Міністерство освіти і науки України
Рівненське обласне управління освіти
Рівненський професійний ліцей
Письмова екзаменаційна робота
за фахом: Електромонтер з ремонту та обслуговуванняелектроустаткування
на тему: «Технологія монтажу, ремонту та правила технічногообслуговування синхронних двигунів»
учня групи № 18
Кравчука СергіяМиколайовича
Керівник роботи: Костюкевич І.Г.
м. Рівне
2010
Зміст
Вступ
1 Організація робочого місця електромонтажника
2 Синхронні машини
2.1 Призначення і улаштування синхроннихмашин
2.2 Принцип дії синхронного двигуна
2.3 Робота трьохфазної синхронної машинив режимі двигуна
2.4 Характеристика трифазного синхронного двигуна
2.5 Синхронні машини малої потужності
2.6 Монтажелектричних машин
2.7 Ремонт електричної машини
3 Інструменти, вимірювальний і контрольний інструмент
4 Матеріали, що застосовуються при виконанні роботи
4.1 Матеріали, що використовуються в двигунах
4.2 Група провідникових матеріалів
4.3 Електроізоляційні матеріали
4.3.1 Електроізоляційний картон ЕВ, ЕВСта ЕВТ
4.3.2 Бавовняна стрічка (кіперна, тафтана, міткалева, батистова)
4.3.3 Склострічка ІЕС
4.3.4 Електрізоляційні лакотканини
4.3.5 Склолакотканина ЛСК-7
4.4 Просочувальні лаки
4.4.1 Просочувальний лак № 447
4.4.2 Просочувальний лак № 458
4.4.3 Просочувальний лак № 460
4.5 Припої
4.5.1 Припої, які складаються восновному із сплаву олова та свинцю
4.5.2 Мідно-фосфористі та срібні припої
4.6 Мастильні матеріали
4.7 Матеріали, що використовуються длявиготовлення сердечників, статора та ротора, такорпусу двигуна
4.7.1 Використання заліза
4.7.2 Використання металевихмагнітом’яких матеріалів
5 Техніка безпеки при виконанні роботи
5.1 Обслуговування двигунів,генераторів, синхронних компенсаторів
5.2 Виводи обмоток і кабельні воронки велектродвигунів
5.3 Робота в колах реостата
Використана література
Вступ
Зусіх видів енергії найчастіше застосовується електромагнітна, яку на практиціназивають електричною.
Енергія– це кількісна міра руху та взаємодія всіх форм матерії.
Длябудь-якого виду енергії можна назвати її носія. Наприклад, механічною енергієюволодіє вода, що падає на лопаті гідротурбіни, заведена пружина; тепловою –нагрітий газ, пара, гаряча вода. Носієм електричної енергії є електромагнітнеполе, яке виявляється за силовою дією на електрично заряджені частини.
Широкевикористання електричної енергії пояснюється можливістю ефективногоперетворення її на інші види енергії (механічну, теплову, світлову, хімічну) зметою приведення в дію машин і механізмів, одержання тепла і світла, змінихімічного складу речовини, виробництва і обробки матеріалів тощо.
Перетворенняелектричної енергії на механічну за допомогою електродвигунів дає змогунайбільш зручно, технічно досконало й економічно ефективно приводити в рухчисленні робочі машини та механізми (металорізальні верстати, прокатні стани,підіймально-транспортні машини, насоси, вентилятори, швейні та взуттєві машини,молотилки, зерноочищувальні, борошномельні тощо).
Електродвигунробочих машин дає змогу не лише механізувати, але й максимально автоматизуватисилові процеси, оскільки електродвигун дозволяє в широких діапазонах регулюватипотужність і швидкість приводу.
Убагатьох технологічних процесах використовують перетворення електричної енергіїна теплову та хімічну. Наприклад, електронагрівання та електроліз дає змогуодержувати високоякісні спеціальні сталі, кольорові метали та ін. Приелектротермічній обробці металів, гумових виробів, пластмас, скла, деревиниодержують продукцію високої якості.
Електрохімічніпроцеси, що складають основу гальванотехніки, дозволяють одержуватиантикорозійні покриття, ідеальні поверхні для відбивання променів і т.д.
Електроенергіяє практично єдиним видом енергії для штучного освітлення. Завдяки використаннюелектричної енергії одержано вражаючі результати в галузі зв’язку, автоматики,електроніки, в керуванні і контролі за технологічними процесами.
Утаких галузях як медицина, біологія, астрономія, геологія, математика та ін.Використовуються спеціалізовані електричні прилади, апарати, установки, якізабезпечують їх подальший розвиток як в науковому, так і прикладномувідношенні.
Важливезначення для розвитку науки і техніки має використання комп’ютерної техніки,яка є поширеним і високоефективним засобом наукових досліджень, економічнихрозрахунків у плануванні, керуванні виробничими процесами, діагностицізахворювань. Без неї не було б розвитку кібернетики, обчислювальної такосмічної техніки.
Єдинимнедоліком електричної енергії є неможливість її накопичення та зберіганнявпродовж тривалого часу. Запаси електроенергії в акумуляторах, гальванічнихелементах і конденсаторах достатні лише для роботи малопотужних установок,причому терміни зберігання цих запасів обмежені. Тому електроенергія повиннабути вироблена в такій кількості, яка потрібна споживачу.
Глобальневикористання електричної енергії при концентрації природних енергетичнихресурсів в окремих географічних районах зумовило необхідність передачі її на великівідстані, розподіл між електроприймачами у великому діапазоні потужностей.
Електричнаенергія розподіляється по приймачах довільної потужності.
Вавтоматичній та вимірювальній техніці використовуються пристрої малоїпотужності (одиниці та частки вата). Разом з тим є електричні пристрої(двигуни, нагрівальні установки) потужністю в тисячі та десятки тисяч кіловат).
Дляпередачі й розподілу електричної енергії використовуються повітряні лініїелектропередач, кабельні лінії, в цехах промислових підприємств – шинопроводита електропроводи, які використовують з металевих приводів із алюмінію, сталіта міді. В проводах установлюється електромагнітне поле, яке несе енергію.
Занаявності проводів поле досягає високої концентрації, тому передачаздійснюється з високим коефіцієнтом корисної дії. При дуже високій напрузі міжпроводами починається короткий розряд, що призводить до втрат енергії.Допустима напруга має бути такою, щоб при заданому поперечному перерізі проводувтрати енергії внаслідок короткого розряду були незначними.
Електричністанції областей країни об’єднані високовольтними лініями передач і утворюютьзагальну електромережу, до якої приєднані споживачі. Таке об’єднанняназивається електросистемою. Енергосистема дає змогу нівелювати «пікові»навантаження у ранкові та вечірні години й безперебійно подавати енергіюспоживачам незалежно від місця їх розташування та оперативно перекидати енергіюв ту зону, де споживання енергії в даний момент максимальне.
Безперечно,без електричної лінії неможливе нормальне життя сучасної цивілізації. Томунадзвичайно важливим є забезпечення високої надійності постачанняелектроенергії, раціональне використання, максимальне скорочення у процесі їївикористання, виробництва, передачі та розподілу.
Дляуникнення «енергетичного голоду» та усунення шкідливого впливу на навколишнєсередовище вчені шукають нові шляхи одержання електричної енергії, збільшенняпотужності й коефіцієнта корисної дії установок для прямого перетвореннятеплової, хімічної та сонячної енергії на електричну. Рівень розвиткупродуктивних сил суспільства, здатність виробляти матеріальні блага істворювати кращі матеріальні умови для життя визначається рівнем виробництва іспоживання електричної енергії.
Електричнаенергія має дві чудові якості: вона може передаватися на великі відстані зпорівняно малими втратами і може легко перетворюватися в інші види енергії.
Зростаннямасштабів споживання електричної енергії, загострення проблеми охоронинавколишнього середовища значно активізували пошуки екологічно чистіших способівдослідження електричної енергії. У всьому світі проводяться дослідженняспособів освоєння термоядерної енергії, прямого безмашинного перетвореннявнутрішньої і хімічної енергії в електричну магнітогідродинамічні,термоелектричні й термоелектронні генератори, паливні елементи тощо.
Інтенсивнорозробляються способи використання не паливної відновлювальної енергії –сонячної, вітрової, геотермальної, енергії хвиль, припливів та відпливів тощо.
