Зміст

Вступ……………………………………………………………………………..

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

2 Загальні відомості та будова трифазних асинхронних електродвигунів..

2.1 Ревізія та сушка електродвигунів………………………………..………...

2.2 Інструменти та технологія розберання та збирання асинхронних електродвигунів…………………………………………………………………

2.3 Складання і встановлення електродвигуна………………………………

2.4 Пуск електродвигуна в холосту і під навантаженням…………………..

МЕХАНІЧНА ЧАСТИНА

3.1 Основні несправності асинхронних електродвигунів……………………

3.2 Виявлення несправностей електроприводів………….………………......

3.3 Огляд електроприводів і контроль за їхньою роботою при технічному

обслуговуванні…………………………………………………………………..

ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

4.1 Класифікація робіт в електроустановках по небезпеці поразки

струмом…………………………………………………………………………...

4.2 Техніка безпеки при експлуатації електропривода……………………….

Література………………………………………………………………………..

Вступ

Одним з основних факторів технічного прогресу в народному господарстві є підвищення ступеня електрифікації всіх галузей промисловості, транспорту, зв'язку, сільського господарства. Важливе значення має розширення застосування електроенергії в побуті. Від того, наскільки грамотно і технічно обґрунтовано буде виконуватися монтаж і експлуатація електроустаткування й електроустановок, багато в чому залежить успішне рішення задач технічного прогресу, повноцінної роботи технологічного устаткування, економії енергії взагалі й електричної енергії зокрема.

Електромонтажні роботи в даний час ведуться на високому рівні інженерної підготовки, з максимальним переносом цих робіт з будівельних майданчиків у майстерні монтажно-заготівельних ділянок і на заводи електромонтажних організацій. Електромонтажні, проектні і науково-дослідні організації разом з електротехнічною промисловістю ведуть велику роботу по виготовленню електроустаткування великими блоками і вузлами. У практику електромонтажних і ремонтних робіт упроваджуються сучасні механізми, пристосування, інструменти, засоби малої механізації, у тому числі на основі застосування піротехніки. У роботі електромонтажних організацій широко використовуються раціоналізаторські пропозиції робітників, інженерів і техніків, спрямовані на підвищення продуктивності праці і якості монтажних і ремонтних робіт, а також на підвищення рівня експлуатації електроустаткування й електричних мереж. В області експлуатації електроустаткування накопичений і узагальнений великий досвід.

Монтаж і обслуговування сучасного електроустаткування й електричних мереж вимагають глибоких знань фізичних основ електротехніки, конструкцій електричних машин, апаратів, знання матеріалів. Сучасна техніка постійно удосконалюється, змінюється, що тому працює в будь-якій галузі народного господарства необхідно, не обмежуючи засвоєними в процесі навчання знаннями, постійно поповнювати свої професійні знання.

Науково-технічний прогрес безперервно супроводиться кількісними і якісними змінами в області електроенергетики і електротехніки, зростанням потужності промислових і сільськогосподарських підприємств, що будуються, вдосконаленням технологічних процесів і підвищенням енергоозброєння народного господарства.

Високий розвиток електроенергетики дає змогу переозброювати всі галузі народного господарства, широко впроваджувати електричну енергію в такі її провідні галузі, як промисловість, сільське господарство, будівництво і транспорт.

Зростання кількості і потужності електроустановок супроводиться ускладненням і вдосконаленням їх конструкцій. Постійно розширюється номенклатура обладнання, що випускається електротехнічною промисловістю, апаратів, приладів, електромонтажних конструкцій і матеріалів. Застосовуються нові методи індустріального будівництва і провадження електромонтажних робіт. Відповідно переглядаються і вносяться корективи в діючі будівельні і електротехнічні норми і правила.

У технічному перетворенні галузей народного господарства ведуча роль належить електричним засобам автоматизації і механізації виробничих процесів. Найважливішим засобом електрифікації, механізації і автоматизацій, основою збільшення продуктивності машини і масштабів виробництва є сучасний електропривод, на частку якого доводиться до 63% загального споживання електроенергії в країні.

Електричні машини широко застосовуються у всіх галузях народного господарства. Середні і великі електричні машини використовують в машинобудівній промисловості для приводу великих вентиляторів і компресорів, могутніх металоріжучих станків, важких конвеєрних ліній; у вугільній промисловості для приводу шахтних підіймальних машин, великих насосів, компресорів, вентиляторів і інших установок; в металургійній промисловості для приводу прокатних станів.

Електрифікація народного господарства України розвивається по шляху розробки і впровадження електроустановок з використанням сучасних високоефективних електричних машин і апаратів, ліній електропередачі, різноманітного електротехнологічного обладнання, коштів автоматики і телемеханіки.

