5. Требования безопасности по окончании работы

 

5.1. Отключить (отсоединить) электрооборудование, электроинструмент от сети.

5.2. Привести в порядок рабочее место, убрать в металлический ящик с крышкой или уничтожить используемую при работе ветошь.

5.3. Вырыть руки теплой водой с мылом.

5.4. Обо всех неполадках, обнаруженных во время работы, доложить мастеру

Тема реферата: Выпрессовка и запрессовка сердечников и катушек

КОНСТРУКЦИЯ СЕРДЕЧНИКОВ СТАТОРОВ СИНХРОННЫХ И АСИНХРОННЫХ МАШИН

Листы, из которых шихтуют (собирают) сердечники статоров асинхронных и синхронных машин при наружном диаметре сердечников до 990 мм, штампуют (вырубают) из листов электротехнической стали в виде колец (рис. 1).

Рис. 1. Крепление кольцевой штамповки листа к ребру станины.

1 — лист (кольцо) активной стали; 2 — пазы для укладки обмотки; 3 — полукруглые выступы шпонки; 4 — ребро станины.

Сердечники диаметром свыше 990 мм шихтуют из листов, отштампованных по форме сегмента, наружный диаметр которого равен наружному диаметру сердечника, а внутренний—диаметру центрального отверстия сердечника, условно называемого расточкой статора (рис. 2). Это объясняется тем, что стандартные листы электротехнической стали имеют максимальную ширину 1 000 мм, что не позволяет вырубать из них кольца диаметром более 090 мм.

Рис. 2. Лист (сегмент) активной стали сердечника статора диаметром свыше

990 мм при шихтовке со сдвигом стыков на 72 сегмента. а — при сборке на клинья; б — при сборке на шпильки.

Но в электрических машинах, изготовленных иностранными фирмами, иногда встречаются собранные из колец сердечники с наружным диаметром несколько больше 1 м.

По внутреннему диаметру колец или сегментов штампуют пазы требуемой формы для размещения в них обмотки статора. При открытом пазе в его верхней части предусматривают треугольные канавки для клиньев, удерживающих обмотку в пазу.

В зависимости от способа крепления листов стали в станине по их наружному диаметру отштамповывают пазы, имеющие форму ласточкина хвоста, полуоткрытых отверстий или иную /(рис. 2 и 3).

В сердечнике различают часть, занятую зубцами,— зубцовую зону и остальную часть — спинку сердечника.

При наружном диаметре сердечника до 493 мм (машины относятся к категории малой мощности) сердечники набирают из кольцевых вырубок, насаживая их на внутреннюю цилиндрическую оправку диаметром, равным диаметру расточки статора.

Для предотвращения деформации (распушовки) относительно тонких и невысоких зубцов крайние торцевые листы сердечника штампуют из утолщенных листов стали или попарно сваривают точечной сваркой. Применяют также выдавливание канавок при штамповке торцевых листов, что увеличивает жесткость зубцов.

Сердечники машин малой мощности затем прессуют и заливают в форме алюминием или алюминиевым сплавом. Заливка захватывает частично торцы сердечника, и после остывания, удаления формы и оправки, сердечник оказывается закрепленным в алюминиевой оболочке.

Рис. 3. Лист (сегмент) активной стали с четырьмя фиксирующими пазами и

числом пазов. а — вид сегмента; б — шихтовка листов со сдвигом стыков на 1/3 сегмента.

Эта оболочка не только скрепляет сердечник, ,но и является корпусом электрической машины. Перешихтовка сердечников таких машин практически невозможна и экономически нецелесообразна.

Другой способ сборки сердечников машин малой мощности заключается в том, что ;кольцевые вырубки набирают на внутреннюю оправку, прессуют и после этого скрепляют по наружному диаметру скобами, приваренными к торцам сердечника, а в некоторых случаях также в нескольких местах к наружной (боковой) поверхности сердечника.