Енергетична– одна з найпотужніших галузей народного господарства України. За розвиткоменергетики визначають стан розвитку країни в цілому. Електроенергія сьогоднівиробляється на електростанціях різного типу. В Україні працюють теплові,гідро, атомні, вітрові та іншого типу електростанції.
Найбільшітеплові електростанції розміщені в Донбасі. Серед них найпотужнішими єЛуганська, Миронівська, Старобишівська (по 2,4 млн. КВт кожна), Слов’янська(2,1 млн. КВт), Вуглегірська (3,6 млн. КВт), Курахівська і Штерівська. Тут дієпотужна лінія електропередачі Донбас – захід України.
УПридніпров’ї, не зважаючи на дещо іншу сировинну базу і наявністьгідроресурсів, виробництво електроенергії на теплових електростанціях такожпереважає. Тут працює Криворізька ДРЕС (13 млн. кВт), Придніпровська (2,4 млн.кВт) та Запорізька (3,6 млн. кВт). В Енергодарі розміщена Запорізька АЕС. Крімцього енергетичний потенціал доповнює три ГЕС на Дніпрі: Дніпровська (538 тис.кВт), Дніпродзержинська (352 тис. кВт) та Кременчуцька (625 кВт).
Потужніелектростанції різного типу розміщені поблизу Києва – Трипільська ДРЕС (1,8млн. кВт), Київська ГЕС (361,2 тис. кВт), Київська ГЕС (225 тис. кВт).
Новийелектричний район сформовано в західній частині України на базі теплових таавтономних електростанцій. Серед них Добротвірська ДРЕС (700 тис. кВт), БурштинськаДРЕС (2,4 млн. кВт), Рівненська АЕС, Хмельницька АЕС та Дністровська ГЕС (700тис. кВт).
Південнірайони країни найгірше забезпечені електроенергією власного виробництва. Звеликих електростанцій тут є Південноукраїнска АЕС (4 млн. кВт), ЛадижинськаДРЕС (1,8 млн. кВт). Загроза забруднення довкілля стала причиною відмови відвведення в експлуатацію фактично збудованої Кримської АЕС та припиненняспорудження Одеської атомної теплоелектростанції (АТЕЦ). Тут плануєтьсябудівництво електростанцій, що використовують енергію вітру, сонця і термальнихпідземних вод.
Натериторії України розташовані атомні електростанції сумарною потужністю 13 млн.кВт).
Атомнаенергетика пропонує екологічно найчистішу технологію виробництваелектроенергії. Перевагою АЕС є також стабільність режиму їх роботи. Увімкненав мережу атомна електростанція дає сталий потік електроенергії.
Заразелектроенергії необхідно все більше і більше, але запаси природного вугілля,нафти, обмежені, атомні електростанції недосконалі і їх робота загрожуєдовкіллю.
Вихідвбачається у використанні нетрадиційних або просто забутих видів енергії –сонячної, вітрової, океанічної, геотермальної, найбільше енергії може датисонячне випромінювання. Без шкоди для біосфери можна використати близько 3 %сонячного випромінювання, що надходить до Землі. Це дасть енергію потужністюпонад 1000 млрд. кіловат, що у 100 разів перевищує сучасну потужністьвиробництва у світі. У Криму, поблизу селища Щолкіно, споруджується перша вкраїні дослідно-промислова геліостанція. Першу вітроенергетичну станцію (ВЕС)потужністю 100 кВт в Україні та й у світі збудовану в 1931 р. поблизуСевастополя. У 1994 р. почала діяти Донузлавська ВЕС, Ноовозерна ВЕС та булорозпочато будівництво ВЕС потужністю 50 МВТ на сході Кримського півострова. ВУкраїні також створюються вітроенергетичні установки (ВЕУ) потужністю 2000 кВт,які могли б підключитися до енергосистеми.
Середнетрадиційних видів енергії можливе використання біомаси і створення на їїоснові біогазу. З’явилися і методи вирощування рослин, які дають нафту.
Нинізагальний технічний стан електроенергетики України незадовільний. Це пов’язаноз тим, що тривалий час не проводилася модернізація енергетичного господарства.
Зарівнем енергоспоживання на одну людину (понад 5 тис. кВт годин на рік) Українаналежить до країн, що мають середні показники.
Однимз провідних чинників, що обмежує розвиток енергетики в Україні, є екологічний.Викиди становлять 30 % всіх твердих часток, що надходять в атмосферу внаслідокгосподарської діяльності людини. За цим показником електростанції зрівнялися зпідприємствами металургії та іншими галузями промисловості. Крім цього,енергетика викидає до 63 % сірчаного ангідриду і понад 53 % оксидів азоту, щонадходить в повітря від стаціонарних джерел забруднення.
Щобзменшити викиди в атмосферу шкідливих речовин, необхідно дотримуватися такихзаходів:
1) економитиелектричну і теплову енергію у всіх сферах діяльності;
2) збільшуватичастку природного газу на ТЕС за рахунок зменшення його перевитрат у металургіїта інших галузях промисловості;
3) підвищуватиефективність використання різних видів пального;
4) впроваджуватиефективні й економічно виправдані очисні споруди;
5) удосконалюватиструктуру промисловості.
Негативнийекологічний вплив має гідроенергетика, оскільки затоплюються великі площі,підвищується рівень ґрунтових вод навколишньої місцевості, змінюються умовижиття водної флори і фауни, в рукотворних морях накопичуються шкідливі відходиі радіонукліди. Якщо в рахувати ціну землі, затопленої водосховищем, вартістьпереселення людей і будівництва на новому місці, то вони абсолютно не співрозмірніз вартістю виробленої енергії.
Важливоюдля України є безпека роботи атомних станцій. Катастрофа на Чорнобильській АЕСперетворила державу на зону екологічної катастрофи. В навколишнє середовищебуло викинуто близько 1 млрд. Кюрі різних радіонуклідів, забрудненими виявилисяобласті України.
Електричнуенергію на електростанціях виробляють генератори, що обертаються паровимимашинами, турбінами, двигунами внутрішнього згорання. Електричний струм, щовиробляється генераторами, має частоту 50 Гц. Електростанції переважнобудують біля джерел енергоресурсів, оскільки дешевше будувати лініїелектропередач і таким чином передавати енергію до споживача. Отже, при побудовіелектростанцій потрібно враховувати такі фактори:
1) вартістьенергоресурсів;
2) будівництвоспоруд;
3) вартістьобладнання;
4) екологію;
5) соціальніаспекти;
6) питання безпеки.
1 Організація робочого місцяелектромонтажника
Робочиммісцем називають певну ділянку виробничої площі, закріплену за даним робітникомі оснащену необхідним устаткуванням, інструментами, пристроями, допоміжнимобладнанням і приладами.
Робочиммісцем при ревізії, монтажі та ТО синхронних двигунів може бути будь-яка вільнавід апаратів ділянка будівлі, оснащена потрібними інструментами, а якщо двигунмає велику масу, то й підйомними механізмами.
Дляпідготовки робочого місця при роботах зі зняттям напруги повинні бути виконаніу вказаному порядку наступні технічні заходи:
– проведені необхідні відключення і прийняті міри, які перешкоджаютьподачі напруги до місця роботи, внаслідок помилкового або самовільноговвімкнення комутаційною апаратурою;
– на приводах ручного і на ключах дистанційного управліннякомутаційною апаратурою вивішені забороняючи плакати;
– перевірено відсутність напруги на струмоведучих частинах, на якихповинно бути накладено заземлення для захисту людей від ураження електричнимструмом;
– накладено заземлення (ввімкнені заземляючі ножі, а там де вонивідсутні, встановлені переносні заземлення);
– вивішені попереджувальні і запобіжні плакати, загороджені принеобхідності робочі місця і струмоведучі частини, які залишилися під напругою.
2 Синхронні машини 2.1Призначення і улаштування синхронних машин
Синхроннамашина – машина змінного струму, в якої швидкість ротора при постійній частотіструму в обмотках статора зберігається постійною і не залежить від величини навантаженняна валу машини. Синхронні машини застосовують головним чином для перетвореннямеханічної енергії первинних двигунів в електричну, в якості генераторівелектричної енергії змінного струму. Але синхронні машини використовують такожв режимах двигунів, компенсаторів реактивної потужності і інших установок. Впромислових установках найбільшого розповсюдження набули трьохфазні синхроннімашини. Однофазні синхронні двигуни знайшли застосування в електричнихгодинниках, автоматичних самотисних приладах, пристроях програмування і т.п.
