Електродвигун приводу подачи М3

Електродвигун асинхронний трифазний з короткозамкненим ротором типу 4АХ80В4 М300 ГОСТ 19523 - 74

Характеристика електродвигуна:

Потужність 2,2 кВт

Число обертань за хвилину 1400 об/хв

Напруга 220/380 В

Нульовий захист електродвигунів верстату здійснюється магнітними пускачами. Захист елементів електрообладнання від пошкоджень в разі к.з. здійснюється автоматичним вимикачем QF, а також запобіжникамиFU1…6. Захист електродвигунів від перенавантажень забезпечується тепловим реле КК1…3.

2.2 Схема електрична принципова та порядок її дії

Напруга на верстат подається за допомогою автоматичного вимикача QF.Вибір напрямку обертання шпинделя здійснюється реверсивними пускачем КМ1. Уразі використання у роботі ожолоджуючої рідини електронасос М1 вмикається вимикачем SA1, після чого він вмикається одночасно з двигуном М2.

Кнопка SB 5 «товчок шпинделя» призначена для короткочасного включення двигуна М2. При натисканні кнопки SB5 струм проходить через нормально закритий контакт КТ 1.1 та підключає магнітний пускач КМ1, який замкне свої контакти у силовому колі та дасть можливість підключити двигун М2.

Пуск двигуна М2 здійснюється за допомогою кнопки SB2.1 яка розімкне свій нормальнозамкнений контакт SB 2.2 котрий запобігає короткому замкненню,струм проходить через замкнений контакт SB5 та підключить котушку магнітного пускача КМ1, котрий замкне свої контакти КМ1 у силовому колі, та замкне контакт КМ1.1,який поставить кнопку «пуск» SB2 на саможивлення,та розімкне нормальнозамкнений контакт КМ1.2 у колі випрямлення і також розімкне свій додатковий нормальнозамкнений контакт КМ 1.3 який запобігає противоввімкненню. Щоб запустити двигун М2 у реверсивному режимі треба натиснути кнопку SB 3.1, при цьому нормально замкнений контакт SB 3.2 розімкнеться щоб запобігти короткому замкненню, катушка магнітного пускача КМ2 замкне свої контакти КМ2 у силовому колі та замкне контакт КМ 2.1 який поставить кнопку на саможивлення, розімкне нормальнозамкнений контакт КМ2.2 у колі випрямлення і розімкне свій нормальнозамкнений контакт КМ2.3 який запобігає противоввімкненню. В свою чергу при натисканні SB2.1 спрацює катушка КТ1, котра замкне контакт КТ1.2 та розімкне контакт КТ1.1 у колі керування, і замкне свій контактКТ1.3 з витримкою часу розімкнення.

Пуск двигуна М3 здійснюється за допомогою кнопки SB4. При натисканні на кнопку SB4 струм вмикає котушку магнітного пускача КМ3, котра замкне контакт в колі керування КМ3.1 який поставить кнопку SB3 на саможивлення, та замкне контакт КМ3 у силовому колі, цим самим увімкне двигун М3.Зупинка двигунів здійснюється за допомогою натискання на кнопку «Стоп» SB1, яка розімкне коло.

Гальмування приводу шпинделя після відімкнення живлення електродвигуна М2 здійснюється гальмівною муфтою YC. Живлення котушки електромагнітної муфти YC надходить від випрямляча VD1…4, через контакт реле часу КТ1.3 та контакту магнітного пускача КМ1.2 та КМ2.2.

Час находження гальмівної муфти YC під напругою визначається настройкою реле часу KT1.

Місцеве освітлення верстату здійснюється за допомогою лампи накалювання EL, яка вмикається вимикачем SA3.

Захист від струмів коротких замикань здійснюється плавкими запобіжниками (FU1 – FU6).

Захист електродвигунів від перевантажень здійснюється тепловим реле (КК1 – КК3).

Нульовий захист електродвигунив здійснюється котушками пускачів, які при

зниженні напруги до 85% від номинального автоматично вимикають електродвигуни від живлення.

2.3 Призначення, будова, монтаж та технічне обслуговування апаратури керування та захисту верстату

Електрична апаратура, що застосовується в освітлювальних і силових мережах для цілей управління або захисту, може бути класифікована за різними ознаками.У залежності від природи явища, яке покладено в основу дії апаратів, їх можна розділити на: апарати ручного керування (рубильники, перемикачі, вимикачі, контролери), дія яких відбувається в результаті механічної дії на них зовнішніх сил; електромагнітні апарати (магнітні пускачі, контактори, електромагнітні реле), робота яких заснована на електромагнітних силах, що виникають при роботі апарату.У залежності від виконуваних функцій апарати поділяють на: комутаційні, призначені для включення і відключення різних ланцюгів. Комутаційна апаратура може бути неавтоматичного управління (рубильники, перемикачі, магнітні пускачі) і автоматичного керування (реле, контактори, автоматичні вимикачі); струмообмежуючі і пускорегулюючі (реостати, контролери); апарати захисту електричних ланцюгів (реле захисту, запобіжники). Апаратура може працювати в різних режимах: довгостроково, короткочасно або в умовах повторно-короткочасного навантаження. Апарати розрізняються також за такими ознаками: номінального струму і напрузі; числу полюсів (фаз); роду струму (постійний чи перемінний); увазі приєднання (з переднім або заднім приєднанням проводів); способу захисту від впливу навколишнього середовища (відкрите виконання, захищене, пиловологозахищене) та іншими ознаками.

Монтаж та технічне обслуговування апаратури керування і захисту

Технічне обслуговування електричних апаратів складається з огляду та чистки, котрі проводять один раз в три місяці, а також з перевірок їх стан та дрібний ремонт, виконаних за графіком або по мірі необхідності.

Більша частина пошкоджень комутаційних апаратів трапляються

за контактів, а також вваслідок зменшення опору ізоляції обмоток та замикань останніх на корпусі. Відмова апартів може бути раптова та поступальна.

Раптові відмови апаратури бувають із зі пошкодження контактів та попадання поміж ними струмопровідних тіл, механічних перегрузок контактів внаслідок ударів та вібрації, їх зварювання та заліпання.

Поступове відмовлення апаратів виникає в результаті зношування та старіння деяких вузлів та деталей апарата. Найбільш пошир енна поломка електромагнітних апаратів, їх причини.

При технічному обслуговуванні електроапаратів напругою до 1000 В виконують наступним чином: чистку, усунення виявлених дефектів, контроль температури нагріву контактів, котушок та інших струмопровідних елементів, зачистку контактів від забруднення, окисів, підправка та регулювання одночасності їх замикання та розмикання, контроль температури та вміст масла в маслонаповнювальних апаратах; заміну плавких вставок та не підлягаючих до ремонту запобіжників; перевірку цілосності пломб на реле, наявність написів вказуючи назву на апаратах; контроль роботи апаратів сигналізації; перевірку справності електропроводки, заземлюючих устройств.

Магнітний пускач

Призначення

Пускач електромагнітний - це низьковольтне електромагнітне (електромеханічне) комбінований пристрій розподілу та управління призначене для пуску і розгону електродвигуна до номінальної швидкості, забезпечення його безперервної роботи, відключення живлення і захисту електродвигуна та підключених ланцюгів від робочих перевантажень. Пускач являє собою контактор (Мал. 2.4), комплектуватися додатковим устаткуванням: тепловим реле, додаткової контактної групою або автоматом для пуску електродвигуна, плавкими запобіжниками.

У пускачів магнітних по табличці і зовнішнім виглядом перевіряють тип, розмір, виконання. Знімають кришку захисного кожуха і видаляють тимчасові транспортні кріплення рухомої системи. Переконуються в комплектності поставки і відсутності механічних пошкоджень і слідів корозії на деталях пускача. Перевіряють хід рухомої системи в робочому положенні пускача (вертикальне).

