.
Допускается указывать дополнительные сведения (обозначения соединений обмоток, числовые данные и т.д.).
7. Обозначения элементов электрических машин приведены в табл. 1.
1. Обмотка компенсационная
1а. Обмотка вспомогательного полюса
2. Обмотка статора (каждой фазы) машины переменного тока, обмотка последовательного возбуждения машины постоянного тока
3. Обмотка параллельно возбуждения машины постоянного тока, обмотка независимого возбуждения
4. Статор, обмотка статора. Общее обозначение
Примечание . Если необходимо указать, что на статоре имеются две самостоятельные трехфазные обмотки, используют следующее обозначение
5. Статор с трехфазной обмоткой:
а) соединенной в треугольник
б) соединенной в звезду
6. Ротор. Общее обозначение
7. Ротор без обмотки:
а) полым немагнитный или ферромагнитный
б) с явно выраженными полюсами (явнополюсный) с прорезями по окружности
п) явнополюсный с постоянными магнитами
8. Ротор с распределенной обмоткой:
а) трехфазной, соединенной в звезду
б) трехфазной, соединенной в треугольник
в) однофазной или постоянного тока
д) с двумя распределенными самостоятельными обмотками
9. Ротор внешний с короткозамкнутой распределенной обмоткой (например, двигателя-гироскопа)
10. Ротор явнополюсный с сосредоточенной обмоткой возбуждения
11. Ротор явнополюсный с сосредоточенной обмоткой возбуждения и с распределенной короткозамкнутой успокоительной или пусковой обмоткой
12. Ротор с обмоткой, коллектором и щетками
12а. Ротор со щетками на контактных кольцах.
Примечание к пп. 12 и 12а . Щетки изображают только при необходимости
13 Машина электрическая. Общее обозначение.
Примечание . Внутри окружности допускается указывать следующие данные:
а ) род машин (генератор — G , двигатель — М , генератор синхронный — GS , двигатель синхронный — MS , сельсин — ZZ , преобразователь — С);
б) род тока, число фаз или вид соединения обмоток в соответствии с требованиями ГОСТ 2721-74
двигатель трехфазный с соединением обмоток статора в звезду
машина, которая может работать как генератор и как двигатель
двигатель линейный, общее обозначение
(Введен дополнительно, изм. № 3).
двигатель шаговый, общее обозначение
(Введен дополнительно, изм. № 3).
генератор с ручным управлением
(Введен дополнительно, изм. № 3).
14. Машины, связанные механически
8. Примеры построения обозначений электрических машин приведены в табл. 2.
1 Машина асинхронная трехфазная с фазным ротором, обмотка которого соединена в звезду, обмотка статора соединена:
а) в треугольник
б) в звезду с выведенной нейтральной (средней) точкой
2 Машина асинхронная трехфазная с шестью выведенными концами фаз обмотки статора и с короткозамкнутым ротором
3 Машина асинхронная с переключением обмотки статора на два числа полюсов с короткозамкнутым ротором. Переключение обмотки статора:
а) со звезды на звезду с двумя параллельными ветвями
б) с треугольника на звезду с двумя параллельными ветвями
4. Машина асинхронная трехфазная с внешним ротором; обмотка статора соединена в звезду
5 Машина асинхронная двухфазная:
а) с короткозамкнутым ротором
б) с полым немагнитным ротором и неподвижным ферромагнитным сердечником
6. Машина асинхронная двухфазная с тремя обмотками и полым немагнитным ротором; одна из обмоток расположена на неподвижном сердечнике.
Примечание . Назначение обмоток (пусковая, управления или тахометрическая) допускается обозначать соответствующими буквами
7. Машина синхронная трехфазная явнополюсная с обмоткой возбуждения на роторе; обмотка статора соединена в звезду с выведенной нейтральной (средней) точкой
8. Машина синхронная трехфазная неявнополюсная с обмоткой возбуждения на роторе; обмотка статора соединена в треугольник
9. Машина синхронная трехфазная явнополюсная с обмоткой возбуждения и с пусковой короткозамкнутой обмоткой на роторе; обмотка статора соединена в звезду
10. Машина синхронная трехфазная с возбуждением от постоянных магнитов; обмотка статора соединена в звезду
11. Машина синхронная однофазная явнополюсная с обмоткой возбуждения и успокоительной или пусковой обмоткой на роторе
12. Машина синхронная трехфазная явнополюсная без обмотки возбуждения с пусковой короткозамкнутой обмоткой на роторе (реактивный синхронный двигатель); обмотка статора соединена в треугольник
13. Машина индукторная (генератор повышенной частоты) с двумя обмотками переменного тока и одной обмоткой постоянного тока на статоре
14. Машина постоянного тока с независимым возбуждением
15. Машина постоянного тока с последовательным возбуждением
16. Машина постоянного тока с параллельным возбуждением
17. Машина постоянного тока со смешанным возбуждением
18. Машина постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов
19. Двигатель асинхронный с фазным ротором. Общее обозначение
20. Двигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором. Общее обозначение
21. Двигатель асинхронный трехфазный, соединенный в треугольник, с короткозамкнутым ротором
21а. Двигатель асинхронный трехфазный со статором, соединенным звездой, с автоматическими пускателями в роторе
(Введен дополнительно, изм. № 3).
