3. Испытания электрических машин

3.1. Общие вопросы испытаний электрических машин. Классификация испытаний

3.1.1. Виды и краткая характеристика испытаний электрических машин и трансформаторов

Виды и объем промышленных испытаний электрических машин общепромышленного применения определены в ГОСТ 183-74 «Машины вращающиеся электрические. Общие технические требования», а машин малой мощности – ГОСТ 16264.0-85Е «Машины электрические малой мощности. Двигатели. Общие технические условия». Методы испытания машин общепромышленного применения изложены в ГОСТ 11828-86 «Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний», в ГОСТ 11929-81 «Машины электрические вращающиеся. Методы определения уровня шума», в ГОСТ 12379-75 «Машины электрические вращающиеся. Методы оценки вибрации», в ГОСТ 25000-81 «Машины электрические вращающиеся. Методы испытаний на нагревание», в ГОСТ 25941-83 «Машины электрические вращающиеся. Методы определения потерь и коэффициента полезного действия», в ГОСТ 7217-79 «Электродвигатели трехфазные асинхронные. Методы испытаний», в ГОСТ 10159-79 «Машины электрические постоянного тока. Методы испытаний», в ГОСТ 10169-77 «Машины электрические синхронные трехфазные. Методы испытаний».

Виды и объем промышленных испытаний силовых трансформаторов изложены в ГОСТ 11677-85 «Трансформаторы силовые. Общие технические условия», методы испытаний – в ГОСТ 3484-77 «Трансформаторы силовые. Методы испытаний», испытания изоляции трансформаторов проводятся в соответствии с ГОСТ 1516.2-76 «Электрическое оборудование и электрические установки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции».

В соответствии с ГОСТ 183-74 и 11677-85 электрические машины должны подвергаться приемочным, приемо-сдаточным, типовым и периодическим испытаниям, а трансформаторы – приемо-сдаточным, типовым и периодическим. Электродвигатели малой мощности подвергаются приемосдаточным, квалификационным, периодическим и типовым испытаниям.

П р и е м о – с д а т о ч н ы м и с п ы т а н и я м подвергается каждая электрическая машина и трансформатор, поэтому объем этих испытаний должен быть ограничен, но в то же время должен давать определенные гарантии соответствия электрической машины ее паспортным данным.

Программа приемо-сдаточных испытаний асинхронных двигателей общего применения содержит 7 пунктов, синхронных машин – 9 пунктов и машин постоянного тока – 7 пунктов.

Как показывает анализ программы испытаний асинхронных двигателей, при достаточно малом времени испытаний их результаты позволяют дать определенные гарантии соответствия рабочих свойств машины требуемым. Действительно, потери из опытов ХХ и КЗ позволяют сделать заключение о величине КПД двигателя, а по току холостого хода и рассчитанным параметрам схемы замещения можно судить о величине коэффициента мощности. Величина сопротивления изоляции и ее электрическая прочность указывают на те выбранные практикой запасы электрической прочности изоляции, которые обеспечивают ее надежную работу при соблюдении условий эксплуатации. А ведь около 90% отказов связано именно с повреждением изоляции.

П р и е м о ч н ы е и с п ы т а н и я должны проводиться на опытном образце электрической машины, поэтому объем этих испытаний достаточно велик. Так, для машин постоянного тока программа приемочных испытаний содержит 17 пунктов, для синхронных машин – 22 пункта, для асинхронных двигателей – 16 пунктов.

В программу испытаний входят испытания на нагревание, измерение шумов и вибраций, проверка качества изоляции, определение перегрузочной способности, определение отдельных характеристик и параметров машин.

Для трансформаторов аналогом приемочных испытаний являются типовые испытания, которым подвергаются головные партии трансформаторов до запуска их в серийное производство. Для электродвигателей малой мощности – квалификационные испытания (по программе приемо-сдаточных и периодических испытаний), которые проводятся после изготовления установочной серии двигателей.

П е р и о д и ч е с к и е и с п ы т а н и я проводятся с целью проверки того, насколько производство поддерживает качество выпускаемых машин и трансформаторов, соответствует ли оно полученному при приемочных испытаниях.

Т и п о в ы е и с п ы т а н и я проводятся при изменении конструкции, материалов или технологии изготовления, если эти изменения могут оказать влияние на характеристики машины и трансформатора и , как правило, включают в себя проверку соответствующих параметров по программе приемочных испытаний.

Эти испытания имеют целью установить, соответствуют ли фактические данные, характеризующие конструкцию машины, тем данным, которые заложены при проектировании или получены в результате опытно-конструкторских исследований. Типовые испытания (совместно с приемочными) дают возможность оценить машину с точки зрения правильности выбора материалов и позволяют получить детальную информацию о работе машины.

И с п ы т а н и я н а н а д е ж н о с т ь предполагают получение надежностных характеристик электрической машины – вероятность безотказной работы, наработка на отказ, закон распределения отказов и т.д. Как правило, это весьма длительные испытания, которые проводятся до отказа большинства испытуемых машин. Это обстоятельство делает испытания на надежность дорогостоящими, и им подвергается лишь малая часть выпускаемых машин.

Кроме указанных промышленных испытаний могут проводиться исследовательские испытания для того, чтобы предоставить конструктору или расчетчику, разрабатывающему новую или усовершенствующему известную машину, необходимый экспериментальный материал. Как известно, в процессе проектирования подобные исследования играют весьма важную роль. Программа этих испытаний может быть весьма разнообразна. Отметим лишь, что в последние годы широко развиваются испытания на математических моделях с применением ЭВМ, т. е. проводятся испытания без изготовления электрической машины.

В процессе производства электрической машины предусмотрен ряд испытаний ее отдельных ответственных узлов – проверка электрической прочности и сопротивления изоляции обмоток, проверка формы и качества коллектора и проверка отсутствия межламельных замыканий, проверка чистоты охлаждающих каналов при непосредственном охлаждении обмотки, а также правильность схемы охлаждения, испытание отдельных механических частей машины на прочность (в частности, испытание механической прочности роторов турбогенераторов и бандажей).