После укладки обмотки и пропитки ее лаком сердечник запрессовывают в стальную или чугунную станину — корпус.

Перешихтовка таких сердечников технически затруднена из-за сложности выемки сердечника из корпуса, необходимости удаления всех сварных швов, остатков сварки с листов и выполняется только при крайней производственной необходимости (электродвигатели специальные, встроенные и т. п.). Местный ремонт сердечника возможен.

При указанном способе шихтовки сердечника «а внутреннюю оправку поверхность расточки получается ровной, без выступания отдельных листов стали и не нуждается в последующей механической обработке.

Рис. 4. Крепление сердечника статора нажимными шайбами и запорными шпонками.

1 — нажимной палец; 2 — ребро станины; 3 — нажимная шайба; 4 — запорная шпонка.

Сердечники диаметром от 493 до 990 мм набирают из колец, укладывая их плотной посадкой в расточенный по второму классу точности корпус или обработанные ребра корпуса, и запрессовывают между двумя нажимными шайбами или, как их называют у более крупных машин, нажимными кольцами (рис. 4). Эти шайбы закрепляются в станине сваркой или запорными шпонками, которые приваривают к корпусу.

Нажимная шайба передает усилие сжатия на сердечник через нажимные пальцы — дистанционные стальные пластинки, приваренные точечной

сваркой или расклепанные благодаря особым в них выступам к крайним листам сердечника. Нажимные пальцы могут быть различной формы; они сохраняют прессовку в зубцовой зоне сердечника.

Для более эффективного отвода тепла от сердечника и обмотки статора при так называемой радиальной системе вентиляции, сердечник разделяют по длине на отдельные пакеты, между которыми образуются вентиляционные радиальные каналы. Ширина пакета обычно не превосходит 50—60 мм. Крайние торцевые пакеты, находящиеся в лучших условиях охлаждения, могут выполняться более широкими (рис. 4).

Радиальный канал образуется путем установки между пакетами листов стали с дистанционными распорками — ветреницами, которые по конструкции и способу приварки аналогичны нажимным пальцам (рис. 5).

Ширина радиального канала равна высоте ветрениц и составляет обычно 10 мм. Виды сечений ветрениц приведены на рис. 6.

При аксиальной системе вентиляции в листах активной стали выштамповывают симметрично расположенные по окружности отверстия; сердечник не подразделяется на пакеты (си. рис. 10, поз. 1).

Предохранение сердечника от проворачивания обеспечивают с помощью полукруглых (см. рис. 1) или плоских шпонок, образуемых выступами по наружному диаметру каждого листа активной стали. Они воспринимают полный вращающий момент, который при коротком замыкании может превышать номинальный в 12—16 раз.

Рис. 5. Нажимные пальцы и ветреницы сердечника. а — нажимные пальцы, приваренные к крайнему листу стали; б — ветреницы.

В некоторых конструкциях сердечник может быть приварен по наружному

диаметру к продольным ребрам станины. В этом случае его перешихтовка значительно усложняется из-за необходимости удаления всех сварных швов,

остатков сварки с листов и проверки продольных ребер станины.

Рис. 6. Виды сечений ветрениц.

Перешихтовывают сердечники, относящиеся к категории средних машин, редко и только в случае очевидной экономической целесообразности; местные же ремонты выполняются сравнительно часто.

Сердечники статоров с наружным диаметром более 990 мм шихтуют из сегментов и относят к крупным электрическим машинам.

Следует отметить, что деление электрических машин на малые, средние и крупные является условным. Два предприятия могут относить машины одних и тех же габаритов к различным категориям. В практике ремонта электрических машин такое деление в зависимости от способа сборни и крепления сердечника в станине по- своему оправдано.

В связи с тем, что для крупных электрических машин ремонт сердечников статоров с перешихтовкой — операция, встречаемая часто, и, как правило, экономически оправданная, остановимся несколько (подробнее на конструктивных особенностях крепления таких сердечников.