Трьохфазнасинхронна машина складається із нерухомого статора і неявно чи явно полюсногоротора, який обертається в середині нього, між ними є повітряний зазор,радіальний розмір якого знаходится за номінальною потужністю машини, їїшвидкістю і змінюється від долей до декількох десятків міліметрів.
Статортакої машини практично не відрізняється від статора асинхронної машини, має трифазнуобмотку, початки фаз якої означають />, а кінці /> і виводять на зажими заналогічними позначеннями, що дозволяє з’єднувати фази обмотки статоратрикутником чи зіркою. Фази обмотки статора трьохфазного синхронного генератораз’єднують в основному зіркою, так як це дозволяє при трьхфазній чотирипровідніймережі керувати лінійними і фазними напругами, які відрізняються одна від одноїв /> раз.
Роторпредставляє собою електромагнітну систему постійного струму з обмоткою, що маєтакі ж числа полюсів, що й трифазна обмотка статора. Магнітні силові лініїзамикаються між відповідними північними і південними полюсами ротора черезповітряний зазор і магнітопровід статора. Обмотка ротора, чи обмотка збудження,отримує живлення від випрямляча чи />-великого генератора постійногоструму – збуджувача, потужність якого складає 0,5-10 % номінальної потужностісинхронної машини. Збуджувач може знаходитись на одному валу з синхронноюмашиною, приводитись від неї гнучкою передачею чи мати привід від окремогодвигуна.
Неявнополюснийротор – суцільний або складендий циліндр з вуглецевої чи легованої сталі зпазами, профрезованими на його поверхні в осьовому напрямку. В ці пази вложенаобмотка, виповнена ізольованим мідним чи алюмінієвим проводом. Початок і кінецьцієї обмотки під’єднують до двох контактних кілець, закріплених на ізоляторі,який розміщений на валу машини, і які обертаються разом з ротором. До кілецьприжаті нерухомі щітки, від яких виведені проводи до зажимів з маркуванням /> і /> для приєднаннядо джерела електричної енергії постійного струму. Великі зуби циліндра ротора,в яких нема пазів, являють полюси ротора. Неявнополюсний ротор зазвичай має двачи чотири полюси з почерговою полярністю, його використовують в швидкохіднихсинхронних машинах, особливо в турбогенераторах – трьохфазних синхроннихгенераторах, безпосередньо з’єднаних з паровими турбінами, розрахованими начастоту обертів 3 000 чи 1 500 обертів в хвилину при частоті змінногоструму 50 Гц.
Явнополюснийротор з числом полюсів від чотирьох і більше має масивне або шихтоване ізстальних листів ярмо, на якому кріпляться аналогічної конструкції стальніполюси, які мають прямокутний переріз, який закінчується наконечниками. Наполюсах розміщені з’єднані між собою котушки, які складають обмотку збудження.Такий ротор застосовують в тихохідних синхронних машинах, якими можуть бутигідрогенератори і дизельгенератори – трьохфазні синхронні генератори,безпосередньо з’єднані відповідно з гідравлічними турбінами чи двигунамивнутрішнього згоряння, розрахованими на частоту обертів 1 500, 1 000,750 і нижче обертів в хвилину при частоті змінного струму 50 Гц.
Багатоякі синхронні машини мають на роторі, крім обмотки збудження, ще й мідну чилатунну короткозамкнуту заспокоюючу обмотку, яка в неявнополюсному роторі маловідрізняється від аналогічної обмотки ротора асинхронної машишни, аявнополюсному роторі вона виконується у вигляді неповної короткозамкнутоїобмотки, стержні якої заложені тільки в пази полюсних наконечників і відсутні вміжполюсному просторі. Ця обмотка допомагає затуханню коливань ротора принеустановлених режимах синхронної машини, а також забезпечують асинхронний пусксинхронних двигунів.2.2Принцип дії синхронного двигуна
Забудовою синхронні двигуни і генератори майже не відрізняються. Якщо статорисинхронних двигуна і генератора практично однакові, то конструкція роторадвигуна залежить від швидкості його обертання. У тихохідних двигунах ярмонагадує колесо, до якого болтами прикріплено полюси. У швидкохідних ярмоскладається із стальних листів, які стягуються шпильками. До такого ярма уТ-подібних пазах кріплять полюси, які складають з окремих листівелектротехнічної сталі завтовшки 1-1,5 мм. На ці полюси намотують обмотку збудження, що живиться постійним струмом від збудника, якір якого кріплять наодному валу з двигуном. Якщо до обмотки статора синхронного двигуна підвеститрифазний змінний струм, а до обмотки збудження постійний струм, то внаслідоквзаємодії постійного магнітного потоку ротора Ф і змінного струму в статорнійобмотці І виникає механічний момент:
М = кФІ.
Оскількимагнітний потік у двигуні сталий, а струм змінний, то обертаючий моментзмінюватиме напрям дії через кожний півперіод (100 поштовхів за секунду при f – 50 Гц), а врезультаті ротор двигуна вібруватиме і залишиться нерухомим. Отже, синхроннийдвигун не має свого пускового моменту.
Щобтакий синхронний двигун міг працювати, його ротор треба розкрутити іншимдвигуном до синхронних обертів, які відповідають частоті струму мережі. Прицьому одночасно із зміною напрямку струму в обмотці статора змінюється знакполюса ротора, тобто напрям магнітного потоку ротора.
Наприклад,якщо в якийсь момент часу проти провідника зі струмом, що напрямлений відспостерігача, буде північний полюс ротора, то через півперіод у цьомупровіднику струм буде напрямлений на спостерігача, а ротор повернеться на кут90°. Навпроти цього провідника стане південний полюс і при цьому напрям діїобертаючого моменту залишиться тим самим і ротор продовжуватиме свій рух. Зцього часу ротор обертатиметься з синхронною швидкістю разом з обертовиммагнітним полем статора, відстаючи від поля на невеликий кут θ. Теперрознімний двигун можна від’єднати.
Отже,коли синхронна машина працює, як генератор, ведучою ланкою є ротор, вісьмагнітного потоку якого випереджає вісь потоку статора на кут θ. У цьомуразі синхронна машина перетворює механічну енергію в електричну. Коли синхроннамашина працює, як двигун, ведучою ланкою стає потік статора, а веденою – потікротора, який відстає на кут θ і обертається з тією самою швидкістю, що йполе статора; при цьому електрична енергія перетворюється в механічну.
Способипуску синхронних двигунів
Пуститисинхронний двигун безпосереднім вмиканням у мережу неможливо. Існує два способийого пуску: синхронний і асинхронний. Синхронний пуск полягає в тому, щоспеціальний розгінний пусковий двигун (це може бути асинхронний двигун абодвигун постійного струму потужністю до 10 % потужності синхронного двигуна),який з’єднують із синхронним двигуном рознімною муфтою, розкручує роторненавантаженого синхронного двигуна до синхронних обертів.
Асинхроннийпуск полягає в тому, що синхронний двигун запускають як асинхронний. У полюснінаконечники (башмаки) ротора закладають пускову обмотку, яка складається златунних стержнів, з’єднаних накоротко з обох торців пластинами, і утворюєкороткозамкнену обмотку, подібну до білячого колеса, асинхронних двигунів.Обертове поле статора в синхроннних двигунах перетинає коротко замкнені виткипускової обмотки й індукує в них струм. Взаємодія цього струму з обертовимпотоком створює пусковий обертальний момент, який розганяє ротор до синхронноїшвидкості. Взаємодія обертового магнітного поля статора і полюсів роторастворює синхронізуючі сили, які обертають ротор із синхронною швидкістю.2.3Робота трьохфазної синхронної машини в режимі двигуна
Трифазнісинхронні машини мають властивість оборотності, що значить вони можуть беззміни їх конструкції працювати не тільки генераторами електричної енергії, алеі двигунами, перетворюючи електричну енергію в механічну. При цьому обмоткастатора має бути під’єднана до трифазної мережі змінного струму, що забезпечуєзбудження магнітного поля, яке обертається з синхронною швидкістю:
/>
абочастотою обертів
/>,
а обмотка ротораприєднана до випрямляча чи збуджувача, що призводить до встановлення в нійпостійного струму збудження магнітного поля ротора, силові лінії якого замикаютьсяміж північними і відповідними південними полюсами через повітряні зазори імагнітопроводи статора і ротора. Але синхронну машину з нерухомим збудженимротором не можна пустити в роботу двигуном, якщо обмотку статора під’єднатибезпосередньо до трьохфазної мережі змінного струму, так як при цьому магнітнеполе статора, яке обертається, буде почергово взаємодіяти то з однойменними, тоз різнойменними полюсами ротора, яке має значний момент інерції і піддаватийого рівним по величині, але оберненим по напряму механічним поштовхам, врезультаті чого ротор залишається нерухомим. По цій причині ротору необхіднозадати початкову швидкість, близьку чи рівну швидкості обертання магнітного полястатора, що забезпечить встановлення сили взаємодії цього поля з полюсамиротора в одному напрямі, і він стане рухатись в напрямку руху магнітного поля зсинхронною швидкістю />.