Натискаючи без перекосу на виступи траверси, контролюють вільне переміщення якоря і повне повернення його у вихідне положення під дією зворотних пружин.

Будова

Мал. 2,2

Магнітний пускач

1 - підстава; 2 - рухомий контактний міст, 3 - нерухомий контакт; 4 - приєднувальний затискач; 5 - сердечник; 6 - якір; 7 - поворотна пружина; 8 - дугогасильні камери;

Принцип дії

при подачі напруги на котушку якір притягується до сердечника, нормально-відкриті контакти замикаються, нормально-закриті розмикаються. При відключенні пускача відбувається зворотна картина: під дією поворотних пружин рухливі частини повертаються у вихідне положення, при цьому головні контакти і нормально-відкриті блок контакти розмикаються, нормально-закриті блок контакти замикаються.

Автоматичний вимикач

Призначення

Автоматичний вимикач – це контактний комутаційний апарат, що спроможний вмикати, проводити та вимикати струм, коли електричний ланцюг у нормальному стані, а також вмикати, проводити протягом певного встановленого часу і вимикати струм при певному аномальному стані електричного ланцюга.

Автоматичний вимикач (механічний) (МЕС 441-14-20), «автомат» - це механічний комутаційний апарат, здатний включати, проводити і відключати струми при нормальному стані ланцюга, а також включати, проводити протягом заданого часу і автоматично відключати струми в зазначеному аномальному стані ланцюга, таких, як струми короткого замикання.

Будова

Мал. 2,3 Автоматичний вимикач

Автоматичний вимикач для монтажу на DIN-рейку конструктивно виконаний у діелектричному корпусі. Включення-відключення проводиться важелем (1 на малюнку 2,3), проводи приєднуються до гвинтових клем (2). Засувка (9) фіксує корпус вимикача на DIN-рейки і дозволяє при необхідності легко його зняти (для цього потрібно відтягнути засувку, вставивши викрутку в петлю засувки). Комутацію ланцюга здійснюють рухомий (3) і нерухомий (4) контакти. Рухомий контакт підпружинений, пружина забезпечує зусилля для швидкого розчеплення контактів. Механізм розчеплення приводиться в дію одним з двох розщіплювачем: тепловим або магнітним.

Тепловий роз'єднувач являє собою біметалеву пластину (5), що нагрівається протікаючим струмом. При протіканні струму вище допустимого значення біметалічна пластина вигинається і приводить в дію механізм розчеплення., розділ 8.6.1. тепловий роз'єднувач, складає 1,45 від номінального струму запобіжника. Налаштування струму спрацьовування виробляється в процесі виготовлення регулюючим гвинтом (6). На відміну від плавкого запобіжника, автоматичний запобіжник готовий до наступного використання після охолодження пластини.

Магнітний (миттєвий) роз'єднувач представляє собою соленоїд (7), рухомий сердечник якого також може приводити в дію механізм розчеплення. Струм, що проходить через запобіжник, тече по обмотці соленоїда і викликає втягування осердя при перевищенні заданого порогу. Миттєвий роз'єднувач, на відміну від теплового, спрацьовує дуже швидко (частки секунди), але при значно більшому перевищенні струму: в 2 ÷ 10 разів від номіналу, залежно від типу (автоматичні вимикачі поділяються на типи A, B, C і D залежно від чутливості миттєвого розчеплювача).

Під час розчеплення контактів може виникнути електрична дуга, тому контакти мають особливу форму і знаходяться в дугогасильні камері (8).

Принцип дії

Електричний струм подається через підводячий провід, який підключається до верхньої клемі, проходить через біметалічну пластину, потім через гнучкий провідник на котушку соленоїда, з котушки через гнучкий провідник на рухливий контакт, а потім іде через нижню гвинтову клему на підключену електромережу.

При перевантаженні, біметалічна пластина нагрівається, внаслідок чого згинається і приводить в дію механізм розчеплення, автоматичний вимикач відключається.

При короткому замиканні, струм великої сили проходить через котушку соленоїда, створюється електромагнітне поле, яке змушує сердечник (шток) соленоїда різко смикнути нагору, привести в дію механізм розчеплення і відключити автоматичний вимикач. При розмиканні рухомого контакту утворюється дуга, яка направляється в дугогасильні камери й загасає.

Запобіжники

Призначення

Запобіжник - електричний апарат, призначений для захисту електричних ланцюгів в ненормальних режимах роботи: теплові перевантаження і коротке замикання (КЗ). Його включають послідовно в ланцюг захищається об'єкта (апарату, обладнання тощо). Основним елементом запобіжника є плавка вставка (мідна, алюмінієва, цинкова, мідна посріблена) з плоскої пластини з вузькими перешийками або з металевої круглої дроту, яка розплавляється за ненормальних режимах роботи. Плавка вставка запобіжника не повинна перегоряти при струмі, що дорівнює 120-130% від номінального струму протягом години. При струмі 200% від 1ном вона повинна спрацьовувати протягом години.

ПР-2 - запобіжник розбірний. Ці запобіжники випускаються на номінальні струми від 6 до 1000 А і номінальну напругу до 500 В. Знаходять застосування як в установках постійного, так і змінного струму. Корпус запобіжника представляє собою герметичний круглий патрон, виконаний з газогенеруючих матеріалу (фібри), мал.2,4 а. Він складається з циліндра 3, латунної обойми 4 і латунного ковпачка 5. Плавка вставка 1 штампується з цинку, має одне або кілька звужень (залежно від номінальної напруги), мал.2,4 в). При відповідному струмі плавка вставка плавиться в місці звуження і виникає електрична дуга. Під дією високої температури дуги стінки патрона виділяють гази (водень, вуглекислий газ). Тиск у патроні за частки напівперіоду піднімається до 4-8 МПа. Під дією газового середовища підвищеного тиску дуга швидко гасне. Плавка вставка 1 притискається до латунної обоймі 4 ковпачком 5, який є вихідним контактом, мал.2,4 а). У запобіжниках на струми більше 60 А плавка вставка 1 приєднується до контактних ножам 2, мал.2,4 6).

 

Будова

 

 

Мал. 2,4

Заопбіжник

 

 

Принцип дії

Основними елементами Запобіжників ПР-2 (ЗР-2) є топка вставка, яка додається до розсічки захищаємого кола, й дугогасящого пристрою (корпусу запобіжника), що гасить дугу, яка виникає після плавлення вставки.

Процес гасіння дуги в Запобіжнику ПР-2 (ЗР-2) відбувається наступним чином. При відключенні згорають звужені перешийки топкої вставки, після чого виникає дуга. Під дією високої температури в герметичному патроні відбувається збільшення тиску, у зв’язку з чим піднімається вольт – амперна характеристика дуги, що сприяє її швидкому гасінню.

Топка вставка Запобіжника ПР-2 (ЗР-2) має від одного до чотирьох звужень в залежності від номінальної напруги. Звужені участки сприяють швидкому її топленню при короткому замиканні та створюють процес токообмеження.

Оскільки гасіння дуги в Запобіжнику ПР-2 (ЗР-2) відбувається дуже швидко (0,002с), можно вважати, що розширені частини вставки в процесі гасіння залишаються нерухомими.

 

Теплове реле

Призначення

Теплові реле - це електричні апарати, призначені для захисту електродвигунів від струмового перевантаження. Найбільш поширені типи теплових реле - ТРП, ТРН, РТЛ і РТТ.