Рис. 7. Крепление листов сердечника клиньями-рёбрами и стяжными шпильками.

1 — сердечник; 2 — стяжная шпилька; 3 — клин-ребро; 4 — угольник;

5 — нажимной палец, приваренный к нажимному кольцу; 6 — нажимное кольцо.

При шихтовке сердечников статоров сегментами различают три основных способа крепления листов активной стали в станине:

посредством клиньев-ребер и стяжных шпилек;

с помощью клиньев «ласточкин хвост» и запорных шпонок;

на сборочных шпильках, которые одновременно являются и стяжными.

При креплении сердечников на клиньях-ребрах клинья приваривают с помощью угольников или косынок к нерасточенным (наружным и, если есть, внутренним) стенкам (полкам) станины (рис. 7). Эти клинья служат для базирования и крепления сердечника в радиальном направлении.

Перед приваркой клиньев-ребер их положение проверяют специальной технологической колонкой, устанавливаемой в центре лежащей горизонтально станины (базирование по технологической колонке).

В осевом направлении сердечник крепят шпильками, расположенными симметрично между клиньями-ребрами (над спинкой сердечника), через нажимные кольца.

В машинах с большим диаметром расточки (гидрогенераторы) нажимное кольцо может быть разбито на плиты. На каждую плиту в этом случае приходится не менее двух стяжных шпилек.

Рис. 8. Клин-ребро с резьбовыми концами крупной синхронной машины и надрезами по длине для надевания сегментов.

Есть конструкции, где клинья-ребра выполнены с резьбовыми концами (рис. 8). В этом случае они же являются элементами, стягивающими сердечник в осевом направлении.

Каждый сегмент с отштампованным пазом «ласточкин хвост» насаживают не менее чем на два клина.

Если в круг укладывается целое число сегментов, то такая шихтовка называется слоевой. Если последний сегмент заходит в последующий слой — шихтовка винтовая.

Обычно применяется слоевая шихтовка со сдвигом стыков сегментов в рядом расположенных слоях на полсегмента. Это можно осуществить при четном числе пазов под обмотку в сегменте. При этом на сегменте штампуют два паза под клинья.

Если в сегменте нечетное число пазов, то шихтовка усложняется; кроме основных фиксирующих пазов на сегменте, со стороны спинки штампуют еще два дополнительных паза. При этом возможен и другой сдвиг стыков, например на 1/3 сегмента (см. рис. 3).

Разрез сегментов выполняют по пазу и лишь в редких случаях по зубу.

Чтобы чрезмерно не удлинять процесс шихтовки сердечника, сегменты изготовляют с длиной хорды не менее 370 мм. Внешняя и внутренняя хорды сегмента имеют размеры на 0,4—0,6 мм меньшие, чем у хорд, соответствующих центральному (сегментному) углу.

Паз для укладки обмотки, штампуемой в листе стали («паз в штампе»), по размерам несколько больше расчетного паза в собранном сердечнике («паз в свету»). Это объясняется тем, что пазы «ласточкин хвост» в сегменте (рис. 9) превосходят размеры ласточкина хвоста у клина (между клином и пазом сегмента предусматривается зазор около 0,2 мм). Вследствие этих зазоров возможен сдвиг сегментов при шихтовке сердечника с образованием «гребенки» в пазу, т. е. сдвига отдельных зубцов и их частичного захода в паз. Сказанное относится также к сборке листов сердечника на шпильки. Обычно ширина паза в штампе больше, чем в свету, на 0,2—0,5 мм, а высота—на 0,2 мм.

Рис. 9 Крепление сегментов активной стали на клиньях.

В крупных быстроходных машинах сердечники имеют относительно большую длину, и прогонять сегмент при шихтовке по всей длине клина трудно. Для облегчения надевания сегментов в этом случае предусматривают по длине клина надрезы, чем сокращают время шихтовки (см. рис. 8).