Всучасних трьохфазних синхронних двигунах, які мають на роторі коротко замкнутузаспокоюючу обмотку, розгін ротора здійснюється так само, як у асинхроннихдвигунів з коротко замкнутим ротором. Але для збільшення пускового моменту дозначення /> зменшеннявеличини перенапруг в обмотці ротора при пуску, як і при розімкнутій обмотціротора в момент пуску можуть перевищувати номінальну напругу цієї обмотки в20-30 раз і призвести до пробою ізоляції, а також для скорочення часу розгонудо підсихронної швидкості /> обмотку ротора замикають нарозрядний резистор, опір якого
/>,
де /> – опір обмоткиротора.
Придотриманні цих вимог короткочасність початкового пускового струму:
/>
складає4-5, а обертовий момент двигуна при підсинхронній швидкості називаєтьсявхідним, рівний приблизно початковому пусковому моменту />. Після розгону роторадо підсинхронної швидкості розрядний резистор відмикають, а обмотку збудженняприєднуютть до джерела живлення постійного струму, в результаті чого двигунпереходить на синхронний режим роботи.
Принеобхідності зміни напряму обертання ротора синхронного двигуна його необхіднозупинити відмиканням кола статора від трьохфазної мережі, при нерухомому роторізмінити розміщення двох із трьох фаз.
Можливовиконати пуск трьохфазного синхронного двигуна при допомозі допоміжного,зазвичай синхронного двигуна, повертаючого ротор синхронної машини майже досинхронної швидкості з наступним ввімкненням її на паралельну роботу зтрифазною, яка живить мережею по способу самосинхронізації, що частовикористовується при пуску потужних синхронних компенсаторів синхронних машинполегшеної конструкції, працюючих в режимі двигуна без навантаження зперезбудженням для компенсації реактивної потужності, а також для регулюваннянапруги в мережах енергетичних систем.2.4 Характеристика трифазного синхронногодвигуна
Якщознехтувати незначними втратами електроенергії в магнітопроводі статора і йогообмотці, то можна рахувати електромагнітну потужність і потужність споживанняелектроенергії із трьохфазної мережі однаковими, а крутний момент синхронногодвигуна представити так:
/>,
демаксимальний момент, який відповідає куту />,
/>.
Увстановленому режимі при незмінному струмі збудження />, яким знаходять величину ЕРС Ех,напрузі мережі u і частоті змінного струпу f обертовий моментсинхронного двигуна прямопропорційний значенню />, що графічно відображаєтьсякутовою характеристикою машини />. В режимі холостого ходу кут />, а цевідповідає спів падінню осей різноіменних полюсів статора і ротора та моментуМ, який рівний нулю. При збільшенні навантаження кут θ зростає і приномінальному режимі досягає значення />. Короткочасна перенапругасинхронного двигуна можлива, якщо виробнича />, що має місце при куту />, або при куту /> виробнича /> і машинавипадає із синхронізму і ротор зупиняється.
Здатнісьдо перевантаженння синхронного двигуна оцінюється відношенням:
/>,
якепри значенні кута /> складає відповідно 4-2.
Оскількиобертовий момент синхронного двигуна прямо пропорційний напрузі на затискачахобмотки статора в першій степені, а оборотний момент асинхронного двигуна –квадрату напруги, то синхронні двигуни менш чутливі до зміни напруги в мережіживлення, ніж асинхронні.
Збільшенняструму збудження синхронного двигуна викликає зріст ЕРС Ех іпідвищує стійкість роботи, так як при цьому збільшується максимальний момент,а, відповідно, кутова характеристика розміщується над кутовою характеристикою,яка відповідає за номінальне збудження.
Механічнахарактеристика синхронного двигуна /> в межах від холостого ходу нетільки до номінального навантаження, але і до граничної короткочасно допустимоїперенапруги представляє собою пряму паралельну осі абсцис.
Робочіхарактеристики синхронного двигуна представляють собою залежності швидкостіобертання />,оборотного моменту М, струму І, коефіцієнта потужності />, ККД/>від корисної потужності на валумашини /> заумови, що напруга u, частота f і струм збудження Ів залишаютьсянезмінними. Для підтримки коефіцієнта потужності на заданому рівні при змінінавантаження на валу двигуна треба регулювати струм збудження в повнійвідповідності з регулювальною характеристикою />, яка відповідає заданому значеннюкоефіцієнта потужності /> при незмінних значеннях напруги u і частоти f.
Синхроннідвигуни зазвичай працюють в режимі перезбудження, ціллю яких є компенсаціяреактивної потужності паралельно ввімкнених з ними асинхронних двигунів. Прицьому синхронні двигуни, які працюють з 50 %-вим навантаженням на валу,експлуатуються при коефіцієнті потужності />, а при навантаженні 100 % при /> і />.
Орієнтовноповну потужність синхронної машини, яка віддає на вал корисну потужність /> при ККД/>і реактиву Q в трьохфазнумережу, можна визначити за формулою:
/>.2.5 Синхронні машини малої потужності
Синхроннімашини малої потужності – трьохфазні та однофазні використовують головним чиномв якості двигунів електроприводів невеликої потужності. Обмотка статора такихдвигунів викоунється трьохфазною або двохфазною і живиться відповідно відтрьохфазної чи однофазної мережі змінного струму. В останньому випадку одна ізфаз обмотки статора вмикаєтсья через конденсатор. Більшість цих машинвідрізняється від машин нормального виконання тільки конструкцією ротора, який,як правило, не має обмотки збудження контактних кілець і щіток, які до нихприжимаються. Для виникнення обертового момента ротор виконують ізмагнітотвердого сплаву з наступним однократним намагнічуванням його вшнельовому імпульсному магнітному полі, в результаті чого надалі полюсизберігають залишкову намагніченість.
Привикористовуванні магнітом’якого матеріалу ротору надають особливу форму, яказабезпечує різний магнітний опір його магнітопровода в радіальних напрямках.
Синхроннідвигуни з постійними магнітами мають циліндричний явно полюсний ротор ізмагніто-твердого сплаву і короткозамкнуту пускову обмотку. Тяжкість механічноїобробки магнітотвердих сплавів змушує ротор цих машин робити складним – всередній частині розміщувати звичайний ротор асинхронного короткозамкнутогодвигуна, а по краях закріплювати із магнітотвердого сплаву. Дороговизнамагнітотвердих сплавів обмежує номінальну міцність синхронних двигунів зпостійними магнітами величиною 30-40 Вт.
Вмомент пуску, коли ковзання s=1, двигун працює як синхронний і його початковий обертовиймомент Мп створюється за рахунок взаємодії обертового магнітногополя статора з наведеними ним струмами в короткозамкнурій обмотці ротора. Такяк двигун запускається в хід в збудженому стані, то магнітне поле постійнихмагнітів ротора, який обертається, наводить в обмотці статора ЕРС змінноїчастоти />,а це викликає струми із-за яких виникає гальмівний момент />. Результуючий момент навалу двигуна визначається сумою моментів, обумовлених короткозамкнутою обмоткою/> ігальмівним ефектом />:
/>,
якийзалежить від величини ковзання. В процесі розгону ротора, коли ковзання />, величинацього моменту досягає мінімального значення />, яке при правильному виборіпускової обмотки має бути більше значення номінального моменту />. Коли швидкістьнаближається до синхронної і ковзання стає рівним />, ротор, в результаті взаємодіїполя постійних магнітів з обертовим магнітним полем статора при вхідномумоменті />,втягується в синхронізм і далі обертається з синхронною швидкістю.
