Міністерство освіти і науки україни двнз «криворізький національний університет»

Кафедра автоматизованих електромеханічних систем в промисловості та транспорт

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт

з дисципліни «Організація ремонту та налагодження електротранспорту»

для студентів напряму підготовки 6.050702 «Електромеханіка»

м. Кривий Ріг

2014 р.

Укладачи: доц., к.т.н., Гузов Е.С., ст. викладач Омельченко О. В.

Розглянуто на засіданні кафедри АЕМС Протокол № від __. __. 20__ р.

Схвалено на вченій раді електро- технічного факультету Протокол № _ від __.__.20__р.

ЗМІСТ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

Вивчення способів сушіння ізоляції обмоток електродвигунів ........................4

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

Вивчення способів визначення повітряних зазорів в електричних машинах..38

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

Вивчення способів центрування валів електричних машин ………………….45

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

Вивчення способів сушіння ізоляції обмоток трансформаторів ......................53

Лабораторна робота №1 Тема. Вивчення способів сушіння ізоляції обмоток електродвигунів.

Мета роботи - вивчити схеми і методику різних способів сушіння ізоляції обмоток електродвигунів.

Короткі теоретичні відомості

Сушіння електричних машин повинні обов'язково виконуватись при незадовільних характеристиках ізоляційних матеріалів, що вказують на неприпустимий ступінь зволоженості ізоляції. Як правило, сушіння виконується до установки машини. Сушіння машин перед пуском виконується в виміру збереження знаходилася в приміщенні, де ізоляція зволожилася, і ізоляційних характеристик перед пуском показують на зволоженість ізоляції.

Для визначення умов, обов'язкових при ввімкнені без сушіння, електричні машини змінного струму умовно розділяють на дві групи:

1) електродвигуни до 5000 кВт із частотою обертанні не більш 1500 об/хв;

2) генератори і синхронні компенсатори, а також електродвигуни, що не входять у групу 1.

Основними критеріями для ввімкнення машин без сушіння являються:

R_60” - однохвилинне значення опору й ізоляції обмоток (заміряне через 60 з послу початку виміру), МОм; R_60”/R_15” коефіцієнт абсорбції, дорівнює відношенню однохвилинного значення опору ізоляції до 15-секундного значення при температурі виміру від 10 до 30 °С;

характеристика струмів витоку при додатку випрямляючої випробувальної напруги.

Цей іспит не проводиться на машинах групи 1, якщо R_60” і R_60”/R_15” в нормі. Дозволяється також не проводити його і на машинах групи 2, а також на машинах групи 1, але обов'язковою умовою ввімкнення таких машин є дотримання припустимих значень R_60” і відношення R_60”/R_15” при значеннях R_60” удвічі менших норми.

Значення R_60” для двигунів групи 1 на номінальну напругу до 1000 В повинно бути не менш 0,5 МOм, а коефіцієнт абсорбції не менш 1,2.

Для машин групи 2 значення R_60” повинне бути не менше значень, обчислених по формулі

виміряних при температурі 75 °С, де Uном - номінальна напруга електричної машини, У; Рном - номінальна потужність, кВт.

Коефіцієнт абсорбції для машин групи 2 повинен бути не менш 1,3.

Якщо виміряні параметри не задовольняють нормам, то електричну машину піддають сушінню.

Обмотки машин перед сушінням повинні бути очищені від забруднень і осілого пилу, продуті сухим і чистим повітрям тиском не вище 2 кг/см² (0,2 МПа). Якщо вода тривалий час впливає на обмотки двигуна, то вимірювання й іспити. зв'язані з подачею напруги, повинні виконуватись після контрольного прогріву і підсушування шляхом зовнішнього нагрівання. Виконання сушіння

пропущенням струму через обмотки допускався в тому випадку,

якщо опір ізоляції обмоток статора машин змінного струму й обмотки якоря машин постійного струму не менше 5 кОм, а опір ізоляції обмоток ротора машин змінного струму й обмоток збудження машин постійного струму не менш 20 кОм.

Перед проведенням сушіння корпус машини повинен бути обов’язково, заземлений. У період підготовки до сушіння необхідно передбачити можливість виконання вимірювань, тому необхідно вивести кінці обмоток у зручне для вимірівювання місце, ізолювати їх, встановити термометри і температурні індикатори. У процесі сушіння вимірюють опір ізоляції, температуру обмоток, активної сталі і навколишнього повітря. Щоб уникнути втрат теплоти машина повинна бути закрита.

У період підготовки до сушіння проводять необхідні протипожежні заходи: місце проведення сушіння забезпечують заходами пожежегасіння, водопостачання. В приміщенні не повинні зберігатися горюче мастильні матеріали.