Безпечна і безаварійна експлуатація систем електропостачання ставить перед працівниками електрогосподарств різносторонні і складні задачі з охорони праці.

Здорові і безпечні умови праці електротехнічного персоналу й працівників, що експлуатують електрифіковані виробничі установки, можуть бути забезпечені виконанням науково обґрунтованих правил і норм як при проектуванні і монтажі, так і при їх експлуатації.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

2 Загальні відомості та будова трьохфазних асинхронних електродвигунів

Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором (рис.1.1) складається з наступних основних частин: статор з дев'ятифазною обмоткою, ротор з короткозамкненою обмоткою, вал і станина. Обмотка ротора виконана безконтактною (вона не з’єднана ні з яким зовнішнім колом), що визначає високу надійність такого двигуна.

Рис. 1.1. Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором:

1 - станина, 2 - сердечник статора; 3 –обмотка статора;

4 –сердечник ротора з короткозамкненою обмоткою; 5 – вал.

Магнітна система. Асинхронна машина на відміну від машини постійного струму не має явно виражених полюсів. Таку магнітну систему називають неявнополюсною.

Число полюсів у машині визначається числом котушок в обмотці статора і схемою їх з'єднання.

У чотирьохполюсній машині магнітна система складається з чотирьох однакових гілок, по кожній з яких проходить половина магнітного потоку Фп одного полюса, в двополюсної машині таких гілок дві, в шестиполюсной - шість і т. д.

Рис. 1.2. Листи ротора (а) і статора (б)

Так як через всі елементи магнітної системи проходить змінний магнітний потік, то не тільки ротор, але і статор виконують з листів електротехнічної сталі (рис. 2.) ізольованих один від іншого ізоляційною лаковою плівкою.

У результаті цього зменшується шкідлива дія вихрових струмів, що виникають у сталі статора і ротора при обертанні магнітного поля. Листи статора і ротора мають пази відкритої, напівзакритої або закритої форми, в яких розташовуються провідники відповідних обмоток. У статорі найчастіше застосовують напівзакриті пази прямокутної або овальної форми, в машинах великої потужності - відкриті пази прямокутної форми. Сердечник статора запресовують в литий остов і зміцнюють стопорними гвинтами. Сердечник ротора напресовують на вал ротора, який обертається в кулькових підшипниках, встановлених у двох підшипникових щитах. Повітряний зазор між статором і ротором має мінімальний розмір, що допускається з точки зору точності збірки і механічної жорсткості конструкції. У двигунах малої та середньої потужності повітряний зазор зазвичай становить кілька десятих міліметра. Такий зазор забезпечує зменшення магнітного опору магнітного кола машини, а отже, і зменшення струму намагнічування, необхідного для створення в двигуні магнітного потоку. Зниження намагнічуючого струму дозволяє підвищити коефіцієнт потужності двигуна.

Обмотка статора (рис. 1.3, а). Вона виконана у вигляді ряду котушок з дроту круглого або прямокутного перерізу. Провідники, що знаходяться в пазах, з'єднуються, утворюючи ряд котушок. Котушки розбивають на однакові групи згідно числа фаз, які розташовують симетрично вздовж окружності статора або ротора. У кожній такій групі усі котушки електрично з'єднуються, утворюючи одну фазу обмотки, тобто окреме електричнне коло.

При великих значеннях фазного струму або при необхідності перемикання окремих котушок, фази можуть мати кілька паралельних гілок. Найпростішим елементом обмотки є виток, що складається з двох провідників розміщених в пазах, що знаходяться один від одного на деякій відстані. Ця відстань приблизно дорівнює одному полюсному поділу, під яким розуміють довжину дуги, відповідну одному полюсу. Зазвичай витки, утворені провідниками, що лежать в одних і тих же пазах, об'єднують в одну або дві котушки. Іноді їх називають секціями. Їх укладають таким чином, що в кожному пазу розміщується одна сторона котушки або дві сторони одна над іншою. Відповідно до цього розрізняють одно і двошарові обмотки. Основним параметром, що визначає розподіл обмотки по пазах, є число пазів на полюс і фазу.

Р ис. 1.3. Статор АД; a - статор в зборі, б - сердечник статора;

в - лист сердечника; 1 - сердечник; 2 - обмотка; 3 – корпус (станина)

В обмотці статора двополюсного двигуна кожна фаза складається з трьох котушок, сторони яких розташовані в трьох суміжних пазах, тобто q = 3. Зазвичай q> 1, така обмотка називається розподіленою.

Найбільшого поширення набули двошарові розподілені обмотки. Їх секції укладають у пази статора в два шари. Провідники обмотки статора зміцнюють в пазах текстолітовими клинами, які закладають у головок зубців.

