
книги из ГПНТБ / Трунковский, Л. Е. Монтаж силовых сетей и электрооборудования учеб. пособие
.pdfдве пары щеток, сдвинутых под углом 90°, причем одна пара щеток соединена накоротко.
На рис. 3-13 показан принцип работы наиболее распространен ного ЭМУ с поперечным полем. Обмотка возбуждения ОУ, назы ваемая обмоткой управления, создает магнитный поток Фг. Посколь
ку якорь, вращаясь, |
пересекает поток ® i, в его проводниках |
возни |
|||||||||
|
|
кает ток, направление кото |
|||||||||
|
|
рого |
показано |
крестиками |
|||||||
|
|
(от пас) и точками в круж |
|||||||||
|
|
ках (к нам). |
очередь |
ток |
в |
||||||
|
|
|
В |
свою |
|||||||
|
|
обмотке якоря создает маг |
|||||||||
|
|
нитный поток Ф2, перпенди |
|||||||||
|
|
кулярный |
к |
потоку |
Ф| |
и |
|||||
|
|
называемый поперечным по |
|||||||||
|
|
током |
реакции якоря. |
|
Нап |
||||||
|
|
равление |
поперечного |
|
пото |
||||||
|
|
ка остается неизменным, а |
|||||||||
|
|
так |
как |
проводники |
якоря |
||||||
|
|
его |
непрерывно |
пересекают, |
|||||||
|
|
в них возникает э. д. с., на |
|||||||||
|
|
правление которой |
показа |
||||||||
|
|
но |
крестиками |
п |
точками |
||||||
|
|
без кружков. Эту э. д. с. мо |
|||||||||
|
|
жно снять через вторую па |
|||||||||
|
|
ру щеток (на схеме верти |
|||||||||
|
|
кальную) |
п питать |
внешнюю |
|||||||
Рис. 3-13. Принцип действия |
нагрузку. Регулируя не |
||||||||||
большую величину тока воз |
|||||||||||
электромашииного |
усилителя с |
буждения |
в |
обмотке |
ОУ, |
||||||
поперечным полем. |
|
можно |
соответственно |
уве |
|||||||
|
|
личить или уменьшить вели |
|||||||||
|
|
чину тока в |
цепи |
внешней |
нагрузки ЭМУ. Кроме потоков Ф1 и Ф2 в якоре ЭМУ от нагрузочного тока создается еще продольный поток реакции Ф3, направленный на встречу потоку Ф| и ослабляющей его. Для компенсации потока Фз служит компенсационная обмотка /СО. Следует отметить, что ЭМУ
обычно имеют |
несколько |
обмоток управления, взаимодействующих |
в сложных схемах. |
с помощью постоянного тока малой мощ |
|
Магнитные |
усилители |
ности позволяют регулировать переменный ток значительно боль шей мощности. Достоинством магнитных усилителей является от сутствие в них движущихся частей, поэтому они получают все бо лее широкое применение в системах автоматического управления. Принцип действия магнитного усилителя показан на рис. 3-14. Два стальных сердечника из высококачественной никелевой стали (пер маллоя) имеют две обмотки: управляющую У постоянного тока и главную — переменного тока, состоящую из двух последовательно соединенных обмоток Гi и Г2. Направление тока главных обмоток М и Г2 таково, что создаваемые ими магнитные потоки по отноше нию к управляющей обмотке направлены навстречу друг другу (показано стрелками) и, таким образом, не наводят в управляющей обмотке переменной э. д. с. Если в управляющей обмотке У нет по стоянного тока, магнитный усилитель представляет собой по суще ству дроссель с большим индуктивным сопротивлением, включен
154
ным в цепь переменного тока последовательно с нагрузкой; при этом величина переменного тока, питающего нагрузку Н, незначительна.