В процесі сушіння варто постійно контролювати температуру обмоток і сталі частин електричних машин. Максимальна температура в найбільш нагрітому місці обмотки або сталі при нагріванні струмом не повинна перевищувати 80 ^оС при вимірі термометрами, 100 ^оС при вимірі методом опору, 90 ^оС при вимірюванні вбудованими і закладеними температурними індикаторами і 100 ^оС при вимірі термометром при сушінні методом зовнішнього нагрівання.

Швидкість досягнення сталої температури не повинна перевищувати 4-5 °С/ч. Для обмеження різкого підвищення температури своєчасно знижують струм або періодично вимикають джерело живлення Для досягнення сталої температури робиться запис один раз у годину, з моменту досягнення температури що встановилась один раз у дві години.

Сушіння припиняється після того, як опір ізоляції буде триматися при постійній температурі практично незмінним протягом 3-5 г.

Сушіння вважається закінченої при умовах:

R_60” і R_60”/R_15” мають стале значення протягом 3-5 г і значення їх -не менше припустимих.

Способи сушіння електричних машин

1. Зовнішнє нагрівання (рис. 1). Цим методом рекомендується проводити сушіння всіх електричних машин і обов'язково дуже вологих. Для нагрівання застосовуються тепловоздуходувки, нагрівальні опори (для машин малої потужності - сушильні шафи). Для електричних машин із замкнутою системою вентиляції нагрівачі розміщають у вентиляційній камері і температуру гарячого повітря, що надходить у машину, регулюють вимиканням нагрівачів. Потужність (кВт) нагрівальних елементів тепловоздуходувки визначають по формулі:

Р = 0,07QC(t₁-t₂),

де Q - кількість повітря, прогнаного вентилятором через камеру, м³/хв; С - теплоємність повітря, рівна 0.273 ккал/кг (1,14 кДж/кг); t1 - температура навколишнього повітря, °С; t2 - температура гарячого повітря, °С (сприймаєтся приблизно рівною 90 °С).

Кількість повітря, пройденого в 1 хв через камеру, приймають рівним 1,5 Qk, де Qk - обсяг камери, м³.

При орієнтованих розрахунках потужність нагрівальних елементів тепловоздуходувок можна приймати: для електричних машин потужністю до 500 кВт - 3,5 %; для машин потужністю 500-1000 кВт - 1.5-3 % потужності машини.

Рис. 1. Сушіння зовнішнім нагрівом

2. Сушіння інфрачервоними променями Цей метод також рекомендуєтся для всіх електричних машин і обов'язковий для сильно відсирілих. Як джерело інфрачервоних променів застосовують дзеркальні лампи накалювання. Електродвигун повинен знаходитися від лампи на відстані 20-40 см. Лампи для рівномірного прогріву бажано розташовувати в шаховому порядку з відстанями між осями ламп 20-30 см. По мірі зростання температури частина ламп відключається. Як правило, потужність застосованих ламп 250 обо 500 Вт. Для сушіння електричних машин загальна потужність ламп коливається в межах 5-15 кВт.

3. Метод індукційних втрат потужності в сталі статора з використанням вала в якості намагнічуючого витка (рис. 2).

Рис. 2. Сушіння індукційними втратами потужності в активній сталі статора за допомогою спеціальної обмотки, що намагнічує.

Цей метод рекомендується для всіх електричних машин, у яких ізольовані підшипники або є можливість їх ізолювати.

Через вал пропускається струм від зварювального трансформатора (чи декількох паралельно ввімкнених). Вторинний струм може регулюватися реактором зварювального трансформатора. Необхідні параметри трансформаторів U = 15 ÷ 50 В, струм до 1000 А. Можливе використання силових трансформаторів 6000/400 В при підключенні до сторони вищої напруги 400 В і отриманні на стороні

нижчої напруги 24 В.Напруга (В), що підводиться частотою 50 Гц визначається за формулою

де В - задана індукція, Тл (В = 0,6 ? 0,8 Тл); S - перетин активної сталі, см²; ω =1.

Перетин активної сталі (см²)

де k - коефіцієнт запасу сталі, який дорівнює 0.95;lст - довжина активної сталі статора без повітряних каналів, см; h_ст - висота активної сталі, см (без зубців);

де l - повна довжина стали статора; n - кількість вентиляційних каналів: b_k - ширина вентиляційних каналів.

МДС (струм, що протікає по валу), що потребується (А) визначають по формулі

де D_cp - середній діаметр активної сталі статора, см; - питома МДС(залежить від сорта сталі). При В = 0,7;0.8 Тл. питома МДС відповідно дорівнює 1,4; 1.8; 2.2 для слабко- і среднєлегірованих сталей.