Робочіхарактеристики синхронного двигуна з постійними магнітами мало відрізняютьсявід аналогічних характеристик синхронного двигуна з обмоткою збудження ротора.
Синхронніреактивні двигуни мають явнополюсний ротор із магнітом’якого матеріалу звпадинами, чи секційний, дякуючи чому його магнітний опір в радіальнихнапрямках різний.
Роторіз впадинами збирається із штампованих листів електротехнічної сталі і маєкороткозамкнену пускову обмотку. Зустрічаються ротори із суцільногоферомагнітного матеріалу з аналогічними впадинами. Ротор секційний складаєтьсяіз листів електротехнічної сталі, залитих алюмінієм чи іншим діамагнітнимматеріалом, який виконує роль короткозамкнутої обмотки.
Приввімкненні обмотки статора збуджується обертове магнітне поле і проходитьасинхронний пуск двигуна. Після закінчення розгону ротора до підсинхронноїшвидкості він під дією реактивного обертового момента, обумовленого різницеюмагнітних опорів в радіальних напрямках, входить в синхронізм і розміщуєтьсявідносно обертового магнітного поля статора так, щоб його магнітний опір дляцього поля був найменшим. Кут різниці між осями полюсів стаотра і роторавизначається величиною навантаження на валу двигуна. Якщо не рахуватися звеличиною активного опору обмотки статора, то максимальний оборотний моментвідповідає куту різниці />, а при врахуванні цієї величиникут /> зменшуєтьсяі стає рівним 25-40°.
Зазвичайсинхронні двигуни виготовляють номінальною потужністю до 100 Вт, а інколи вівище, якщо простоті конструкції і підвищеній надійності надається особливезначення.
Приоднакових габаритах номінальна потужність синхронних двигунів в 2-3 рази меншаномінальної потужності синхронних двигунів з постійними магнітами, але поконструкції вони простіші, відрізняються меншою вартістю, але номінальнийкоефіцієнт потужності їх не перевищує 0,5, а номінальний ККД цих двигунівномінальною потужністю в декілька десятків ватт />, в той час як у двигунівномінальною потужністю в декілька ватт він складає />.
Синхроннігістерезисні двигуни мають ротор із магнітотвердого сплаву з широкою петлею зістерезису. З ціллю економії цього дорогого металу ротор виконують збірноїконструкції, при якій на вал кріпиться втулка із феро- чи діамагнітногоматеріалу, а на ній закрплюється суцільний чи набраний з пластин полий циліндр,який затягнутий штопорним кільцем.
Використаннямагнітотвердого сплаву для виготовлення приводить до того, що в працюючомудвигуні хвилі розподілення магнітої індукції по поверхнях статора і роторазміщені один відносно іншого на деякий кут />, який називається кутомгістерезису, що обумовлює виникнення гістерезисного оборотного моменту,направленого в бік оборотів ротора. Різниця між синхронними двигунами зпостійними магнітами і синхронними гістерезисними двигунами полягає в тому, щоу перших ротор при виготовлені машин піддається попередньому намагнічуванню всильному імпульсному магнітному полі, а в інших він намагнічується оборотніммагнітним полем статора.
Призапуску синхронного гістерезисного двигуна, крім основного гістерезисногооборотного моменту, в машинах з суцільним ротором виникає ще й асинхроннийобертовий момент, обумовлений вихровими струмами в магнітопроводі ротора, щодопомагає розгону ротора, входженню його в синхронізм і подальшу роботу ізсинхронною швидкістю при постійному русі ротора відносно оборотного магнітногополя статора на кут />, який визначається величиноюнавантаження на валу машини. Якщо цей кут /> не перевищує величину кутагістерезису />,який залежить від магнітних властивостей матеріалу циліндру ротора, то роторобертається синхронно з оборотнім магнітним полем статора. При збільшеннінавантаження і встановлелнні кута /> ротор переходить на асинхроннийрежим роботи, що супроводиться появленням підвищених втрат енергії черезперемагнічування магнітопровода ротора. Через те синхронні гістерезисні двигунизазвичай експлуатують в синхронному режимі чи асинхронному, але в останньомувипадку при малому значенні ковзання.
Синхроннігістерезисні двигуни відрізняються великим початковим пусковим моментом,плавністю входу в синхронізм і не сильно змінюють струм в межах 20-30 % припереході від холостого ходу до режиму короткого замикання. Ці двигуни маютькращі показники, ніж синхронні реактивні, виготовляються номінальною потужністюдо 400 Вт на промислову і підвищені частоти як одно-, так і двохшвидкіснівідрізняються простотою конструкції, надійністю і безшумністю в роботі, малимигабаритами і незначною масою. Відсутність короткозамкнутої обмотки призводитьдо розкачування ротора при змінних навантаженнях, що дає визначенунерівномірність оборотів ротора, обмежену область застосування цих машин.Номінальний коефіцієнт потужності синхронних гістерезисних двигунів неперевищує 0,5, а номінальний ККД доходить до значення 0,65.
Синхронніреактивно-гістерезисні двигуни мають явно полюсний статор з обмоткою,розміщеною на магнітопроводі, зібраному із двох симетричних пакетів листівелектротехнічної сталі зі стиком в середині каркаса обмотки. Магнітопровід маєдва полюса, розрізані повздовжнім пазом на рівні чатини, при чому на одній ізних на кожному полюсі знаходяться коротко замкнуті витки. Між цими розщепленимиполюсами знаходиться ротор, складений із пари тонких кілець з перемичками іззакаленої магнітотвердої сталі, посаджених на вал, з’єднаний з редуктором, якийпонижує частоту обертів вихідного вала до пари сотих долей чи пари десятківобертів в хвилину.
Приввімкненні обмотки статора, завдяки короткозамкнутим виткам, створюється зсувпо фазі в часі між магнітними потоками неекранованих і екранованих частинполюсів, що призводить до збудження результуючого оборотного магнітного поля.Це поле, взаємодіючи з ротором, сприяє створенню асинхронного і гістерезисногооборотних моментів, викликаючих розгін ротора, який по досяганні підсинхронноїшвидкості під впливом реактивного і гістерезисного обертових моментів входить всинхронізм і обертається в напрямку від неекранованої частини полюса до йогоекранованої частини, де розміщені його короткозамкнені витки.
Уреверсивних двигунів замість коротко замкнутих витків застосовують чотирикатушки, які розміщують на обох частинах кожного розщепленого полюса і дляприйнятного напрямку оборотів ротора замикають відповідну пару катушокнакоротко.
Синхронніреактивно гістерезисні двигуни мають відносно великі габарити і масу,номінальна потужність їх не перевищує 12 мкВт, працюють вони при дуже низькомукоефіцієнті потужності, номінальний ККД їх менше 0,01.
Кроковідвигуни перетворюють керівні електричні сигнали в заданий кут повороту, якийзабезпечується дискретним шляхом. Вони мають статор, на магнітопроводі якогознаходяться дві або три однакові просторово зсунуті обмотки, які почерговоприєднуються до дежрела електроенергії у вигляді прямокутних сигналіврегульованої частоти. Під впливом сигналів струму /> або /> полюси статора відповіднонамагнічуються зі змінною полярністю. Зміна напряму струму в обмотках статорапризводить до відповідного перемагнічування полюсів і встановлення новоїпротилежної полярності.
Явнополюснийротор крокових двигунів може бути активним і реактивним. Активний ротор маєобмотку збудження постійного струму, контактні кільця і щітки або системупостійних магнітів з почерговою полярністю, а реактивний ротор виконується безобмотки збудження. Число полюсів ротора в два рази менше числа полюсів статора.
Кожнеперемикання обмоток статора призводить до повороту результуючого магнітногополя машини і викликає синхронне переміщення ротора на один крок. Напрямокповороту ротора залежить від полярності сигналу, поданого на відповідну обмоткустатора.
Величинакроку ротора двигуна виражена в градусах і визначається за формулою:
/>,
де /> – число явнихполюсів ротора;
т –число просторово зміщених обмоток статора.