Подавая в управляющую обмотку У постоянный ток небольшой мощности, подмагннчнвают сердечник, при этом индуктивное сопро
тивление |
обмоток Г, и Гг падает |
и |
соответственно возрастает ток |
||||||
в непи нагрузки переменного тока N. |
электромашннного усилите |
||||||||
ля |
Рассмотрим |
пример |
применения |
||||||
в |
схемах |
регулирования |
|
|
|||||
скорости электродвигателей. |
|
|
|||||||
|
На рис. 3-15 показана уп |
|
|
||||||
рощенная |
схема |
управления |
|
|
|||||
двигателем |
постоянного |
тока |
|
|
|||||
по системе Г—Д с применени |
|
|
|||||||
ем электромашннного усилите |
|
|
|||||||
ля, |
который |
здесь |
выполняет |
|
|
||||
роль |
возбудителя |
генератора |
|
|
|||||
Г, питая постоянным током его |
|
|
|||||||
обмотку |
возбуждения |
ОВГ. |
|
|
|||||
Усилитель ЭМУ имеет две об |
|
|
|||||||
мотки управления |
1УО и 2УО. |
|
|
||||||
Обмотка 1УО присоединена че |
|
|
|||||||
рез реостат к цепи постоянного |
|
|
|||||||
тока от вспомогательного ис |
|
|
|||||||
точника, а обмотка 1УО под |
|
|
|||||||
ключена к тахогенератору ТГ. |
|
|
|||||||
Тахогеиератор представляет со |
|
|
|||||||
бой маленький генератор пос |
|
|
|||||||
тоянного |
тока, |
находящийся |
|
|
|||||
на одном валу с электродви |
|
|
|||||||
гателем Д. Обмотка возбужде |
|
|
|||||||
ния тахогенератора ОВТГ име |
Рис. 3-14. Принцип действия маг |
||||||||
ет |
независимое |
питание |
от ос |
нитного усилителя. |
|||||
новного возбудителя ОВД. |
|
|
ГГ
Рис. 3-15. Схема управления двигателем по стоянного тока, работающим по системе Г—Д с применением электромашннного усилителя.
155
Электрический вал представляет собой систему двух (или боль шего числа) механизмов, двигатели которых, не будучи связаны между собой механически, имеют такую электрическую связь, при которой частота их вращения автоматически поддерживается оди
|
наковой |
(синхронной). |
||||
|
Существуют |
различ |
||||
|
ные схемы электрическо |
|||||
|
го вала. Одна из них, |
|||||
|
наиболее простая, |
пока |
||||
|
зана па рис. 3-16. Меха |
|||||
|
низмы 1 и 2, не связан |
|||||
|
ные между |
собой |
меха |
|||
|
ническим |
валом, |
|
имеют |
||
|
приводные |
двигатели |
1Г |
|||
Рис. 3-16. Принцип работы электричес |
и 2Г. Вместе с этими |
|||||
двигателями |
на |
|
одном |
|||
кого вала с вспомогательными асин |
валу с каждым |
из |
них |
|||
хронными двигателями. |
вращаются |
|
вспомога |
|||
|
тельные |
|
асинхронные |
|||
|
двигатели |
1В и |
2В. Ро |
торы вспомогательных асинхронных двигателей, имеющие фазную об мотку с кольцами, электрически соединены между собой, а их стато ры присоединены к одной п той же сети.
При увеличении нагрузки па вал двигателя 1Г частота враще ния его уменьшается относительно частоты вращения двигателя 2Г.
При одинаковой |
частоте вращения |
двигателей 1Г и 2Г в роторах |
||||
двигателей 1В и 2В пет тока, |
так |
|
||||
как э. д. с. обоих роторов одина |
|
|||||
ковы и направлены навстречу друг |
|
|||||
другу. Если же частота вра |
|
|||||
щения двигателя 1Г по отно |
|
|||||
шению к частоте вращения двига |
|
|||||
теля 2Г понизится, в цепи ротора |
|
|||||
появится уравнительный ток, обу |
|
|||||
словленный разностью э. д. с. Ток |
|
|||||
пойдет |
в направлении от ротора |
|
||||
2В к ротору 1В и несколько по |
|
|||||
высит |
нагрузку |
па |
машину |
2В |
|
|
(генераторный режим), вследствие |
|
|||||
чего частота вращения ее умень |
|
|||||
шится. У машины 1В частота вра |
|
|||||
щения, наоборот, несколько уве |
|
|||||
личится, поскольку ее режим ста |
|
|||||
новится двигательным. Таким об |
|
|||||
разом, |
происходит |
выравнивание |
|
|||
частоты |
вращения двигателей |
1Г |
|
|||
н 2Г. |
|
|
|
|
|
|
Электрический вал применяют |
|
|||||
для электропривода тяжелых стан |
|
|||||
ков, ворот шлюзов, т. е. там, где |
Рис. 3-17. Схема бесконтактно |
|||||
приводные двигатели, работаю |
||||||
щие со строго одинаковой часто |
го аппарата на базе магнитно |
|||||
той |
вращения, |
расположены |
па |
го усилителя. |
||
значительном расстоянии друг |
от |
|
||||
друга |
и не могут быть соединены общим механическим валом. |
156
С х е м ы |
у п р а в л е н и я с п р и м е н е и нем |
б е с к о н- |
т а к т н ы х |
а п п а р а т о в в последние годы широко |
используют |
ся в электроустановках различного назначения. Бесконтактные ап параты работают обычно на базе магнитных усилителен пли полу проводниковых вентилей. Поскольку в бесконтактных аппаратах от
сутствуют подвижные |
элементы, они являются более |
надежными |
и быстродействующими, |
допускают большую частоту |
отключений. |
Принципиальная схема бесконтактного аппарата на базе маг |
||
нитного усилителя показана па рис. 3-17. К источнику |
переменного |
тока подключены последовательно обмотки нагрузки а'„ п мостнковый выпрямитель В,. Выпрямленный ток проходит через обмотку обратной связи ю0.с п сопротивление нагрузки Ян.