22. Двигатель асинхронный однофазный с короткозамкнутым ротором
23. Двигатель асинхронный однофазный с расщепленными полюсами с короткозамкнутым ротором
24. Двигатель асинхронный однофазный с короткозамкнутым ротором, с выводами для вспомогательной фазы
24а. Двигатель асинхронный трехфазный линейный с односторонним направлением вращения
(Введен дополнительно, изм. № 3).
25. Двигатель гистерезисный; обмотка статора соединена в звезду
26. Двигатель постоянного тока реверсивный с двумя последовательными обмотками возбуждения
27. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением и центробежным вибрационным стабилизатором скорости вращения.
1. В зависимости от типа стабилизатора контакт может быть замыкающим или размыкающим.
2 . Если необходимо показать способ включения стабилизатора скорости вращения, его контакты включают в соответствующую цепь двигателя, например, включение вибрационного стабилизатора скорости вращения в цепь возбуждения параллельно добавочному сопротивлению
28. Двигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов и центробежным вибрационным стабилизатором скорости вращения
29. Двигатель коллекторный трехфазный последовательного возбуждения
30. Двигатель коллекторный трехфазный последовательного возбуждения с регулированием скорости вращения передвижением щеток
31. Двигатель коллекторный трехфазный параллельного возбуждения с питанием через ротор с двойным рядом щеток.
Две окружности, соединенные короткими параллельными линиями, изображают две обмотки одного и того же ротора
32. Двигатель коллекторный трехфазный параллельного возбуждения с питанием в ротор с регулированием скорости вращения передвижением щеток
33. Двигатель коллекторный однофазный репульсионный
34. Двигатель коллекторный однофазный последовательного возбуждения
35 Генератор ( GS ) и ли двигатель ( MS ) синхронный трехфазный, оба конца каждой фазы выведены
(Измененная редакция, изм. № 3)
36. Генератор ( GS ) или двигатель ( MS ) синхронный трехфазный с обмотками, соединенными в звезду, с выведенной нейтралью
36а. Генератор переменного тока синхронный трехфазный с постоянным магнитом
(Введен дополнительно, изм. № 3).
37. Генератор ( GS ) или двигатель ( MS ) синхронный однофазный
38. Генератор постоянного тока с двумя выводами, со смешанным возбуждением, с указанием зажимов, щеток и числовых данных, например, 220 В, 20 кВ
39. Сельсин. Общее обозначение.
Для конкретных типов сельсинов в обозначение на месте знаков ZZ вписывают соответствующий квалифицирующий символ.
Первая буква символа означает:
С — управление;
Т — угол поворота;
R — решающее устройство.
Вторая буква означает:
D — дифференциальный;
R — приемник;
Т — преобразователь;
В — с поворотной статорной обмоткой.
Например, сельсин-датчик угла поворота
40. Сельсин-датчик, сельсин-приемник контактные (с контактными кольцами) однофазные:
а) с обмоткой возбуждения на статоре и обмоткой синхронизации на роторе, соединенной в звезду
б) с обмоткой возбуждения на явнополюсном роторе и обмоткой синхронизации на статоре, соединенной в звезду
в) с распределенной обмоткой возбуждения на роторе и обмоткой синхронизации на статоре, соединенной в звезду
41. Сельсин дифференциальный контактный (с контактными кольцами) с обмотками статора и ротора, соединенными в звезду
42. Сельсин-датчик, сельсин-приемник бесконтактные (без контактных колец) с обмоткой статора, соединенной в звезду
43. Преобразователь электромашинный постоянного тока с двумя независимыми обмотками на роторе
44. Преобразователь вращающийся постоянного тока в постоянный с общим постоянным магнитным полем (вращающийся трансформатор постоянного тока)
45. Преобразователь вращающийся постоянного тока в постоянный, с общей обмоткой магнитного поля
46. Преобразователь одноякорный постоянно-переменного тока трехфазный
47. Преобразователь синхронный трехфазный с параллельным возбуждением, с указанием зажимов, щеток и числовых данных, например, 600 В, 1000 кВ, 50 Гц
48. Трансформатор вращающийся, фазовращатель (обозначение соединения обмоток статора и ротора между собой производится в зависимости от назначения машины)
(Измененная редакция, изм. № 2).
(Исключен, изм. № 2)
(Исключен, изм. № 2)
49. Автотрансформатор трехфазный поворотный (потенциал-регулятор)
(Измененная редакция, изм. № 2).
(Исключен, изм. № 2)
(Исключен, изм. № 2)
50. Трансформатор трехфазный поворотный (фазорегулятор)
(Измененная редакция, изм. № 2).