Оскількиактивний ротор можна виконати із обмеженим числом явних полюсів />, а рекативний ротор безобмотки збудження – на значно більше число полюсів, допускаючи мінімальний крокпо окружності 2 мм, то крокові двигуни з реактивним ротором дозволяютьздійснювати поворот ротора на долі градуса, чого не можна досягнути приактивному роторі.
Кроковідвигуни можна запускати і зупиняти без втрати кроку, якщо частота наступнихсигналів не перевищує допустиму, яку називають допустимою, яка для різних машинзнаходиться в межах від 10 до 10 000 Гц.
Змінанапрямку обертання ротора крокових двигунів досягається зміною полярностіоднієї із напруг на затискачах обмотки статора при збереженні почерговостіперемикання цих обмоток.
Кроковідвигуни можуть працювати не тільки в статичному режимі – режимі фіксації роторав заданому положенні, а і в режимі синхронного обертання при постійній частотікеруючих сигналів. В останньому випадку ротор обертається або з постійноюшвидкістю, або з деякими періодичними коливаннями на близькій до синхронноїшвидкості, якій відповідає синхронна частота обертання, яка виражається воборотах на хвилину і визначається по формулі:
/>,
де /> – величинакроку ротора, визначається в градусах;
/> – частота, якадопустима для ротора, виражається в кроках на секунду.2.6 Монтаж електричних машин
Монтуютьелектричні машини змінного і постійного струму, які прибувають на місцеустановки в зібраному вигляді, установлюють без розбирання, але із попередньоюревізією. Монтаж починають з встановлення фундаментної плити, рами або полозківна металічні підкладки товщиною 10 мм і більше для неточного та 0,5-5 мм для точного вивіряння горизонтального положення плити, рами чи полозків. Підкладки встановлюютьпо всьому периметру опорних площин через кожні 400 мм так, щоб вони виступали за краї плити, рами чи полозків на 25-50 мм. Одночасно в анкерні колодці вставляють фундаментальні болти. З обох сторін фундаментальнихболтів розміщують прокладки. Горизонтальне положення фундаментальних плит, рамі полозків перевіряють по рівню за допомогою перевірочних лінійок, укладених наопорні площини.
Післятого, як фундаментні плити, рами чи полозки остаточно вивірені, на нихвстановлюють електричну машину за допомогою крана чи триноги з талю і вивіряютьспряження валів електричної машини і робочого механізму. З усіх чотирьохположень відхилення не повинно бути більше, ніж 0,3 мм.
Взаємнепереміщення валів електродвигуна і робочого механізму при пасовій чиклинопасовій передачі регулюють шнуром по кромках або середніх лініях шківівтак, щоб кромки шківів (при їхній однаковій ширині) або їх середні лінії булирозміщені на загальній прямій лінії.
Якщомонтують агрегат із двох і більше електричних машин (наприклад, двигун –генератор – збудник), регулювання положень ліній валів починають із машини, якамає два підшипника. Вал цієї машини встановлюють горизонтально, а лінії валів упроміжних підшипниках – по плавній кривій, яка відповідає природньому прогинувалів від власної ваги. При спряженні двох валів, які мають три підшипника,нахили шийок вала, який лежить на двох підшипниках, не повинні змінюватись приприєднанні другого валу. Це досягається регулюванням третього підшипника ввертикальній площині. Правильність спряження перевіряють вимірюванням величинибиття кінця вала, який має один підшипник, за допомогою індикатора.
Післякінцевої перевірки положення електромашини на фундаментній плиті, рамі чиполозках, спряження її з робочими механізмами і здавання по акту виконаногоцентрування фундамент разом з плитою, рамою чи полозками заливають цементнимрозчином. При цьому стараються заповнити отвори, в яких поставлені фундаментніболти і зазори під плитою, рамою чи полозками. Якщо дозволяє конструкція плитичи рами, то цементним розчином заповнюють всю внутрішню частину, залишаючивільними лише місця проходження болтів через плиту.
Післятого мегомметром перевіряють стан ізоляції обмоток електричної машини,повітряні зазори по всій окружності, промивають і заливають чистим масломпідшипники ковзання. В машинах постійного струму перевіряють стан колектора,щіток, щіткового механізму. Полірують і при необхідності прочищують ізоляціюміж кластинками колектора. Індикатором перевіряють бій секцентричністьколектора, який має бути не більше 0,02 мм. Якщо бій колектора більше 0,2 мм, доходить до 0,5 мм, то його шліфують. Якщо бій більше 0,5 мм, колектор проточують.2.7 Ремонт електричної машини
Електричнімашини можуть тривалий час працювати без ремонту за умови: забезпечення режимівроботи, найбільш відповідних призначенню, виконання і номінальним даним(потужності, напрузі і ін.) електрообладнання; систематичного проведенняпрофілактичних огялдів, перевірок і випробувань електродвигунів; своєчасногоусунення виявлених дефектів і несправностей, правильного підбору і застосуваннямастильних матеріалів.
Ремонтиподіляють на: 1) планово-попереджувальний; 2) аварійний; 3) капітальний.Планово-попереджувальний ремонт, в свою чергу, поділяються на: поточний,середній та капітальний.
Поточнийі середній ремонти охоплюють такі роботи, які не вимагають повного розбиранняелектродвигунів.
Поточнийремонт складається з таких операцій: перемивання підшипників і заміна в нихмастила, огляд і усунення неполадок в його ПРА, заміні щіток і т.д. Поточніремонти в більшості випадків виконує, без розбирання обладнання, привідключеній напрузі персонал, який обслуговує електроустановку. При середньомуремонті старанно оглядають і зачищають обладнання, замінюють зношені частини,здійснюють регулювання частин машин, апаратів та інших елементівелектроустановки. Капітальним ремонтом називають роботи по заміні чиреконструкції основних і, як правило, найбільше складних частин, збірниходиниць чи деталей електродвигунів, наприклад, перемонтування роторної абостаторної обмотки електродвигуна.
3 Інструменти, вимірювальнийі контрольний інструмент
Правильноорганізоване інструментальне господарство забезпечує нормальний хід ібезперебійність ремонтних робіт. Інструмент, пристосування та механізми повиннібути заздалегідь підготовлені по номенклатурі, технічним даним і у відповіднійкількості в залежності від розмірів, конструкції та виконання машин, якіпоступають на ремонт.
Вимірювальніінструменти – метрометри, штангенциркулі, мікрометричні штихмаси, рівні ваговіта гідростатичні, щупи для вимірювання повітряних зазорів, індикаторигодинникові, пластинчаті щупи для вимірювання повітряних зазорів піж площинаминапівмуфт, динамометри пружинні, рулетки стальні, лінійки металічні, лінійкиперевірочні стальні довгі.
Мікрометрамивимірюють довжини і зовнішні діаметри розміром до 1 000 мм, штангенциркулями – довжинидеталей машин і діаметри отворів розміром до 2 000 мм, штихмасами – внутрішні і діаметри (напівмуфт, статорів) чи відстань між двомаповерхнями. Валовий рівень – мірний інструмент, який застосовується при центруваннівалів і установці вала першої із машин агрегата в нормальне положення.Спеціальна форма виїмки в основі рівня зроблена для того, щоб він міг стійкоутримуватися на циліндричній поверхні вала. Рівнем знаходиться прогин вала івиконується установка в положення з визначеним нахилом його шийок впідшипниках. Радіальне биття сердечника ротора відносно шийок валаперевіряється індикатором. Гідростатичний рівень призначений для установки івивірки підшипників в горизонтальній площині, складається з двох склянихтрубок, з’єднаних гумовою трубкою, довжина якої залежить від відстані міжвимірними площинами.
Мірніінструменти для пробного пуску – манометр, віброметр, тахометр, секундомір,компас, ртутні термометри, термопари, термометри опору.
Такелажнепристосування – канати стальні та пенькові, страти, коуші, зажими, коромисла,полозки з катками, знімачі для знімання шківів і напівмуфт.
Монтажніпристосування та механізми – пристосування для виймання та заводження роторів,для знімання та накладання муфт, шківів, підшипників кочення, для підйому кінцявала на декілька міліметрів для центрування валів, пневмоінструменти, механізмидля шліфування, проточування та прочищення колекторів, пилосос, пульверизатор,станок для притирання щіток, електричні паяльники, слюсарні ножиці по металу,клинові домкрати для регулювання висоти рам.