Принцип дії

Довговічність енергетичного обладнання в значній мірі залежить від перевантажень, яким воно піддається під час роботи. Для будь-якого об'єкта можна знайти залежність тривалості протікання струму від його величини, при яких забезпечується надійна і тривала експлуатація обладнання. Ця залежність представлена на (Мал. 2,5).

При номінальному струмі допустима тривалість його протікання дорівнює нескінченності. Протікання струму, більшого, ніж номінальний, призводить до додаткового підвищення температури і додатковому старіння ізоляції. Тому чим більше перевантаження, тим короткочасні вона допустима. Мал.

 

2,5 на малюнку встановлюється виходячи з необхідної тривалості життя обладнання. Чим коротше його життя, тим більші перевантаження допустимі.

Пристрій теплового реле типу ТРП

Біметалева пластина теплового реле ТРП має комбіновану систему нагріву. Пластина 1 нагрівається як за рахунок нагрівача 5, так і за рахунок проходження струму через саму пластину. При прогині кінець біметалічної пластини впливає на пригающій контактний місток 3.

Теплове реле ТРП дозволяє мати плавне регулювання струму спрацьовування в межах (± 25% номінального струму уставки). Це регулювання здійснюється ручкою 2, яка змінює первісну деформацію пластини. Таке регулювання дозволяє різко знизити число потрібних варіантів нагрівача.

Мал. 2,5

Теплове реле типу ТРП

Висока температура спрацьовування (вище 200 ° С) зменшує залежність роботи реле від температури навколишнього середовища.

Уставка теплового реле ТРП змінюється на 5% при зміні температури навколишнього середовища на КУС.

Висока ударо-і вібростійкість теплового реле ТРП дозволяють використовувати його в самих важких умовах.

Реле ТРН

 

У ряді магнітних пускачів застосовується двофазне теплове реле типу ТРН (Мал. 2,7). Це реле вбудовується в магнітні пускачі. Реле ТРН складається з пластмасового корпусу, розділеного на три осередки. У крайніх клітинках розміщені нагрівальні елементи 1, у середній - температурний компенсатор 3, регулятор струму спрацьовування 4, механізм розчеплювача, який розмикає контакт місткового типу і важіль ручного повернення. Шкала регулятора розбита на 10 поділок: п'ять у бік збільшення і п'ять у бік зменшення. Ціна одного ділення 5%. Внаслідок цього ток уставки можна регулювати в межах ± 25% від номінального струму.

При протіканні струму перевантаження через нагрівальний елемент основна біметалічна платівка 2, деформуючись (показано пунктиром), переміщує вправо штовхач 10, пов'язаний жорстко з біметалічною платівкою 3 температурного компенсатора.

Напрямок деформації платівки температурного компенсатора протилежно напрямку деформації основної платівки. Деформація незначна за абсолютною величиною.

Внаслідок цього, незважаючи на протидію, платівка температурного компенсатора починає переміщатися теж вправо. При цьому засувка 7 звільняється, і штанга розчеплювача 6 під дією пружини 9 відходить вгору, а контакти 8 реле розмикаються.

Будова

1. нагрівальний елемент,

2. біметалічна пластина,

3. біметалічна пластина температурного компенсатора,

4. ексцентриковий механізм регулятора,

5. движок уставки,

6. штанга розчеплювача,

7. клямка,

8. контакти,

9. пружина,

10. штовхач реле.

Мал. 2,6

Теплове реле типу ТРН

 

Реле ТРП

Однополюсні теплові струмові реле серії ТРП з номінальним струмом від 1 до 150 А встановлюють по два у магнітні пускачі типів ПА-400, ПА-500, ПА-600. Реле серії ТРП (Мал. 2,8) має комбінований нагрівання, тобто струм захищається електродвигуна пропускається через нагрівач 4 і біметалічну платівку 3, з'єднані між собою паралельно. Для кожної серії реле виготовляють змінні нагрівачі. Крім того, струм уставки можна регулювати. Шкала регулятора розбита на десять поділок: п'ять у бік плюс і п'ять у бік мінус. Ціна одного ділення 5% від струму нагрівального елемента. Струм уставки можна змінити в межах ± 25%.

 

2.4 Призначення, будова, монтаж та технічне обслуговування силового електроустаткування

До силового електроустаткування відносять:

Електричні машини; Трансформатори; Випрямлячі.

Електричні машини.

Електричні машини широко застосовують на електричних станціях, у промисловості, на транспорті, в авіації, в системах автоматичного регулювання та керування, у побуті. Вони перетворюють механічну енергію в електричну і, навпаки, електричну енергію в механічну. Машина, що перетворює механічну енергію в електричну, називається генератором. Перетворення електричної енергії в механічну здійснюється двигуном.

Будь-яку електричну машину можна використати як генератор і як двигун. Ця її властивість змінювати напрямок перетворюваної енергії називається оборотністю машини, її можна також використати для перетворення електричної енергії одного роду струму (частоти, кількості фаз змінного струму, напруги постійного струму) в енергію іншого роду струму. Такі електричні машини називаються перетворювачами.

асинхронний двигун складається з двох основних частин — статора і ротора. Статором називається нерухома частина машини, ротором — її обертова частина. Властивістю асинхронної машини є її оборотність, тобто вона може бути використана в режимі генератора і в режимі двигуна. Через ряд суттєвих недоліків асинхронні генератори майже не застосовуються, в той час як асинхронні двигуни набули великого поширення.

Двигун постійного струму (ДПТ)

Машини постійного струму застосовують як електродвигунів і генераторів. Електродвигуни постійного струму мають хороші регулювальні властивості, значну перевантажувальну здатність і дозволяють отримувати жорсткі і м'які механічні характеристики.

Призначення. Такі машини широко використовують для приводу різних механізмів у чорній металургії (прокатні стани, кантувателі, роликові транспортери), на транспорті (електровози, тепловози, електропоїзди, електромобілі), у вантажопідйомних і землекопальних пристроях (крани, шахтні підйомники, екскаватори), на морських і річкових суднах, у металообробній, паперової, текстильної, поліграфічної промисловості та ін Двигуни невеликої потужності застосовують у багатьох системах автоматики.

Конструкція двигунів постійного струму складніше і їх вартість вище, ніж

 

асинхронних двигунів. Однак у зв'язку з широким застосуванням автоматизованого електроприводу та тиристорних перетворювачів, що дозволяють живити електродвигуни постійного струму регульованою напругою від мережі змінного струму, ці електродвигуни широко використовують у різних галузях народного господарства.

Генератори постійного струму раніше широко використовувалися для живлення електродвигунів постійного струму в стаціонарних і пересувних установках, а також як джерела електричної енергії для заряду акумуляторних батарей, харчування електролізних і гальванічних ванн, для електропостачання різних електричних споживачів на автомобілях, літаках, пасажирських вагонах, електровозах, тепловозах та ін

 

Недолік машин постійного струму - наявність щеточноколлекторного апарату, який вимагає ретельного догляду в експлуатації і знижує надійність роботи машини. Тому останнім часом генератори постійного струму в стаціонарних установках витісняються напівпровідниковими перетворювачами, а на транспорті - синхронними генераторами, які працюють спільно з напівпровідниковими випрямлячами.

Будова

Мал. 2,7

Електромагнітна схема двополюсної машини постійного струму (а) та еквівалентна схема її обмотки якоря (б): 1 - обмотка збудження; 2-головні полюси, 3 - якір; 4-обмотка якоря; 5 - щітки; 6 - корпус (станина)

Мал. 2,8

 

Будова електродвигуна постійного струму: 1 - станина, 2 - головний полюс, 3 - обмотка збудження, 4 - полюсний наконечник, 5 - додатковий полюс, 6 - обмотка додаткового полюса, 7 - провідники компенсаційної обмотки, 8 - повітряний зазор, 9 - магнітопровід якоря, 10 - провідники обмотки якоря, 11 - щітка, 12 - вал, 13 - колектор, 14 - лапа.