Стінки паза покривають листовим ізоляційним матеріалом (електрокартоном, лакотканиною та ін.) Провідники, що лежать в пазах, з'єднують один з одним відповідним чином з торцевих сторін машини. З'єднуючі їх дроти називають лобовими частинами. Так як лобові частини не беруть участі в індукуванні ЕРС, їх виконують якомога коротше.

Окремі котушки обмотки статора можуть з'єднуватися «зіркою» або «трикутником». Початки і кінці обмоток кожної фази виводять до шести затискачів двигуна.

Обмотка ротора (рис. 1.4). Обмотка ротора виконана у вигляді білячої клітини. Вона зроблена з мідних або алюмінієвих стрижнів, замкнених накоротко з торців двома кільцями. Стрижні цієї обмотки вставляють у пази ротора без будь-якої ізоляції, так як напруга в короткозамкненій обмотці ротора дорівнює нулю. Пази короткозамкненого ротора зазвичай виконують напівзакритими, а в машинах малої потужності - закритими (паз має сталевий обідок, що відокремлює його від повітряного зазору). Така форма паза дозволяє добре зміцнити провідники обмотки ротора, хоча й трохи збільшує її індуктивний опір.

Р ис. 1.4. Короткозамкнений ротор: а - ротор з короткозамкненою обмоткою; б - "біляча клітка"; в - короткозамкнений ротор, залитий алюмінієм; 1 - сердечник ротора; 2 - прикінцеві кільця; 3 - мідні стрижні;

4 - вентиляційні лопатки.

У двигунах потужністю до 100 кВт стрижні білячої клітини зазвичай отримують шляхом заливання розплавленого алюмінію в пази сердечника ротора. Разом зі стрижнями білячої клітини відливають і з'єднують їх торцеві короткозамикнені кільця. Для цієї мети придатний алюміній, оскільки він володіє малою щільністю, достатньо високою електропровідністю і він легко плавиться. Зазвичай двигуни мають вентилятори, насаджені на вал ротора. Вони здійснюють примусову вентиляцію нагрітих частин машини (обмоток сталі статора і ротора), дозволяючи отримати від двигуна велику потужність. У двигунах з короткозамкненим ротором лопаті вентилятора часто відливають спільно з бічними кільцями білячої клітки.

Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором прості по конструкції, надійні в експлуатації. Їх широко застосовують для приводу металообробних верстатів та інших пристроїв, які починають працювати без навантаження. Однак порівняно малий пусковий момент у цих двигунів і великий пусковий струм не дозволяють використовувати їх для приводу таких машин і механізмів, які повинні пускатися в хід відразу під великим навантаженням (з великим пусковим моментом). До таких машин відносяться вантажопідйомні пристрої, компресори та ін

Збільшити пусковий момент і зменшити пусковий струм можна при виконанні білячої клітини з підвищеним активним опором. При цьому двигун буде мати збільшене ковзання і великі втрати потужності в обмотці ротора. Такі двигуни називають двигунами з підвищеним ковзанням (позначаються АС). Їх можна використовувати для приводу машин, що працюють порівняно невеликий час. Ці двигуни (з ковзанням до 10%) застосовують для приводу компресорів, які працюють періодично протягом коротких проміжків часу при зменшенні тиску в повітряних резервуарах нижче певної межі.

У принцип роботи електричних двигунів покладено фізичне явище, яке описує обертання рамки в магнітному полі. Крім того асинхронні машини часто називають індукційними, так як методом індукції в обмотці ротора з'являється струм, порушуваний обертовим магнітним полем статора.

Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором має важливі відмінності як від асинхронного двигуна з фазним ротором, так і від двигунів постійного струму. Ці відмінності обумовлені конструктивною особливістю його ротора, що виключає можливість введення додаткових опорів в коло роторної обмотки.

При пуску асинхронного двигуна з фазним ротором в коло його ротора вводять додаткові опори. Підбором відповідної величини опору пускового реостата можна зменшити пусковий струм двигуна до будь-якої необхідної величини. У той же час введення опорів в коло ротора дозволяє регулювати пусковий момент двигуна. При певній величині опору пускового реостата можна отримати найбільший пусковий момент, відповідний перевантажувальній здатності двигуна. Поступово виводячи опір в міру розгону, отримують швидкий пуск двигуна при обмеженій величині струму.

Інакше протікає пуск двигуна з короткозамкненим ротором. Якщо ротор виконаний з круглими пазами, то початковий пусковий момент двигуна невеликий. Ввести додатковий опір в коло ротора і тим самим зменшити пусковий струм і збільшити пусковий момент двигуна тут неможливо. Великий пусковий струм двигуна, що перевищує в 4,5 - 7 разів номінальний, завантажує мережу, викликаючи при великій потужності двигуна зниження напруги в мережі живлення. Це несприятливо позначається на умовах роботи інших струмоприймачів.