Такелажнімеханізми – лебідки, талі, блоки, домкрати гвинтові, реєчні, гідравлічні.
Матеріалита інструменти для такелажних робіт – шпали, бруси, дошки, труби стальні(катки), кувалди, молотки, пили, сокири, бури, зубила, лапи.
4 Матеріали, щозастосовуються при виконанні роботи 4.1Матеріали, що використовуються в двигунах
Всіматеріали, що використовуються в двигунах, поділяються на: 1) провідниковіматеріали; 2) електроізоляційні матеріали; 3) просочувальні лаки; 4) мастила;5) матеріали, що йдуть на виготовлення сердечників та корпусу; 6) припої.4.2 Група провідникових матеріалів
Вгрупу провідникових матеріалів входять обмоткові провідники, які виготовляютьсяіз електролітичної відпаленої червоної міді ММ (мідь м’яка) і МТ (мідь тверда).
Мідніобмоткові проводи ізолюють лаками, бавовняною пряжею, скловолокном,дельта-азбестом та ін. В ряді проводів використовують сполучення різних видівізоляційних матеріалів, наприклад, провід ПЕЛБО ізольований (емальований)масляним лаком і обмотаний одним шаром бавовняної пряжі.
Длявиготовлення обмоток більшості електричних машин загальнопромисловогопризначення частіше застосовують обмоткові проводи ПЕЛБО; ПЕЛ, емальованийлаком на масляній основі; ПБД, ізольований двома шарами бавовняної пряжі;ПЕЛЛО, ізольований масляним лаком та одним шаром лавсанових ниток.4.3 Електроізоляційні матеріали
Доелектроізоляційних матеріалів відносять: 1) електроізоляційний картон; 2)бавовняну стрічку; 3) склострічку; 4) просочену лаком тканину (склотканина); 5)склолакотканину.4.3.1 Електроізоляційний картон ЕВ, ЕВС та ЕВТ
Електроізоляційнийкартон ЕВ, ЕВС та ЕВТ при товщині до 0,5 мм випускають в рулонах та листах, а вище 0,5 мм тільки в листах розміром 900 х 900; 900 х 1000; 1000 х 1000 мм та застосовують для ізоляції обмоток електромашин в якості пазової ізоляції та прокладок.4.3.2 Бавовняна стрічка (кіперна, тафтана, міткалева, батистова)
Бавовнянастрічка (кіперна, тафтана, міткалева, батистова) виготовляється із бавовняноїпряжі різного плетіння (саржове, полотняне) у вигляді тканих полосок товщиною0,12-0,45 мм і шириною 10-60 мм і застосовується для захисту обмоток відмеханічних пошкоджень.4.3.3 Склострічка ІЕС
СклострічкаІЕС виробляється із кручених скляних ниток і випускається товщиною 0,08-0,2 мм і шириною 8-50 мм. Склострічка відрізняється від бавовняної більшою міцністю на розрив, більшвисокими ізоляційними властивостями та застосовується для ізоляції обмотокелектричних машин та захисту їх від механічних пошкоджень.4.3.4 Електрізоляційні лакотканини
Електроізоляційнілакотканини виготовляють із бавовняної, шовкової та капронової тканини,просочених світлим масляним або чорним масляно-бітумним електроізоляційнимлаком. Товщина бавовняної лакотканини 0,15-0,24 мм, шовкової та капронової 0,04-0,15 мм, ширина 700-1000 мм.
Електроізоляційнілакотканини застосовують для пазової ізоляції обмоток електричних машин,найчастіше разом із спеціальним папером або електроізоляційним картоном.
4.3.5 Склолакотканина ЛСК-7
СклолакотканинуЛСК-7 виготовляють із безлужної склотканини, просоченої теплостійкимкремнійорганічним лаком К-44 і випускають товщиною 0,11 та 0,15 мм. Застосовують склолакотканину в якості нагрівостійкої та вологостійкої ізоляції обмотокелектричних машин.4.4 Просочувальні лаки
Найбільшрозповсюдженими просочувальними лаками є масляно-бітумні №№ 447, 458, 460,МП-92 та ПФМ-86, а покривними – лаки БТ-99, БТ-982, КФ-95 та ГФ-92.
Просочувальнілаки використовуються для просочення обмоток електричних машин для підвищеннямеханічної міцності обмотки, збільшення її теплопровідності та підвищеннявологостійкості. За допомогою покривних лаків створюють на поверхні обмотокзахисні вологостійкі, маслостійкі та термостійкі покриття.4.4.1 Просочувальний лак № 447
Просочувальнийлак № 447 призначений для сушіння в печі середньої жирності – представляє собоюмасляно-бітумний розчин. В якості розчинників та розбавників лаку застосовуютьтолуол, ксилом, сольвент та бензин. Час висихання лаку при температурі 100°С –6 годин. Лак № 447 застосовують для просочування обмоток електричних машин,працюючих при підвищених перегріваннях та в умовах підвищеної вологості.4.4.2 Просочувальний лак № 458
Просочувальнийлак № 458 – прискореного сушіння в печі малої жирності – широко застосовуєтьсядля просочення обмоток електричних машин загально промислового призначення. Відлаку № 447 відрізняється меншим часом сушіння, який не перевищує 3 год. притемпературі 100°С. Різновидом маложирного лаку № 458 являється лак № 458а наскипидарі, який застосовується для просочування обмоток, виконаних іземальованого провода ПЕП. Лаку № 458а властива добра просочувальна здатність таводостійкість, але не стійкий до дії масел. Розчинником лаку є толуол, ксилом,бензин та інші суміші.4.4.3 Просочувальний лак № 460
Просочувальнийлак № 460 – призначний для сушіння в печі, найбільш жирний з усіхмасляно-бітумних просочувальних лаків. Відрізняється високою вологостійкістю.Час сушіння – 10 год. при температурі 100°С. Його використовують також в якостіпокривного лаку для покриття лобових частин обмоток електричних машин. Шляхомзмішування різних кількостей готових лаків № 458 та № 460 можна отримати лак №447.
Загальнимнедоліком просочувальних лаків є дія їх розчинників на емалеву плівкуемальованих провідників обмотки. Тому для просочення обмоток, виконанихемальованими проводами, рекомендується застосовувати водоемульсійний лакПФЛ-86, розчинником якого є вода.4.5 Припої
З’єднанняпровідників обмоток електричних машин здійснюють зварюванням або паяннямприпоями. В залежності від температури плавлення припої бувають м’які татверді.4.5.1 Припої, які складаються в основному із сплаву олова тасвинцю
Припої,які складаються в основному із сплаву олова та свинцю, мають низьку температуруплавлення (до 400°С), тому їх називають м’якими. При ремонті електричних машинзастосовують м’які припої ПОС-30, ПОС-40 та ПОС-61 (букви означають припійолов’яно-свинцевий, а цифри, які стоять після букв, – відсоток олова в припої).4.5.2 Мідно-фосфористі та срібні припої
Мідно-фосфористіта срібні припої називаються твердими. Мідно-фосфористий припій ПМФ-7, якийвміщує близько 92 % міді та 8 % фосфору, має температуру плавлення 750-800°С.
Твердіприпої на основі срібла (ПСр) використовують при паянні особливо відповідальнихвиробів електронної техніки.
Велектровакуумній промисловості твердими припоями паяють вузли електронних ламп,електровакуумних пристроїв, а також герметичних корпусів. Такі припоїназиваються електровакуумними. Вони повинні мати такі властивості:
– забезпечувати високу механічну міцність паяного з’єданння вінертному газі або вакуумі без використання флюсу, оскільки залишки флюсу і оксиди,що утворилися, можуть забруднювати внутрішню поверхню електровакуумногопристрою;
– не випаровуватися при нагріванні і не забруднювати внутрішнідеталі пристрою;
– температура плавлення припою повинна бути приблизно на 100°С вищетемператури нагрівання приладу Тп при вакуумному відкачуванні;
– мати достатньо високу електро- і теплопровідність.4.6 Мастильні матеріали
Припоточному ремонті електричної машини з підшипниками кочення, як правило,обмежуються промиванням підшипників та закладанням нової порції відповідногомастила. Підшипник промивають керосином, потім вводять в нього консистентнеробоче мастило, яке являє собою суміш мінерального масла та мила. Дляпідшипників машин малої та середньої потужності застосовують мастило УТВ(універсальне, тугоплавке, водостійке) або ЦИАТИМ-201.4.7Матеріали, що використовуються для виготовлення сердечників, статора та ротора,та корпусу двигуна 4.7.1Використання заліза
Длявиготовлення корпусу двигуна використовують залізо.4.7.2 Використання металевих магнітом’яких матеріалів
Длявиготовлення сердечників статорів та роторів використовують металевімагнітом’які матеріали, технічно чисте електролітичне і карбонільне залізо,низьковуглецеву електротехнічну сталь, кременисту електротехнічну сталь, пермалої(залізонікелеві сплави).