Нажимные пальцы в крупных машинах обычно приваривают к нажимному кольцу или нажимным плитам. Также встречаются конструкции, где пальцы соединяют в одну так называемую гребенку. С целью уменьшения потерь от перемагничивания нажимные пальцы (гребенки) и нажимные кольца во многих случаях изготовляют из антимагнитного металла.

Прессовку сердечника выполняют гидропрессом или затягиванием гаек на стяжных шпильках (в зависимости от длины сердечника).

Система сборки и крепления сердечника с помощью клиньев-ребер и стяжных шпилек или клиньев-ребер с резьбовыми концами применяется в турбогенераторах, гидрогенераторах и крупных синхронных электрических машинах, имеющих большой воздушный зазор, к которым поэтому не

предъявляются жесткие требования в отношении размеров и геометрии формы расточки.

Разборка сердечника относительно несложна: откручивают гайки стяжных шпилек, снимают нажимное кольцо и гребенку с нажимными пальцами (или нажимные плиты с приваренными к ним пальцами ) и по листам расшихтовывают сердечник.

При креплении сердечника на клиньях «ласточкин хвост» клинья в виде ласточкина хвоста крепят к расточенным ребрам станины винтами и фиксируют цилиндрическими штифтами (рис. 10). Они , так же как и клинья-ребра, служат для базирования и крепления сердечника в радиальном направлении. Ребра станины растачиваются по второму или третьему классу точности, и они являются базовыми поверхностями для установки клиньев и центровки сегментов в радиальном направлении.

Рис. 10. Сердечник статора с аксиальной системой вентиляции и креплением на клиньях «ласточкин хвост».

а — статор; б — клин «ласточкин хвост»; 1 — аксиальный вентиляционный канал; 2 — нажимное кольцо; 3 — запорная шпонка; 4 — расточенное ребро станины; 5 —отверстия в клине под винты; 6 — отверстия под штифты.

В осевом направлении сердечник крепят (после сжатия активной стали гидропрессом) нажимными кольцами и запорными шпонками.

Расстановка клиньев «ласточкин хвост» проще, чем клиньев-ребер, но процесс подготовки станины под сборку сердечника усложняется расточкой ребер.

Система сборки и крепления сердечника на клиньях «ласточкин хвост» применяется в асинхронных л высокочастотных машинах, где из-за малого воздушного зазора требуется высокая точность сборки внутренней цилиндрической поверхности сердечника (расточки).

Для разборки сердечника его сжимают через нажимное кольцо, выбивают запорные шпонки, убирают кольцо и расшихтовывают сердечник.

Крепление сердечника на шпильках. Этот способ сборки сердечников в последние годы широко применяется при изготовлении асинхронных и синхронных машин как более технологичный, чем сборка на клиньях ребрах или клиньях «ласточкин хвост».

Рис. 11. Сборка и крепление сердечника стяжными шпильками в глухой

станине.

а — статор; б обработка ребер станины; 1 — нажимное кольцо; 2 —глухая стенка станины; 3 — ребро станины; 4 — стяжная шпилька; 5 — удерживающая планка.

Перешихтовка же сердечников с таким креплением представляет ряд дополнительных трудностей. Базирование сердечника в радиальном направлении происходит по расточенным по третьему классу точности ребрам станины (рис. 11).

Шихтовку сегментов производят на стяжные шпильки, причем по конструкции крепления сердечника в осевом

направлении в этом случае различают два вида станин: с “глухой» наружной степ-кон и без нее.

При количестве пакетов сердечника не более 14 выполняют глухие станины, у которых одна наружная торцевая стенка имеет отверстие диаметром меньше наружного диаметра сердечника (так называемая «глухая» стенка) и играет роль нажимного (опорного) кольца.

Рис. 12. Сборка и крепление сердечника стяжными шпильками в открытой станине.

1 — нажимное кольцо с нажимными пальцами; 2 — стяжная шпилька; 3—болт крепления нажимного кольца к станине;

4 — расточенное ребро станины; 5 — удерживающая планка.