Принцип дії. Машина постійного струму (Мал. 2,8 а) має обмотку збудження, розташовану на явно виражених полюсах статора. З цієї обмотці проходить постійний струм Iв, створює магнітне поле збудження Фв. На роторі розташована двошарова обмотка, в якій при обертанні ротора індукується ЕРС. Таким чином, ротор машини постійного струму є якорем, а конструкція машини подібна з конструкцією зверненої синхронної машини.

При заданому напрямку обертання якоря напрям ЕРС, индуцируемой в його провідниках, залежить тільки від того, під яким полюсом знаходиться провідник. Тому у всіх провідниках, розташованих під одним полюсом, напрям ЕРС однакове і зберігається таким незалежно від частоти обертання. Іншими словами, характер кривої, що відображає напрямок ЕРС на Мал. 2,8, а, нерухомий у часі: в провідниках, розташованих вище горизонтальної осі симетрії, яка розділяє полюси (геометрична нейтраль), ЕРС завжди спрямована в один бік; в провідниках, що лежать нижче геометричній нейтралі, - в протилежну сторону.

При обертанні якоря провідники обмотки переміщуються від одного полюса до іншого; ЕРС, індукована в них, змінює знак, тобто в кожному провіднику наводять змінна ЕРС. Однак кількість провідників, що знаходяться під кожним полюсом, залишається незмінним. При цьому сумарна ЕРС, індукована в провідниках, що знаходяться під одним полюсом, також незмінна за напрямом і приблизно постійна за величиною. Ця ЕРС знімається з обмотки якоря за допомогою ковзного контакту, включеного між обмотками і зовнішньої ланцюгом.

Обмотка якоря виконується замкнутої, симетричною (Мал. 2,8, б). При відсутності зовнішнього навантаження струм по обмотці не проходить, тому що ЕРС, індуковані в різних частинах обмотки, взаємно компенсуються.

Якщо щітки, здійснюють ковзний контакт з обмоткою якоря, розташувати на геометричній нейтралі, то за відсутності зовнішнього навантаження до щіток прикладається напруга U, рівне ЕРС Е, індукованої в кожної з половин обмоток. Ця напруга практично незмінно, хоча і має деяку змінну складову, обумовлену зміною положення провідників у просторі. При великій кількості провідників пульсації напруги досить незначні.

При підключенні до щіток опору навантаження RH через обмотку якоря проходить постійний струм 1а, напрямок якого визначається напрямом ЕРС Е. У обмотці якоря струм 1а розгалужується і проходить по двох паралельних гілок (струми ia).

Мал. 2,9

Одне і двовитковий обмотки якоря електродвигунів постійного струму: а - петлевий, б – хвильової

Мал. 2,10

З'єднання секцій обмоток якоря електродвигунів постійного струму: а - петлевий, б – хвильової

 

Синхронні машини

Призначення. Синхронні машини використовують головним чином як джерел електричної енергії змінного струму; їх встановлюють на потужних теплових, гідравлічних і атомних електростанціях, а також на пересувних електростанціях і транспортних установках (тепловозах, автомобілях, літаках). Конструкція синхронного генератора визначається в основному типом приводу. Залежно від цього розрізняють турбогенератори, гідрогенератори і дизель-генератори. Турбогенератори приводяться в обертання паровими або газовими турбінами, гідрогенератори-гідротурбінами, дизель-генератори - двигунами внутрішнього згоряння. Синхронні машини широко використовують і як електродвигунів при потужності 100 кВт і вище для приводу насосів, компресорів, вентиляторів та інших механізмів, що працюють при постійній частоті обертання. Для генерування або споживання реактивної потужності з метою поліпшення коефіцієнта потужності мережі і регулювання її напруги застосовують синхронні компенсатори.

Принцип дії. Статор 1 синхронної машини (Мал. 2,11, а) виконаний так само, як і асинхронної: на ньому розташована трифазна (у загальному випадку багатофазна) обмотка 3. Обмотку ротора 4, яка живиться від джерела постійного струму, називають обмоткою збудження, так як вона створює в машині магнітний потік збудження.

Мал. 2,11

Електромагнітна схема синхронної машини (а) і схема її включення (б):

1 - статор, 2 - ротор, 3-обмотка якоря, 4 - обмотка збудження,

5 - контактні кільця, 6 – щітки

Обертову обмотку ротора з'єднують із зовнішнім джерелом постійного струму за допомогою контактних кілець 5 і щіток 6. При обертанні ротора 2 з певною частотою n2 потік порушення перетинає провідники обмотки статора і індукує у її фазах змінну е.. д. с. E (Мал. 2,11, б), що змінюється з частотою

f1 = pn2/60 (1.1)

Якщо обмотку статора підключити до будь-якої навантаженні, то протікає по цій обмотці багатофазних струм Ia створить обертове магнітне поле, частота обертання якого

n1 = 60f1 / p. (1.2)

З (1.1) і (1.2) випливає, що n1 = n2, тобто ротор обертається з тією ж частотою, що і магнітне поле статора. З цієї причини розглянуту машину називають синхронної. У такій машині результуючий магнітний потік Фрези створюється спільною дією м. д. с. обмотки збудження і обмотки статора і результуюче магнітне поле обертається в просторі з тією ж частотою, що і ротор.

У синхронній машині обмотку, в якій індукується е.. д. с. і протікає струм навантаження, називають обмоткою якоря, а частина машини, на якій розташована обмотка збудження, - індуктором. Отже, в машині, виконаної за конструктивною схемою, представленої на Мал. 2,11, статор є якорем, а ротор - індуктором. З точки зору принципу дії і теорії роботи машини байдуже, обертається якір або індуктор, тому в деяких випадках застосовують синхронні машини з зверненої конструктивною схемою: обмотка якоря, до якої підключена навантаження, розташована на роторі, а обмотка збудження, що живиться постійним струмом, - на статорі.

Будова синхронної машини. Конструктивна схема машини. Синхронні машини виконують з нерухомим чи обертовим якорем. Машини великої потужності для зручності відведення електричної енергії зі статора або підведення її виконують з нерухомим якорем (Мал. 2,12, а)

Оскільки потужність збудження невелика в порівнянні з потужністю, що знімається з якоря (0,3-3%), підвід постійного струму до обмотки збудження за допомогою двох кілець не викликає особливих труднощів. Синхронні машини невеликої потужності виконують як з нерухомим, так і з обертовим якорем.

Мал. 2,12

Конструктивна схема синхронної машини

з нерухомим і обертовим якорем: 1 - якір, 2 - обмотка якоря, 3 - полюси індуктора, 4 - обмотка збудження, 5 - кільця та щітки

Синхронну, машину з обертовим якорем і нерухомим індуктором (Мал. 2,13, б) називають зверненої.

Мал. 2,13

 

Ротори синхронної явнополюсной (а) і неявнополюсной (6) машин:

1 - сердечник ротора, 2 - обмотка збудження

Конструкція ротора. У машині з нерухомим якорем застосовують дві конструкції ротора: явнополюсную - з явно вираженими полюсами (Мал. 2,13, а) і неявнополюсную - з неявно вираженими полюсами (Мал. 2,13, б). Явнополюсний ротор зазвичай використовують у машинах з чотирма і великим числом полюсів. Обмотку збудження виконують у цьому випадку у

вигляді циліндричних котушок прямокутного перерізу, які розміщують на сердечниках полюсів і зміцнюють за допомогою полюсних наконечників. Ротор, сердечники полюсів і полюсні наконечники виготовляють зі сталі. Дво-та чотирьохполюсних машини великої потужності, що працюють при частоті обертання ротора 1500 і 3000 об / хв, виготовляють, як правило, з неявнополюсним ротором. Застосування в них явнополюсного ротора неможливо за умовами забезпечення необхідної механічної міцності кріплення полюсів і обмотки збудження. Обмотку збудження в такій машині розміщують в пазах осердя ротора, виконаного з масивної сталевої поковки, і зміцнюють немагнітними клинами. Лобові частини обмотки, на які впливають значні відцентрові сили, кріплять за допомогою сталевих масивних бандажів.