Обмежений пусковий момент, що становить 0,8 - 1,3 від номінального, ускладнює пуск двигуна під навантаженням. Якщо пусковий момент менше моменту навантаження на валу, то, очевидно, двигун буде загальмований навантаженням і взагалі не розженеться.

Тому пусковий струм і пусковий момент асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором є його найважливішими експлуатаційними показниками.

Зменшити пусковий струм короткозамкненого двигуна можна шляхом введення в коло його статорної обмотки додаткового опору. Однак при цьому зменшується перевантажувальна здатність двигуна і в ще більшому ступені його пусковий момент. Тому такий спосіб обмеження струму застосовується тільки в тих випадках, коли двигун пускається з невеликим навантаженням на валу, а його потужність порівнянна з потужністю трансформатора, від якого він отримує живлення.

Поліпшеними пусковими властивостями володіють двигуни зі спеціальним виконанням ротора - з глибоким пазом або з подвійною білячої кліткою. При пуску такі двигуни розвивають підвищений пусковий момент у порівнянні з двигунами нормального виконання. Крім того, спеціальне виконання короткозамкненого ротора дещо обмежує і пусковий струм двигуна.

Більшість же двигунів з короткозамкненим ротором має пусковий момент, значно менше критичного. Тому при виборі двигуна потрібно перевіряти його не тільки по нагріванню і перевантажувальної здібності, а й по пусковому моменту.

Друга важлива відмінність двигуна з короткозамкненим ротором від двигуна з фазовим ротором пов'язана з втратами енергії, що виділяються в двигуні під час пусків і гальмувань.

Втрати енергії в опорах статорних і роторних кіл при пуску залежать від квадрата струму, а також від тривалості часу пуску. Якщо порівняти втрати енергії при пуску двигуна з фазовим ротором, з відповідними втратами при пуску двигуна з короткозамкненим ротором, неважко зробити висновок, що пускові втрати в короткозамкненому двигуні більше. Дійсно, при однаковій тривалості пуску пусковий струм двигуна з короткозамкненим ротором в 2,5 - 3,5 рази більше, ніж пусковий струм двигуна з кільцями, який обмежується пусковим реостатом. Отже, втрати енергії в обмотках статора і ротора за час пуску для двигуна з короткозамкненим ротором в 6 - 12 разів вище, ніж у двигуна з фазовим ротором.

Великі втрати при пусках і гальмуваннях асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором викликають його додатковий нагрів. При тривалому режимі роботи, коли двигун пускається всього кілька разів на добу, цей додатковий нагрів в середньому невеликий і практично не позначається на допустимому навантаженні.

При повторно-короткочасному режимі в залежності від тривалості і характеру робочого циклу двигун повинен включатися від десятків до декількох сотень і навіть тисяч разів на годину. Очевидно, в такому режимі великі втрати при пусках і гальмуваннях будуть надавати дуже істотний вплив на нагрів двигуна, і не враховувати їх при виборі двигуна неприпустимо.

Найчастіше пази ротора або статора роблять скошеними для зменшення вищих гармонійних ЕРС, викликаних пульсаціями магнітного потоку через наявність зубців, магнітний опір яких істотно нижче магнітного опору обмотки, а також для зниження шуму, що викликається магнітними причинами. Для поліпшення пускових характеристик асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, а саме, збільшення пускового моменту і зменшення пускового струму, на роторі застосовують спеціальну форму паза. При цьому зовнішня від осі обертання частина паза ротора має менший перетин ніж внутрішня. Це дозволяє використовувати ефект витіснення струму, за рахунок якого збільшується активний опір обмотки ротора при великих ковзаннях (при пуску).

Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором мають невеликий пусковий момент і значний пусковий струм, що є істотним недоліком «білячої клітини». Тому їх застосовують у тих електричних приводах, де не потрібні великі пускові моменти. З переваг слід відзначити легкість у виготовленні, і відсутність електричного контакту зі статичної частиною машини, що гарантує довговічність і знижує витрати на обслуговування. При спеціальній конструкції ротора, коли обертається в повітряному зазорі тільки порожній циліндр з алюмінію, можна досягти малої інерційності двигуна.

Електродвигуни з фазним ротором — застосовуються рідко, їх монтаж експлуатація та ремонт складніші ніж короткозамкнені. Під час пуску електродвигуна з фазним ротором, окрім пускача, потрібно виводити реостат в роторних ланцюгах (зв`язках). Споживчий струм під час пуску менший ніж у коротко замкнутого; він більше номінального тільки в 2-2,5 разів.

Електродвигуни з фазним ротором застосовуються в тих випадках, коли необхідно врегулювати невелику швидкість обертання двигуна реостатом у роторному ланцюгу (зв`язках), а також якщо потужність живлячого трансформатора недостатня для ввімкнення коротко замкнутого електродвигуна.