(Исключен, изм. № 2)
(Исключен, изм. № 2)
51. Усилитель электромашинный с поперечным потоком и несколькими обмотками управления (например, простейший с тремя обмотками)
52. Усилитель электромашинный с продольным потоком и несколькими обмотками управления (например, простейший с тремя обмотками)
53. Агрегат, состоящий из асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором и преобразователя частоты (например, 50/200 Гц); обмотки статора двигателя и ротора преобразователя соединены в звезду, обмотка статора преобразователя — в треугольник
54. Агрегат, состоящий из асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором и генератора постоянного тока с параллельным возбуждением; обмотка статора двигателя соединена в треугольник
9. Размеры основных элементов условных графических обозначений приведены в табл. 3.
Условное графическое обозначение электродвигателей на схеме
Для того чтобы нарисовать электрическую схему, применяют условные графические обозначения всех элементов. Так в упрощенном варианте можно изобразить любой элемент – резистор, конденсатор, электродвигатель и т.д. Они стандартизированы для основных видов элементов, в этой статье мы рассмотрим обозначения электрических двигателей на схеме.
Графическое обозначение электрических машин
Для схематичного обозначения была разработана специальная система ЕСКД, согласно которой на чертеже можно отобразить любой двигатель. Его представляют в виде окружности, рядом с которой может указываться буквенное обозначение. Например, ДГ — главный двигатель, ДШ — электродвигатель подачи шпинделя станка, ДО — насоса охлаждения и т.п. Рассмотрим, какие УГО стандартизирует система, полный их перечень приведен в ГОСТ 2.722-68
Двигатели постоянного тока
Машины постоянного тока имеют условное обозначение в зависимости от варианта возбуждения. На рисунке представлен электродвигатель постоянного тока с различными вариантами УГО.
Кроме этого, существует множество устройств с дополнительными функциями. Например, реверсивный электродвигатель с двумя обмотками или с параллельным возбуждением и вибрационным регулятором скорости вращения. Ниже приведены УГО таких устройств.
Асинхронные машины
Асинхронные электродвигатели изображаются на чертежах в виде окружности, внутри которой меньшая окружность, отображающая ротор.
На иллюстрации представлено графическое обозначение асинхронной электрической машины с короткозамкнутым ротором на однолинейной схеме. Для трехфазной сети символическое представление мотора с фазным и короткозамкнутым выполняется подобным образом, отличие состоит лишь в количестве проводов и подключении цепи ротора.
При этом если электродвигатель трехфазный, указывается схема соединения обмоток. Например, соединение звездой обозначается так:
Каждый тип трехфазных асинхронных машин имеет разный вид на чертеже. Ниже приведены варианты графического обозначения двигателей различного исполнения.
Синхронные машины
Синхронные машины по ГОСТ представлены в виде, который указан на нижеприведенной иллюстрации, при этом схема легко читается даже неспециалистом.
Явнополюсная машина с обмоткой на якоре, отображается на схеме в виде двух окружностей, здесь и к наружной, и к центральной подведены провода (к статору и ротору соответственно).
Если обмотки соединены треугольником, то синхронный электродвигатель будет изображен на чертеже несколько иначе.
Остальные разновидности УГО типов электродвигателей на схемах представлены с описанием на рисунке ниже.
Генераторы
Обозначение трехфазных генераторов, как и синхронных двигателей, имеет одинаковое графическое начертание. Ниже приведены изображения, которые отображаются на схеме.
УГО других видов электрических машин
Кроме распространенных устройств, применяются специальные, которые также имеют свое обозначение на схеме.
Специальные приборы типа сельсин-датчиков и приемников имеют кроме графического обозначения еще и буквенное описание, что проиллюстрировано на рисунке ниже.
Двигатель–преобразователь имеет изображение на схеме в соответствии с УГО. Его начертание на схеме приведено на иллюстрации.
Здесь представлены устройства, у которых имеется коллекторный узел. Он имеет УГО в виде двух прямоугольников по сторонам окружности.
Заключение
Графическое обозначение электрических машин на схемах выполняется согласно ГОСТ 2.722. При составлении схемы, необходимо руководствоваться данной документацией. В ней описаны все необходимые машины, а также указываются размеры окружности и других элементов рисунка, которые должны быть на чертежах и другие требования к чертежу.
Обозначения в эл. схемах
Машина асинхронная трехфазная с фазным ротором, обмотка которого соединена в звезду, обмотка статора соединена:
а) в треугольник
Машина асинхронная с переключением обмотки статора на два числа полюсов с короткозамкнутым ротором.
Переключение обмотки статора:
а) со звезды на звезду с двумя параллельными ветвями
Машина асинхронная двухфазная с тремя обмотками и полым немагнитным ротором; одна из обмоток расположена на неподвижном сердечнике.
П р и м е ч а н и е. Назначение обмоток (пусковая, управления или тахометрическая) допускается обозначать соответствующими буквами
Двигатель гистерезисный;
обмотка статора соединена в звезду
В материале использованы изображения условных обозначений из Комплекта для черчения электрических схем GOST Eleсtro for Visio.