Мал. 2,14

Пристрій явнополюсной машини:

1 - корпус, 2 - сердечник статора, 3 - обмотка статора, 4 - ротор,

5 - вентилятор, 6 - висновки обмотки статора, 7 - контактні кільця,

8 - щітки, 9 – збудник

На Мал. 2,14 показано пристрій явнополюсной синхронної машини. Сердечник статора зібраний з ізольованих листів електротехнічної сталі і на ньому розташована трифазна обмотка якоря. На роторі розміщена обмотка збудження.

Полюсним наконечникам в явнополюсних машинах зазвичай надають такий профіль, щоб повітряний зазор між полюсним наконечником і статором був мінімальним під серединою полюса і максимальним у його країв, завдяки чому крива розподілу індукції в повітряному зазорі наближається до синусоїди.

У синхронних двигунах з явнополюсним ротором в полюсних наконечниках розміщують стрижні пускової обмотки, виконаній з матеріалу з підвищеним питомим опором (латуні та ін.) Таку ж обмотку (типу «біляча клітина»), що складається з мідних стрижнів, застосовують і в синхронних генераторах; її називають заспокійливої або демпферного обмоткою, так як вона забезпечує швидке загасання коливань ротора, що виникають при перехідних режимах роботи синхронної машини. Якщо синхронна машина виконана з масивними полюсами, то в цих полюсах при пуску і перехідних режимах виникають вихрові струми, дія яких еквівалентно дії струму в короткозамкну-тих обмотках. Згасання коливань ротора при перехідних процесах забезпечується в цьому випадку вихровими струмами, що замикаються в масивному роторі.

Асинхронні машини

Асинхронні машини - найбільш поширені електричні машини. В основному вони використовуються як електродвигуни і є основними перетворювачами електричної енергії в механічну.

Призначення. В даний час асинхронні машини використовуються в основному в режимі двигуна. Машини потужністю більше 0.5 кВт зазвичай виконуються трифазними, а при меншій потужності - однофазними.

в електроприводі металорізальних верстатів, підйомно-транспортних машин, транспортерів, насосів, вентиляторів. Малопотужні двигуни використовуються в пристроях автоматики.

Широке застосування асинхронних двигунів пояснюється їх перевагами в порівнянні з іншими двигунами: висока надійність, можливість роботи безпосередньо від мережі змінного струму, простота обслуговування.

Принцип дії. У асинхронної машині одну з обмоток розміщують на статорі 1 (Мал. 2,15, а), а другу - на роторі 3. Між ротором і статором є повітряний зазор, який для поліпшення магнітного зв'язку між обмотками роблять по можливості малим. Обмотка статора 2 являє собою трифазну (або в загальному випадку багатофазну) обмотку, котушки якої розміщують рівномірно по окружності статора. Фази обмотки статора АХ, BY і CZ з'єднують за схемою Υ або Δ і підключають

Мал. 2,15

Електромагнітна схема асинхронної машини (а)

та напрямки струмів та електромагнітного моменту при роботі

її в руховому режимі (б)

до мережі трифазного струму (Мал. 2,15, 6). Обмотку ротора 4 виконують трифазної або багатофазної і розміщують рівномірно уздовж окружності ротора. Фази її в простому випадку замикають накоротко.

При харчуванні обмотки статора трифазним струмом створюється обертове магнітне поле, частота обертання якого (синхронна)

Якщо ротор нерухомий або частота його обертання менше синхронної, то обертове магнітне поле перетинає провідники обмотки ротора і індукує в них ЕРС. На Мал. 2,15, а показано, згідно з правилом правої руки, напрям ЕРС,

 

індукованої в провідниках ротора при обертанні магнітного потоку Φ за годинниковою стрілкою, при цьому провідники ротора переміщаються щодо потоку Φ проти годинникової стрілки. Активна складова струму ротора співпадає по фазі з індукованою ЕРС, тому умовні позначення (хрестики і точки) на Мал. 2,15 показують одночасно і напрямок активної складової струму.

На провідники зі струмом, розташовані в магнітному полі, діють електромагнітні сили, напрямок яких визначається правилом лівої руки. Сумарна зусилля Fpeз, прикладена до всіх провідникам ротора, утворює електромагнітний момент М, захопливий ротор за обертовим магнітним полем. Якщо цей момент досить великий, то ротор приходить у обертання і його встановилася частота обертання п2 відповідає рівності електромагнітного моменту гальмівного,

Мал. 2,16

Електромагнітна схема асинхронної машини, напрями

струмів та електромагнітного моменту при роботі її в режимах:

генераторному (а) і електромагнітного гальмування (б)

створюваному приводиться в обертання механізмом і внутрішніми силами тертя. Такий режим роботи асинхронної машини є руховим і, очевидно, в даному випадку

Якщо ротор асинхронної машини розігнати за допомогою зовнішнього моменту (наприклад, яким-небудь двигуном) до частоти, більшої частоти обертання магнітного поля ηγ, то зміниться напрям ЕРС в провідниках ротора і активної складової струму ротора, тобто асинхронна машина

 

перейде у генераторний режим (Мал. 2,16, а). При цьому змінить свій напрямок і електромагнітний момент М, який стане гальмуючим. У генераторному режимі асинхронна машина отримує механічну енергію від первинного двигуна, перетворює її в електричну і віддає в мережу, при цьому

Таким чином, характерна особливість асинхронної машини - наявність ковзання, тобто нерівність частот обертання n1 і п2. Тільки при вказаному умови в провідниках обмотки ротора індукується ЕРС і виникає електромагнітний момент. Тому машину називають асинхронної (її ротор обертається несинхронно з полем).

Будова трифазної асинхронної машини. Нерухома частина машини називається статор, рухлива - ротор. Сердечник статора набирається з листової електротехнічної сталі і запресовується в станину. На Мал. 2,17 показаний сердечник статора в зборі. Станина (1) виконується литий, з немагнітного матеріалу. Найчастіше станину виконують з чавуну або алюмінію. На внутрішній поверхні листів (2), з яких виконується сердечник статора, є пази, в які закладається трифазна обмотка (3). Обмотка статора виконується в основному з ізольованого мідного дроту круглого або прямокутного перерізу, рідше - з алюмінію.

Обмотка статора складається з трьох окремих частин, які називаються фазами. Почала фаз позначаються літерами с1, с2, с3, кінці - с4, С5, С6.

Мал. 2,17 Статор

Початки і кінці фаз виведені на клемник (Мал. 2,18 а), закріплений на станині. Обмотка статора може бути з'єднана за схемою зірка (Мал. 2,18 б)

 

або трикутник (Мал. 2,18 в). Вибір схеми з'єднання обмотки статора залежить від лінійного напруги мережі і паспортних даних двигуна. У паспорті трифазного двигуна задаються лінійні напруги мережі і схема з'єднання обмотки статора. Наприклад, 660/380, Y / Δ. Даний двигун можна включати в мережу з Uл = 660В за схемою зірка або в мережу з Uл = 380В - за схемою трикутник.