К этой стенке приваривают нажимные пальцы. Вторая наружная торцевая стенка открытая; через нее ведут шихтовку сердечника, в нее входит и к ней приваривается (после прессовки сердечника) нажимное кольцо с нажимными пальцами

При количестве пакетов сердечника более 14 станины выполняют без глухой торцевой стенки (открытая станина) и в них можно шихтовать сердечник с любой стороны (рис. 12).

Между наружными торцевыми стенками для придания жесткости станины устанавливают параллельно им промежуточные стенки.

Ребра по числу шпилек размещают равномерно по окружности станины. В

глухой стенке и нажимном кольце отверстия под шпильки просверливают совместно.

Сегмент имеет по наружному диаметру (см. рис. 2,6) два полуоткрытых отверстия (при четном количестве пазов в сегменте). Шихтовка сердечника на шпильки по сравнению с шихтовкой на клинья проще. Лист не надо прогонять по всей длине шпильки: достаточно его подвести к нужному месту и несколько изогнуть; при выпрямлении лист легко насадится на шпильки.

Для предотвращения прогиба шпилек и их разгрузки от усилия прессовки после сборки трех-четырех пакетов на шпильки надевают удерживающие планки (серьги), которые приваривают к ребрам станины по одной из доступных широкой грани после опрессовки сердечника и приварки нажимного кольца. Из-за установки этих серег в значительной степени усложняется перешихтовка сердечника: необходимо срубать швы приварки не только нажимного кольца, но и серег с последующей очисткой этих мест.

Нажимные кольца в статорах с открытыми станинами крепят болтами (рис. 12, поз. 3); планки, удерживающие сердечник, надевают на шпильки чаще через два-три пакета.

Инструкционная технологическая карта подключения асинхронного электрического двигателя к сети 380 В

1. Силовой электрошкаф

2. а, б) Схема подключения пускателя

Это простейшая схема пускателя (упрощенный вариант), которая лежит в основе всех или, по крайней мере, большинства схем запуска асинхронных электродвигателей, применяемых очень широко, как в промышленности, так и в обычном быте. Плох тот электрик, который не знает данной схемы (как ни странно, но есть и такие люди). Хоть Вы, возможно, конечно знаете принцип её работы, но для освежения памяти или для новичков все же опишу вкратце эту работу. И так, вся схема кроме электродвигателя, который установлен непосредственно на конкретном оборудовании или устройстве, монтируется либо в щитке или в специальной коробке (ПМЛ).

Кнопки ПУСКА и СТОПА, могут находится как на передней стороне этого щитка, так в не его (монтируются на месте, где удобно управлять работой), а может быть и там и там, в зависимости от удобства. К данному щитку подводится трёхфазное напряжение от ближайшего места запитки (как правило, от распределительного щита), а с него уже выходит кабель, идущий на сам электродвигатель.

Схема пускателя упрощенный вариант

А теперь о принципе работы: на клеммы Ф1, Ф2, Ф3 подается трехфазное напряжение. Для запуска асинхронного электродвигателя требуется срабатывание магнитного

пускателя(ПМ) и замыкания его контактов ПМ1, ПМ2 и ПМ3. Для срабатывания ПМ, необходимо подать на его обмотку напряжение (кстати, величина его зависит от самой катушки, то есть, на какое именно напряжение она рассчитана. Это так же зависит от условий и места работы оборудования. Они бывают на 380в, 220в, 110в, 36в, 24в и 12в) (данная схема рассчитана на напряжение 220в, поскольку берётся с одной из имеющихся фаз и нуля). Подача электропитания на катушку магнитного пускателя осуществляется по такой цепи: С ф1 поступает фаза на нормально замкнутый контакт тепловой защиты электродвигателя ТП1, далее проходит через катушку самого пускателя и выходит на кнопку ПУСК (КН1) и на контакт само подхвата ПМ4 (магнитного пускателя). С них питание выходит на нормально замкнутую кнопку СТОП и после замыкается на нуле.