Второй мостнковып |
выпрямитель В2 через |
сопротивления /?д и |
|
Лем подключен |
также к |
источнику переменного |
тока и питает обмот |
ку смещения |
шсм. |
подключают через регулируемое сопро |
|
Обмотку управления |
тивление Яу к вспомогательному источнику постоянного тока. Под бором сопротивлении Лд и ЛСм и регулированием малым током с по мощью сопротивления Лу можно получить различные токи нагрузки как по величине, так и по направлению.
П о д г о т о в и т е л ь н ы е р а б о т ы к м о н т а ж у
э л е к т р и ч е с к и х машин. |
Электрические |
машины |
прибывают на место монтажа |
в собранном |
пли разо |
бранном виде. Машины, прибывающие в собранном ви де, как правило, перед установкой не разбирают. Если по внешнему осмотру в результате транспортировки и хранения выявлены повреждения и загрязнения маши ны, представителями заказчика и монтажной органи зации составляется акт, которым определяются необхо димость и степень разборки машины; такие работы монтажная организация выполняет по отдельному на ряд-заказу в соответствии с инструкциями заводов-из- готовителей.
Перед монтажом электрической машины проверяют состояние изоляции ее обмоток; при неудовлетвори тельном состоянии последнего производят сушку изоля ции обмоток.
Проверку изоляции обмоток выполняют мегом метром.
В соответствии с ГОСТ 11828-66 сопротивление изо ляции обмоток электрических машин на номинальное напряжение до 1000 В включительно проверяют ме гомметром, рассчитанным на 500 В; обмоток электриче ских машин на номинальное напряжение выше 1000 В — мегомметром, рассчитанным на 1000 В.
Согласно ГОСТ 183-66 сопротивление изоляции об моток электрической машины относительно ее корпуса
157
R60 (измерепнное через 60 с после начала отсчета на шкале мегомметра) и сопротивление изоляции между обмотками при рабочей температуре машины должны соответствовать вычисленному по формуле, но не менее
0,5 Мом:
п ______ У»_____
ft0 |
1 000 + 0 ,1 Р ’ |
где U„ — номинальное напряжение обмотки машины, В;
Р— номинальная мощность машины, кВт (для ма шин постоянного тока, кВ-А).
Практически за рабочую температуру принимают 75°С. Если сопротивление изоляции обмотки было из мерено при другой температуре, но не ниже 10° С, оно может быть пересчитано на температуру 75°С (табл. 3-2
и 3-3).
Т а б л и ц а 3-2
Темпера - тура об мотки, °С
10
20
30
Темпера тура об мотки, °С
Сопротивление изоляции, |
|
||
МОм, |
при номинальном |
Темпера |
|
напряжении машины, В |
тура об |
||
3 |
6 |
10 |
мотки, °С |
|
|||
40 |
80 |
135 |
40 |
27 |
56 |
90 |
50 |
20 |
40 |
60 |
60 |
|
|
|
75 |
Сопротивление изоляции, |
Темпера - |
|||
МОм, |
при номинальном |
|||
напряжении машины, |
В |
тура об - |
||
|
|
|
|
мотки, |
220 |
330 |
500 |
660 |
°С |
|
Сопротивление изоляции, МОм, при номинальном напряжении машины, В
3 |
6 |
10 |
12 |
24 |
42 |
10 |
16 |
30 |
5 |
10 |
20 |
3 |
6 |
10 |
|
Т а б л и ц а |
3-3 |
Сопротивление изоляции, МОм, при номинальном напряжении машины, В
220 380 500 660
10 |
2,7 |
4,6 |
6 |
7,9 |
50 |
0 ,6 |
1 |
1,3 |
1,8 |
20 |
1,85 |
3,3 |
4,3 |
5,6 |
60 |
0,4 |
0,7fe |
0,9 |
1,2 |
30 |
1,3 |
2,1 |
2 ,8 |
3,6 |
70 |
0,3 |
0,5 |
0 ,6 |
0 ,8 |
40 |
0,85 |
1,5 |
2 |
2 ,6 |
75 |
0,22 |
0,38 |
0,5 |
0,65 |
Практически можно пользоваться соотношением: при повышении температуры на каждые 20° сопротив ление изоляции уменьшается примерно в 2 раза.