Технічночисте залізо містить менше 0,05 % домішок при мінімальній кількості іншихдомішок. Воно має найвище значення індукційного насичення Bs із всіхферомагнітних матеріалів, низький питомий електричний опір ρ, тому йоговикористовують для виготовлення виробів, які працюють у постійних магнітихполях. Коерцитивна сила Нс і магнітна проникність μ змінюються в широкихмежах. Це залізо технологічне, добре оброблюється на всіх металорізальнихверстатах, має низьку вартість.
Технічночисте залізо використовують як шихтовий матеріал для одержання практично всіхферомагнітних сплавів. Широко застосовують також електролітичне і карбонільнезалізо.
Електролітичнезалізо одержують у результаті електролізу /> або />. Осаджене на катоді залізо післяретельного промивання і подрібнення в кульових млинах містить велику кількістьводню, тому не має високих магнітних властивостей. Після переплавлення увакуумі та багаторазових випалів його властивості суттєво покращуються. Врезультаті такої обробки одержують електролітичне залізо, яке містить меншукількість домішок, ніж чисте залізо, тому воно має більш високі магнітнівластивості: коерцитивна сила Нс = 30 А/м, максимальна магнітна проникність />.
Черезвисоку вартість електролітичне залізо використовують рідко.
Карбонільнезалізо одержують у результаті розкладання пенту карбонілу заліза />. За різних умоврозкладання одержують порошкоподібне або губчасте залізо. В результатітермічної обробки у водні залізо набуває високих магнітних властивостей.
Використовуютькарбонільне залізо як феромагнітну фазу магнітодіелектриків.
Властивостізаліза покращують введенням присадок. При цьому одержують різні марки сталей.Застосовують два основних різновиди магнітм’яких електротехнічних сталей: низьковуглецевіі кременисті.
Низьковуглецеваелектротехнічна сталь постачається в невипаленому стані з невисокими магнітнимивластивостями.
Томусталь піддають термообробці, у процесі якої її повільно нагрівають дотемператури 900°С, витримують протягом 2…4 годин та повільно охолоджують зішвидкістю не більше 30-40 градусів за годину до температури 600°С. Процесведуть або в захисному середовищі, щоб запобігти окисненню металу, або вактивному середовищі (суміш азоту з воднем), яке забезпечує додаткове очищеннясталей від домішок. У результаті термообробки зменшується кількість зерен водиниці об’єму (збільшуються розміри окремих кристалічних зерен), що покращуємагнітні властивості сталей.
Термічнооброблені деталі мають коерцентивну силу Нс = 64…94 А/м, максимальну магнітнупроникність /> і вміст вуглецю 0,1 %.
Кременистіелектротехнічні сталі – це тверді розчини кремнію в залізі. Легування кремніємвикористовують як один із способів зниження втрат на вихрові струми в листахнизькокварцевої сталі за рахунок підвищення питомого електричного опору ρ.
Пермалої– це сплави заліза з нікелем /> або заліза з нікелем та кобальтом/>, восновному леговані молібденом, хромом та іншими елементами. До специфічнихвластивостей пермалоїв відносять: високе значення початкової магнітноїпроникності в слабких полях; згинання пластини товщиною 0,1…0,3 мм під кутом90° знижує початкову магнітну проникність у 2 рази; велику чутливість додеформації, особливо якщо при цьому виникає наклеп.
Високонікелевіпермалої використовуються як магнітний матеріал для осердь потужних силовихтрансформаторів та інших пристроїв, для яких важливо створення великогомагнітного потоку.
5 Техніка безпеки привиконанні роботи 5.1Обслуговування двигунів, генераторів, синхронних компенсаторів
Обслуговуваннядвигунів, генераторів, синхронних компенсаторів пов’язане не тільки знебезпекою ураження електричним струмом, але і з небезпекою механічноготравмування працюючого. Тому, як правило, не можна виконувати роботи намашинах, які обертаються. Виключенням являються ті роботи, які не можуть бутипроведені на зупиненій машині, наприклад, випробування генераторів, синхроннихкомпенсаторів і їх захисту, шліфування кілець ротора двигуна, перевірка щіток.Під час виконання цих робіт потрібно остерігатися захоплення одежі чиобтирального матеріалу валом машини. Генератор, який обертається, чи синхроннийкомпенсатор, навіть якщо він не збуджений, вважається таким, що знаходиться піднапругою, так як напруга в обмотці статора створюється за рахунок остаточногонамагнічування сталі ротора.5.2 Виводи обмоток і кабельні воронки велектродвигунів
Виводиобмоток і кабельні воронки в електродвигунів повинні бути огороджені, зняттяогородження має бути можливим тільки після відкручування гайок і відгвинчуванняболтів. Знімати ці огородження під час роботи електродвигуна забороняється.Частини електродвигунів, які обертаються, контактні кільця, шківи, муфти, вентиляторимають бути загороджені.
Операціїпо відмиканню і вмиканню електродвигунів напругою вище 1000 В пусковоюапаратурою з приводами ручного управління повинні проводитись із застосуваннямдіелектричних рукавиць та ізолюючого килима.
Дистанційневвімкнення і вимкнення вимикачів електродвигунів виконується черговимиагрегатів одноосібно.
Доглядза щітками, їх заміну на працюючому електродвигуні допускається виконуватиодному працівнику оперативного персоналу чи спеціально навченим особам зкваліфікаційною групою не нижче ІІІ при дотриманні наступних заходівобережності: а) працюючі повинні остерігатись захоплення одежі чи обтиральногоматеріалу частинами машин, які обертаються; б) робота повинна виконуватись внарукавниках, які стягуються на зап’ястках; в) у збудників з боку колекторів ібіля кілець ротора повинні бути розстелені гумові діелектричні килимки, аборобота повинна виконуватись в діелектричних галошах; г) забороняється торкатисьруками одночасно струмоведучих частин різної полярності, чи струмоведучихчастин і заземлення. Інструмент повинен бути з ізольованими ручками.5.3 Робота в колах реостата
Упрацюючого двохшвидкісного двигуна обмотка, яка не використовується, і кабель,що її живить, повинні розглядатися як ті, що під напругою. Робота в коліпускового реостата двигуна, який обертається, допускається лише при піднятихщітках і замкнутому накоротко роторі. Робота в колах реостата регулюваннядвигуна, що обертається, повинна розглядатись, як робота під напругою в колахдо 1000 В, і виконується з дотриманням правил техніки безпеки. Шліфуваннякілець ротора дозволяється виконувати на двигуні, який обертається лише придопомозі колодок із ізоляційного матеріалу.
Використана література
1. Принц М.В.,Цимбалістий В.М. Освітлювальне і силове електроустаткування, монтаж таобслуговування, ремонт. – Львів: Видавництво Оріяна-Нова, 2005.
2. Принц М.В.,Цимбалістий В.М. Електричні мережі, монтаж, обслуговування та ремонт. – Львів:Видавництво Оріяна-Нова, 2005.
3. Вартабедян В.А.Загальна електротехніка. – Київ: Головне видавництво «Вища школа», 1986.
4. Иванов А.А. Справочник поэлектротехнике. – Главное издательское объединение «Высшая школа», 1979.
5. Атабеков В.Б.Ремонт электрооборудования промышленных предприятий. – Москва: «Высшая школа»,1979.
6. Зюзин А.Ф.,Поконов Н.З., Вишток А.М. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудованияпромышленных предприятий и установок. – Москва: «Высшая школа», 1980.
7. Журавльова Л.В.,Бондар В.М. Електроматеріалознавство. – Київ: «Грамота», 2006.