Для запуска требуется нажать кнопку ПУСК, после чего цепь катушки магнитного пускателя замкнётся и притянет (замкнёт) контакты ПМ1-3 (для пуска двигателя) и контакт ПМ4, который даст возможность при отпускании кнопки пуска, продолжать работу и не отключить магнитный пускатель (называется само подхватом). Для остановки электродвигателя, требуется всего лишь нажать кнопку СТОП (КН2) и тем самым разорвать цепь питания катушки ПМ. В результате контакты ПМ1-3 и ПМ4 отключатся, и работа будет остановлена до следующего запуска Пуска.

Для защиты обязательно ставятся тепловые реле (на нашей схеме это ТП). При перегрузки электродвигателя, соответственно повышается ток, и двигатель резко начинает нагреваться, вплоть до выхода из строя. Данная защита срабатывает именно при

повышении тока на фазах, тем самым размыкает свои контакты ТП1, что подобно нажатию кнопки СТОП.

Данные случаи бывают в основном при полном заклинивании механической части или при большой механической перегрузки в оборудовании, на котором работает электродвигатель. Хотя и не редко причиной становится и сам движок, из-за высохших подшипников, плохой обмотки, механического повреждения и т.д. Думаю для тех, кто этого не знал, данная статья: Схема пускателя упрощенный вариант, была весьма полезна и однажды не раз пригодится в жизни.

Подключения пускателя по схеме - реверс

Вариант приведенной выше схемы, используется для запуска электродвигателей, работающих в одном режиме, т. е. не меняя вращения (насосы, циркулярки, вентиляторы). Но для оборудования которое должно работать в двух направлениях, это кран - балки, тельферы, лебедки, открывание-закрывание ворот и др. необходима другая электрическая схема. Для такой схемы нам понадобится не один, а два одинаковых пускателя и кнопка ПУСК-СТОП трех кнопочная, т. е. две кнопки ПУСК и одна СТОП. Могут в схемах реверс, использоваться пульты и на две кнопки, это участки, где промежутки работы очень короткие. Например небольшая лебедка, промежутки работы 3-10 секунд, для работы этого оборудования, вариант на две кнопки более подходящий, но кнопки обе пусковые, т. е. только с нормально открытыми контактами, и в схеме блок контакты (пм1 и пм2) самоподхвата не задействуются, а именно пока вы держите кнопку нажатой – оборудование работает, как отпустили – оборудование остановилось. В остальном схема реверс аналогична схеме упрощенный вариант.

Подключения пускателя по схеме – реверс

Пускатель со схемой звезда – треугольник

Переключение двигателя со звезды на треугольник применяют для защиты электрических цепей от перегрузок. В основном переключают со звезды на треугольник мощные трехфазные асинхронные двигатели от 30-50 кВт, и высокооборотные ~3000 об/мин, иногда 1500 об/мин.

Если двигатель соединен в звезду то на каждую его обмотку подается напряжение 220 Вольт, а если двигатель соединен в треугольник, то на каждую его обмотку приходиться напряжение 380 Вольт. Здесь в действие вступает закон Ома «I=U/R» чем выше напряжение, тем выше ток, а сопротивление не изменяется.

Проще говоря, при подключении в треугольник (380) ток будет выше, чем при подключении в звезду(220).

Когда электродвигатель разгоняется и набирает полные обороты, картина полностью меняется. Дело в том что двигатель имеет мощность которая не зависит от того подключен он в звезду или на треугольник. Мощность двигателя зависит в большей степени от железа и сечения провода. Здесь действует другой закон электротехники «W=I*U»

Мощность равна сила тока, умноженная на напряжение, то есть чем выше напряжение, тем ниже ток. При подключении в треугольник(380), ток будет ниже, чем в звезду (220). В двигателе концы обмоток выведены на «клеммник» таким образом что в зависимости от того каким образом поставить перемычки получится подключение в звезду или в треугольник. Такая схема обычно на рисована на крышке. Для того чтобы производить

переключения со звезды на треугольник, мы вместо перемычек будем использовать контакты магнитных пускателей.