Основне призначення обмотки статора - створення в машині обертаючого магнітного поля.

Мал. 2,18 Типи зеднать

Сердечник ротора (Мал. 2,22 б) набирається з листів електротехнічної сталі, на зовнішній стороні яких є пази, в які закладається обмотка ротора. Обмотка ротора буває двох видів: короткозамкнена і фазна. Відповідно до цього асинхронні двигуни бувають з короткозамкненим ротором і фазним ротором (з контактними кільцями).

Мал. 2,19 Ротор

Короткозамкнена обмотка (Мал. 2,19) ротора складається зі стрижнів 3, які закладаються в пази сердечника ротора. З торців ці стрижні замикаються

торцевими кільцями 4. Така обмотка нагадує "біляче колесо"і називають її типу "білячою клітини " (Мал. 2,19 а). Двигун з короткозамкненим ротором не має рухомих контактів. За рахунок цього такі двигуни мають високу надійність. Обмотка ротора виконується з міді, алюмінію, латуні та інших матеріалів.

Доліво-Добровольський першим створив двигун з короткозамкненим ротором і досліджував його властивості. Він з'ясував, що у таких двигунів є дуже серйозний недолік - обмежений пусковий момент. Доліво-Добровольський назвав причину цього недоліку - сильно закороченому ротор. Їм же була запропонована конструкція двигуна з фазним ротором.

Мал. 2,20

На Мал. 2,20 приведений вид асинхронної машини з фазним ротором в розрізі: 1 - станина, 2 - обмотка статора, 3 - ротор, 4 - контактні кільця, 5 - щітки.

У фазного ротора обмотка виконується трифазної, аналогічно обмотці статора, з тим же числом пар полюсів. Витки обмотки закладаються в пази сердечника ротора і з'єднуються за схемою зірка. Кінці кожної фази з'єднуються з контактними кільцями, закріпленими на валу ротора, і через щітки виводяться в зовнішній ланцюг. Контактні кільця виготовляють з латуні або сталі, вони повинні бути ізольовані один від одного і від валу. Як щіток використовують металлографітовие щітки, які притискаються до контактних кілець за допомогою пружин щіткотримачів, закріплених нерухомо в корпусі машини. На Мал. 2,21 наведено умовне позначення асинхронного двигуна з короткозамкненим (а) і фазним (б) ротором.

Мал. 2,21

Мал. 2,22

На Мал. 2,22 приведений вид асинхронної машини з короткозамкненим ротором в розрізі: 1 - станина, 2 - сердечник статора, 3 - обмотка статора, 4 - сердечник ротора з короткозамкненою обмоткою, 5 - вал.

Призначення, будова і принцип дії трансформатора

Призначення

Трансформатор — статичний електромагнітний пристрій із двома або більшим числом індуктивне зв'язаних обмоток, який служить для перетворення за допомогою електромагнітної індукції змінного струму однієї напруги в змінний струм іншої напруги. За призначенням трансформатори поділяються на силові, узгоджувальні та імпульсні.

Силові трансформатори призначені для перетворення електричної енергії в електричних мережах та в установках для її приймання і використання.

 

Потужні силові трансформатори встановлюють на електростанціях для підвищення електричної енергії генераторів. Передача електроенергії по лінії електропередачі високою напругою і малими струмами значно зменшує втрати потужності, що дає можливість зменшити переріз проводів та істотно знизити витрати кольорового металу.

У кінці лінії електропередачі встановлюють трансформатори, які знижують напругу до рівня, необхідного для розподілу її між великими споживачами (міста, населені пункти, промислові підприємства, цехи

підприємств та ін.).

У місцях споживання електроенергії встановлюють трансформатори, які знижують напругу до експлуатаційної. Більшість споживачів працюють при напрузі 220. 380 і 660 В.

Будова

Мал. 2,23

Силовий трансформатор

1 - магнітопровід трансформатора 2 - обмотка нижчої напруги ні (двошарова циліндрична) 3-обмотка вищої напруги ВН (безперервна) 4 - бак для масла 5 - розширювач б - маслоуказателе 7 - пробка для заливки масла, 8-переілючатель числа витків обмотки ВН 9 - привід перемикача 10 - введення ВН 11 - введення НН 12-термометр 13 - пробка для спуску масла

Отже, електроенергія, яка передається від електростанції до електроприймачів, трансформується декілька разів. Спочатку підвищується, а потім знижується.

Трансформатори, призначені для підвищення напруги, називаються підвищувальними, а трансформатори, призначені для зниження напруги,— - знижувальними.

Трансформатори широко використовують у радіо- і телеапаратурі, у вимірювальних пристроях, місцевому освітленні тощо.

Трансформатори, які використовуються для узгодження напруги або опорів між каскадами в радіопристроях, називаються у згоджувальними.

Трансформатори, призначені для передачі імпульсів напруги або струмів з однієї мережі в іншу називаються імпульсними. Вони широко використовуються в імпульсній техніці.

Конструкція трансформатора залежить від його габаритів, які, в свою чергу, залежать від номінальної потужності трансформатора.

Залежно від потужності трансформатори випускають з природним охолодженням і масляним. Активні частини трансформаторів у потужних енергетичних установках занурюють в мінеральне трансформаторне масло для кращого відведення тепла і поліпшення ізоляції.

Мал. 2,24

Будова однофазного трансформатора: а) – стержньовий; б) – броньовий 1– стержень; 2– вторинна обмотка; 3– превинна обмотка;

Трансформатори малої потужності випускають з повітряним охолодженням. Основні частини трансформатора — магнітопровід та обмотки.

Магнітопровід складається з тонких листів електротехнічної сталі, легованої кремнієм, які ізольовані один від одного лаком, папером або окалиною. Це потрібно для зменшення втрат у сталі на перемагнічування та нагрівання вихровими струмами.

Основне призначення магнітопроводу — підсилення магнітного зв'язку між обмотками трансформатора, тобто зменшення магнітного опору контура, крізь який проходить магнітний потік.

Магнітопроводи можуть мати П— або Ш-подібну форму. Трансформатори з П-подібними магнітопроводами називаються стержньовими (Мал. 2,24 а), а з Ш-подібними — броньовими (Мал. 2,24 б). Частини магнітопроводу, на яких розміщені обмотки, називаються стержнями, а частини, на яких немає обмоток,— ярмом.

У трансформаторах малої потужності, які використовуються при частотах понад 20 кГц, феромагнітний магнітопровід відсутній, оскільки він фактично не проводить магнітного потоку через витиснення його до поверхні магнітопроводу.

Обмотки трансформаторів виготовляють з мідного (рідше — з алюмінієвого) дроту круглого або прямокутного перерізу. Обмотка, до якої підводиться електрична енергія, називається первинною, а обмотка, від якої відводиться електрична енергія,— вторинною.

Розглянемо принцип дії однофазного двообмоткового трансформатора (Мал. 2,24).

Мал. 2,25

Принцип дії

Під час вмикання первинної обмотки трансформатора до ме­режі змінного струму з напругою U₁ ній виникає струм I₁ який збуджує в магнітопроводі змінний магнітний потік Ф. За­їкаючись по магнітопроводу, змінний магнітний потік перетинає витки обмоток та індукує в первинній обмотці w₁ е.р. с. e1, а вторинній обмотці w₂ е.р.с. e₂. Під час вмикання вторинної мотки до навантажування е.р.с. е2 створить у ній струм I₂ Отже, у трансформаторі електрична енергія первинного кола з параметрами U₁, I₁ та частотою f перетворюється в електричну енергію змінного струму з параметрами U₂, I₂ та частотою f.