Схема звезда – треугольник

Схема подключения трехфазного асинхронного двигателя, в пусковом положении которого обмотки статора соединяются звездой, а в рабочем положении — треугольником.

К двигателю подходит шесть концов. Магнитный пускатель КМ служит для включения и отключения двигателя. Контакты магнитного пускателя КМ1 работают как перемычки для включения асинхронного двигателя в треугольник. Обратите внимания, провода от клеммника двигателя должны быть включены в таком же порядке, как и в самом двигателе, главное не перепутать.

Магнитный пускатель КМ2 подключает перемычки для включения в звезду к одной половине клеммника, а к другой половине подается напряжение.

При нажатии на кнопку «ПУСК» питание подается на магнитный пускатель КМ он срабатывает и на него подается напряжение через блок контакт теперь кнопку можно отпустить. Далее напряжение подается на реле времени РВ, оно отсчитывает установленное время. Также напряжение через замкнутый контакт реле времени подается на магнитный пускатель КМ2 и двигатель запускается в«звезду».

Через установленное время срабатывает реле времени РТ. Магнитный пускатель Р3 отключается. Напряжение через контакт реле времени подается на нормально-замкнутый (замкнутый в отключенном положении) блок контакт магнитного пускателя КМ2, а от туда на катушку магнитного пускателя КМ1. И электродвигатель включается в треугольник. Пускатель КМ2 следует также подключать через нормально-замкнутый блок контакт пускателяКМ1, для защиты от одновременного включения пускателей.

Магнитные пускатели КМ1 и КМ2 лучше взять сдвоенные с механической блокировкой одновременного включения.

Кнопкой «СТОП» схема отключается.

Схема состоит:- Автоматический выключатель;- Три магнитных пускателя КМ, КМ1, КМ2;

- Кнопка пуск – стоп;

- Трансформаторы тока ТТ1, ТТ2;

- Токовое реле РТ;

- Реле времени РВ;

- БКМ, БКМ1, БКМ2– блок контакт своего пускателя.

в) Способы защиты трехфазных асинхронных электродвигателей

Трехфазные электродвигатели при случайном отключении одной из фаз быстро перегреваются и выходят из строя, если их вовремя не отключить от сети. Для этой цели разработаны различные системы автоматических защитных отключающих устройств, однако, они либо сложны, либо недостаточно чувствительны. Устройства защиты можно условно разделить на релейные и диодно-транзисторные. Релейные в отличие от диодно-транзисторных более просты в изготовлении. Рассмотрим несколько релейных схем автоматической защиты трехфазного двигателя при случайном отключении одной из фаз питания электрической сети.

Первый способ

Первый способ (рис.1) Это самый распространенный способ, проверенный временем. Защита двигателя от отключения одной фазы обеспечивается применением теплового реле ТЗ. Смысл этой защиты состоит в том, что постоянная нагревания теплового реле подбирается таким образом, что и постоянная нагревания электродвигателя. То есть проще говоря, реле нагревается так же, как и двигатель. И при превышении температуры выше допустимой реле отключает двигатель. При отключении одной фазы, ток через другие фазы резко возрастает, двигатель и тепловое реле начинают быстро нагреваться, что вызывает срабатывание теплового реле.

Способ хорош и тем, что обеспечивает и защиту двигателя от перегрузки и пробоя одной фазы на корпус. Но для надежной защиты от пробоя на корпус, двигатель обязательно должен быть заземлен или занулен. Недостаток этого способа в том, что его нужно достаточно точно подбирать и настраивать. В идеале его номинальный ток должен быть такой же, как и у двигателя.

Второй способ

Второй способ (рис.2). В обычную систему запуска трехфазного двигателя введено дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами Р1. При наличии напряжения в трехфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты. При нажатии кнопки “Пуск” через обмотку электромагнита магнитного пускателя МП проходит ток и системой контактов МП1 электродвигатель подключается к трехфазной сети. При случайном отключении от сети провода А реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который системой контактов МП1 отключит двигатель от сети. При отключении от сети проводов В и С обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя. В качестве дополнительного реле Р используется реле переменного тока типа МКУ-48.

Третий способ(рис 3).

Третий способ

Защитное устройство основано на принципе создания искусственной нулевой точки (точка 1′), образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1—СЗ. Между этой точкой и нулевым проводом 0′ включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0′ равно нулю и ток через обмотку реле не протекает. При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке 0′ появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателя—двигатель отключается. Это устройство обеспечивает более высокую надежность по сравнению с предыдущим. Реле типа МКУ, на рабочее напряжение 36 В. Конденсаторы С1—СЗ— бумажные, емкостью 4—10 мкф, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного.

Чувствительность устройства настолько высока, что иногда двигатель может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызванного подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети. Чувствительность

Четвертый способ

можно понизить, применив конденсаторы меньшей емкости. Четвертый способ (рис.4). Схема защитного устройства аналогична схеме, рассмотренной во втором способе. При нажатии кнопки “Пуск” включается реле Р, контактами Р1 замыкая цепь питания катушки магнитного пускателя МП. Магнитный пускатель срабатывает и контактами МП1 включает электродвигатель. При обрыве линейных проводов В или С отключается реле Р, при обрыве провода А или С — магнитный пускатель МП. В обоих случаях электродвигатель выключается контактами магнитного пускателя МП1. По сравнению со схемой защитного устройства трехфазного двигателя, рассмотренной в первом способе, это устройство имеет преимущество: дополнительное реле Р при выключенном двигателе обесточено.

г) Защитное заземление и зануление электроустановок.

Заземление электроустановки — преднамеренное электрическое соединение ее корпуса с заземляющим устройством.

Заземление электроустановок бывает двух типов: защитное заземление и зануление, которые имеют одно и тоже назначение - защитить человека от поражения электрическим током, если он прикоснулся к корпусу элекроустановки или других ее частей, которые из-за нарушения изоляции оказались под напряжением.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством с целью обеспечения электробезопасности. Предназначено для защиты человека от прикосновения к корпусу электроустаноувки или других ее частей, оказавшихся под напряжением. Чем ниже сопротивление заземляющего устройства, тем лучше. Чтобы воспользоваться преимуществами заземления, надо купить розетки с заземляющим контактом.

В случае возникновения пробоя изоляции между фазой и корпусом электроустановки корпус ее может оказаться под напряжением. Если к корпусу в это время прикоснулся человек - ток, проходящий через человека, не представляет опасности, потому что его основная часть потечет по защитному заземлению, которое обладает очень низким сопротивлением. Защитное заземление состоит из заземлителя и заземляющих проводников.

Есть два вида заземлителей – естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами. Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.

Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество исскуственных заземлителей. 

Зануление — преднамеренное электрическое соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением с глухо заземленной нейтралью с нулевым проводом. Это приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус электроустановки превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым проводом. Ток в этом случае возникает значительно больший, чем при использовании защитного заземления. Быстрое и полное отключение поврежденного оборудования — основное назначение зануления.

Различают нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник.

Нулевой рабочий проводник служит для питания электроустановок и имеет одинаковую с другими проводами изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.

Нулевой защитный проводник служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети. В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок и нулевые провода, не имеющие предохранителей и выключателей.

Обозначения системы заземления.

Системы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания: T — непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй.  I — все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания: T — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с

землёй, независимо от характера связи источника питания с землёй. N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.

Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников: C — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN. S — функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками.

Основные системы заземления.