Поряд з основним магнітним потоком у трансформаторі ще змінні магнітні потоки розсіювання Ф_р1 та Ф_р2, які замикаються навколо витків первинної та вторинної обмоток в основному через повітря. Магнітні лінії потоків розсіювання зчеплені тільки; витками своєї обмотки і не беруть участі у передачі енергії з первинного кола до вторинного. У кожній з обмоток вони створюють е.р.с. e₁ і e₂; відповідно. Змінні е.р.с. е₁ і е₂ залежать від кількості витків і швидкості зміни магнітного потоку dФ/dt:

 

Оскільки е.р.с. e₁ і e₂ створюються одним і тим самим магнітним потоком при синусоїдальній напрузі, то діюче значення е. р.с. Е₁ і Е₂ буде-таким, як і у котушці з феромагнітним осердям,

Лежатиме від частоти струму, витків обмотки та магнітного потоку:

 

Поділивши значення е.р.с. первинного і вторинного кола, одержано вираз для коефіцієнта трансформації:

 

Отже, коефіцієнт трансформації — це відношення е.р.с. обох обмоток або відношення чисел витків цих обмоток.

У трансформаторі виникає подвійне перетворення електричної енергії. Спочатку електрична енергія мережі у первинній обмотці перетворюється в енергію магнітного поля і передається у вто­ринну обмотку. У вторинній обмотці енергія магнітного поля перетворюється в електричну і передається у навантажування.

Втрати трансформатора на нагрівання його обмоток, магнітопроводу невеликі. Тому, нехтуючи втратами, можна вважати, що у трансформаторі перетворюються тільки напруга і струм, а потужність залишається незмінною:

 

Вираз для коефіцієнта трансформації можна переписати у вигляді

 

Якщо не враховувати втрати активної та реактивної потужності в

 

трансформаторах, які зумовлені основним магнітним потоком і потоком розсіювання, то можна вважати, що коефіцієнт транс­формації буде

тобто струми в трансформаторі обернено пропорційні їхнім на­пругам.

Призначення, будова і принцип дії автотрансфор. Призначення, пристрій і принцип дії автотрансформаторів

У деяких випадках буває необхідно змінювати напругу в невеликих межах. Це найпростіше зробити не двохобмотувальні трансформаторами, а однообмоточнимі, званими автотрансформаторами. Якщо коефіцієнт трансформації мало відрізняється від одиниці, то різниця між величиною струмів в первинній і у вторинній обмотках буде невелика. Що ж станеться, якщо об'єднати обидві обмотки? Вийде схема автотрансформатора (Мал. 2,29).

Автотрансформатори відносять до трансформаторів спеціального призначення. Автотрансформатори відрізняються від трансформаторів тим, що у них обмотка нижчої напруги є частиною обмотки вищої напруги, тобто ланцюга цих обмоток мають не тільки магнітну, але і гальванічний зв'язок.

Мал. 2,26

Автотронсформатор

Схеми однофазних автотрансформаторів: а - понижуючого, б - підвищує.

Якщо приєднати джерело змінної напруги до точок А і Г, то в сердечнику виникне змінний магнітний потік. У кожному з витків обмотки буде индуктироваться ЕРС однієї і тієї ж величини. Очевидно, між точками а і Х виникне ЕРС, рівна ЕРС одного витка, помноженої на число витків, укладених між точками а і Х.

Якщо приєднати до обмотки в точках a і Х яку-небудь навантаження, то вторинний струм I2 буде проходити по частині обмотки і саме між точками a та Х. Але оскільки за цими ж витків проходить і первинний струм I1, то обидва струму геометрично складуться, і по ділянці aХ буде

протікати дуже невеликий за величиною струм, який визначається різницею цих струмів. Це дозволяє частину обмотки зробити з дроту малого перерізу, щоб заощадити мідь. Якщо взяти до уваги, що ця ділянка становить більшу частину всіх витків, то й економія міді виходить досить відчутною.

Таким чином, автотрансформатори доцільно використовувати для незначного зниження або підвищення напруги, коли в частині обмотки, що є спільною для обох ланцюгів автотрансформатора, встановлюється зменшений струм що дозволяє виконати її більш тонким дротом і заощадити кольоровий метал. Одночасно з цим зменшується витрата сталі на виготовлення магнітопроводу, перетин якого виходить менше, ніж у трансформатора.

У електромагнітних перетворювачах енергії - трансформаторах - передача енергії з однієї обмотки в іншу здійснюється магнітним полем, енергія якого зосереджена в магнітопроводі. У автотрансформаторах передача енергії здійснюється як магнітним полем, так і за рахунок електричного зв'язку між первинною і вторинною обмотками.

Автотрансформатори успішно конкурують з двохобмотувальні трансформаторами, коли їх коефіцієнт трансформації - мало відрізняється від одиниці й але більше 1,5 - 2. При коефіцієнті трансформації понад 3 автотрансформатори себе не виправдовують.

У конструктивному відношенні автотрансформатори практично не відрізняються від трансформаторів. На стрижнях магнітопроводу розташовуються дві обмотки. Висновки беруться від двох обмоток та спільної точки. Більшість деталей автотрансформатора в конструктивному відношенні не відрізняються від деталей трансформатора.

Монтаж електродвигунів

При монтажі електродвигунів керуються спеціальними інструкціями заводів - виготовників. Однією з основних операцій підготовчих робіт перед початком монтажу є перевірка фундаментів. Перевіряють бетон, який використовується для фундаментів.

При перевірці фундаментів розміри звіряють з даними двигуна: подовжньою віссю вала двигуна, поперченими осями станин, реперами висоти. Перевірку проводять нівеліром і натягнутим візирними струнами стальних проволок.

 

В склад підготовчих робіт належить підбір необхідних робочих інструментів, вимірювальних приладів, такелажних механізмів із стропами, заздалегідь випробуваних. Далі відповідно відбувається розпаковка електричних двигунів, очистка від бруду, іржі, антикорозійних покрить.

Підготовка двигунів до монтажу включає в себе наступні технологічні операції:

1. Зовнішній огляд;

2. Очистка фундаментальних плит;

3. Промивка фундаментальних болтів уайт - спиртом і перевірку якості різьби;

4. Огляд виводів, щіткового механізму, колекторів або контактних кілець;

5. Огляд стану підшипників, промивку підшипникових стояків і картерів;

6. Перевірку зазору між кришкою і вкладишем підшипника ковзання, валом і ущільненням підшипників;

7. Розтин повітряного зазору між активною сталлю ротора і статора;

8. Перевірку вільного обертання ротора і відсутність зачіпань вентиляторів за кришки торцевих щитів;

9. Перевірка мегоомметром опору ізоляції всіх обмоток, щіткової траверси та ізолюючих підшипників;

10. Огляд електричного двигуна проводять на стенді у спеціально виділеному в цеху приміщенні.

Якщо зовнішніх пошкоджень не виявлено, електродвигуни продувають стисненим повітрям. При продувці ротор електродвигуна повертають вручну, перевіряючи вільне обертання вала у підшипниках. Зовні двигун протирають ганчіркою, змоченою в керосині.

Промивку підшипників ковзання в час монтажу проводять наступним чином: із підшипників видаляють залишки мастила, відвернув спускні пробки. Потім, загвинтивши їх, в підшипники наливають керосин і обертають руками якір або ротор. Далі вгвинчують спускні пробки і дають стекти всьому керосину. Після промивки підшипників керосином їх необхідно промити мастилом, яке уносить за собою залишки керосину.

Тільки після цього їх заповнюють свіжим мастилом на 1/2 або 1/3 об’єму ванни.

Монтаж трансформаторів

Трансформатори, що доставляються замовником на територію підстанції, повинні бути при транспортуванні орієнтовані щодо фундаментів у відповідності з робочими кресленнями.

Силові трансформатори доставляють на місце установки повністю зібраними і підготовленими до включення в роботу. Тільки у випадках, коли не дозволяють вантажопідйомність транспортних засобів і скрутність габаритів, трансформатори великої потужності доставляють зі знятими радіаторами, розширювачем і вихлопною трубою.

Розглянемо основні монтажні операції при установці трансформаторів в камері або на фундаменті ОРУ.

Трансформатор доставляють на місце установки на автомашині, спеціальному транспорті (трейлері) або на залізничній платформі і встановлюють на фундамент або в камеру за допомогою лебідок і поліспастів, а якщо дозволяє вантажопідйомність - кранами.

Підйом трансформаторів 630 кВА і вище виробляють за гаки, приварені до стінки бака. Трансформатори до 6300 кВА відправляють з підприємства-виробника заповненими маслом, менше 2500 кВА - у зібраному вигляді, трансформатори 2500, 4000 і 6300 кВ-А - зі знятими радіаторами, розширювачем і вихлопною трубою.

Пересування трансформаторів по похилій площині виробляють з ухилом не більше 15 °. Швидкість переміщення трансформатора в межах підстанції на власних ковзанках не повинна перевищувати 8 м / хв.

При установці трансформатора на місце, щоб уникнути утворення повітряних мішків під кришкою бака під катки з боку розширювача кладуть сталеві пластинки (підкладки).

Товщину підкладок вибирають такий, щоб кришка трансформатора мала підйом у бік розширювача, рівний 1% при установці розширювача по вузькій стороні трансформатора і 1,5% при установці його по широкій стороні. Довжину прокладок роблять не менше 150 мм.

Катки трансформаторів зміцнюють на напрямних упорами, що встановлюються з обох сторін трансформатора. Трансформатори масою до 2

 

т, не забезпечені котками, встановлюють безпосередньо на фундаменті. Корпус (бак) трансформатора приєднують до мережі заземлення.

При монтажі трансформаторів (2500, 4000 і 6300 кВА), що поставляються до місця установки зі знятими радіаторами, розширювачем і вихлопною трубою, виконують такі роботи:

При доливці в розширювач масла, по мірі того як воно починає витікати з відкритих верхніх пробок на радіаторах, пробки щільно загортають. Потім таким же чином закривають пробки на кришці газового реле. Після доливання масла до рівня в маслоуказателе, відповідного температурі навколишнього повітря, закривають пробку на верху вихлопної труби.

Масло, доливають у трансформатор, має задовольняти ДЕРЖСТАНДАРТ і мати міцність на пробій не нижче 35 кВ. Температура доливати масла не повинна відрізнятися від температури масла в трансформаторі більш ніж на 5

Необхідно відзначити, що не можна заливати масляні трансформатори совтола, тому що він сприймає найменшими забрудненнями, які різко погіршують його властивості, зокрема совтола сильно сприйнятливий до лаків, застосовуваним для покриття пластин магнітопроводів масляних трансформаторів.

Крім того, в совтола неприпустимо наявність навіть слідів трансформаторного масла. Совтола виділяє отруйні пари хлористого водню і хлору. Тому трансформатори з совтоловим заповненням поставляють герметизованими. Вони заповнюються совтола тільки в заводських умовах, в спеціальному ізольованому від обслуговуючого персоналу приміщенні.

Технічне обслуговування електричних машин.

У залежності від габаритних розмірів, маси і характеру ремонту електричної машини, а також наявності або відсутності необхідних розумів для ремонту її ремонтують або на місці, або в електроремонтному цеху, або на електроремонтному заводі.

Машини ушкоджуються частіше всього через неприпустимо тривалу роботу без ремонту, поганого експлуатаційного обслуговування або порушення режиму роботи, на який вони розраховані. Ушкодження електричних машин бувають механічні й електричні.

 

До механічних ушкоджень відносять: виплавку баббіта в підшипниках ковзання; руйнація сепаратора, кільця, кульки або роликів підшипників гойдання; деформацію або поломку вала ротора (якорі); утворення глибоких виробіток (“доріжок”) на поверхні колекторів і контактних каблучок; ослаблення кріплення полюсів або сердечника статора до станини, розрив або сповзання дротових бандажів роторів (якорів); послаблення пресовки сердечника ротора (якорю) і ін.

Електричними ушкодженнями є пошкодження ізоляції на корпусі, обрив провідників в обмотці, замикання між витками обмотки, порушення контактів і руйнація з'єднань, виконаних паянням або зварюванням, неприпустиме зниження опору ізоляції внаслідок її старіння, руйнації або зволоження та ін.

Електрослюсар по ремонті електричних машин повинний добре знати характерні ознаки, а також способи виявлення й усунення різних ушкоджень і несправностей, що виникають у цих машинах.

Несправності й ушкодження електричних машин не завжди можна виявити шляхом зовнішнього огляду, тому що деякі з них (виткові замикання в обмотках статорів, пробій ізоляції на корпус, замикання пластин колектора. Порушення пайки в обмотках і ін.) носять схований характер і можуть бути визначені тільки після відповідних вимірів і іспитів.

У число перед ремонтних операцій по виявленню несправностей електричних машин входять: вимір опору ізоляції обмоток (для визначення ступеня її зволоження), іспит електричної прочність ізоляції, перевірка на холостому ходу машини цілості підшипників, розміри осьового розбігу ротора (якорю), правильності прилягання щіток колектору і контактним кільцям, розміри вібрації, визначення розміру зазорів між обертовими і нерухомими частинами машинами, а також перевірка стану кріпильних деталей, щільності посадки підшипникових щитів на заточеннях станини і відсутності ушкоджень (тріщин, сколовши) в окремих деталей машини.

Технічне обслуговування трансформаторів.

Найбільше уразливою частиною трансформатора, що часто ушкоджується, є його обмотки ВН і рідше НН. Ушкодження частіше усього виникають внаслідок зниження електричної прочності ізоляції на будь-якій ділянці обмотки, у результаті чого відбувається електричний пробій ізоляції між витками і їхнє замикання на цій ділянці, що приводить до виходу трансформаторів із ладу. Часто бувають випадки переходу напруги з обмотки ВН на обмотку НН через погіршення стану ізоляції між ними.

У трансформаторах можуть ушкоджуватися також уведення, перемикачі, кришка й інші деталі. Зразкове співвідношення (у відсотках) ушкоджень окремих частин трансформатора наступне: обмотки і що струмопровідні частини - 53, вводи 18, перемикачі - 12, всі інші, узяті разом, -17. Дослідження причин аварійних виходів трансформаторів із ладу показали, що звичайно аварії відбуваються через задовільне обслуговування і низьку якість ремонту.

Трансформатор з ушкодженими обмотками або іншими його частинами підлягає негайному виводу з роботи і ремонту. Трансформатор надходить у дефектаційно-подготовче відділення, що складається з трьох ділянок: розбирання і мийки, дефектировки обмоток і механічної частини трансформатора.

На разборочній ділянці очищають трансформатор, зливають мастило з його розширника, бака і маслонаповнених введень, а потім, переконавшись із записів у супровідних документах і шляхом попередніх іспитів у несправності трансформатора, переходять до його розбирання і дефектировці.

Розбирання трифазного масляного двухобмоточного трансформатора, дефектировку ряду його частин роблять одночасно або з невеликим зсувом у часу.

2.5 Основні пошкодження апаратури керування та захисту та їх усунення

 

Серед різних електрообладнань промислових підприємств, найбільш широке поширені комутаційні апарати й апарати захисту. До апаратури керування та захисту електроустановок ставлять такі загальні вимоги: надійність дії, безпека обслуговування.