Если сопротивление изоляции обмоток электриче ских машин напряжением до 1000 В ниже величин, при
158
веденных в табл. 3-3, необходимо обмотки подвергнуть сушке. Существуют различные методы сушки электри ческих машин: индукционным нагревом, внешним на гревом, электрическим током от постороннего источника и др. Наиболее распространена сушка электрических
машин |
индукционным |
|
нагре |
|
|
||||
вом (рис. 3-18). |
При |
исполь |
|
|
|||||
зовании |
этого |
метода |
|
можно |
|
|
|||
одновременно |
|
сушить |
не |
|
|
||||
сколько машин, соединяя по |
|
|
|||||||
следовательно |
их намагничи |
|
|
||||||
вающие обмотки. |
|
|
|
|
|
|
|||
Обмотку из изолированных |
|
|
|||||||
проводов наматывают по на |
|
|
|||||||
ружной |
поверхности |
корпуса |
|
|
|||||
машины и присоединяют к ис |
|
|
|||||||
точнику |
переменного |
|
тока. |
|
|
||||
Для сушки методом индукци |
|
|
|||||||
онного |
нагрева |
|
могут |
быть |
|
|
|||
рекомендованы |
|
|
сварочные |
|
|
||||
трансформаторы |
с регулиров |
Рис. 3-18. Схема сушки |
|||||||
кой тока |
дросселем. |
Если не |
|||||||
электрических машин ин |
|||||||||
возможно намотать |
обмотку |
дукционным |
нагревом. |
||||||
по всей наружной поверхности |
|
|
|||||||
станины, приподнимают ма |
либо смещают обмотку |
||||||||
шину над плитой |
(рис. |
3-18, а) |
|||||||
на подшипниковые щиты, как |
показано на рис. 3-18,6. |
||||||||
При сушке индукционным методом ведут непрерыв |
|||||||||
ное наблюдение |
за |
температурой обмотки |
(последняя |
не должна превышать 70 °С) и через каждый час изме ряют ее сопротивление изоляции. В начале нагрева обычно сопротивление изоляции падает, а затем начи нает возрастать.
Сушку заканчивают, когда прекращается нарастание сопротивления изоляции. Если в процессе сушки сопро тивление изоляции достигло требуемой нормами вели чины, но продолжает заметно повышаться, сушку нельзя приостанавливать. Ее надо продолжать до тех пор, пока сопротивление изоляции не будет примерно одинаковым в течение 2—3 ч.
Другим распространенным методом сушки электри
ческих |
машин |
является |
сушка |
внешним нагревом |
(рис. 3-19). Машину помещают |
в кожух, у которого |
|||
внизу |
оставляют |
отверстие |
для входа нагретого возду |
159
ха, а вверху (в противоположном углу)— отверстие для выхода теплого воздуха. Кожух должен быть огне стойким (пз металла или листового асбоцемента). Если его выполняют из деревянных щитов, то последние об шивают кровельной сталью по войлоку. Воздух нагре-
Рнс. 3-19. Сушка машины внешним нагревом.
вают с помощью тепловоздуходувкп, ламп накаливания, нагревательных сопротивлений пли батарей пароводя ного отопления, которые устанавливают вблизи нижнего
входного |
отверстия. |
Температуру нагретого |
воздуха |
у входа |
необходимо |
контролировать; она не |
должна |
быть выше 90 °С. Каждый час измеряют также |
сопро |
тивление изоляции обмоток.
Электрические машины сушат также электрическим током (переменным пли постоянным) от постороннего источника. Для сушки асинхронных двигателей трех фазным током применяют напряжение не более 10— 15% номинального. При этом ротор должен быть затор можен. В двигателях с фазным ротором обмотку зако рачивают на кольцах.
При сушке асинхронных двигателей однофазным пе ременным током или постоянным током ротор также должен находиться в неподвижном состоянии. Схемы включения обмоток двигателя в этом случае выбирают в зависимости от того, выведено три пли шесть концов обмотки статора (рис. 3-20, а, б).
При сушке асинхронных двигателей током от посто роннего источника условия вентиляции плохие, так как ротор двигателя находится в неподвижном состоянии.
160
Поэтому ток сушки в каждой фазе не должен превы шать 50—70% номинального тока двигателя. При этом должен вестись непрерывный контроль за нагревом об мотки с помощью термометра (температура должна быть не выше 70°С). Если сушку производят по схемам, показанным на рис. 3-20 в, а, рекомендуется каждые 2 ч переключать фазы об мотки электродвигате ля так, чтобы нагрев всех трех фаз шел рав номерно.
У с т а н о в к а Э л е |
|
|
|
|||||||
ктр и ч е с к и х |
|
|
м а- |
|
|
|
||||
ш и н. |
Перед |
|
установ |
|
|
|
||||
кой электрических |
ма |
|
|
|
||||||
шин |
необходимо |
про |
|
|
|
|||||
верить |
по |
чертежам |
|
|
|
|||||
соответствие |
|
проекту, |
|
|
|
|||||
фундаментов, |
|
кабель |
|
|
|
|||||
ных каналов и мон |
|
|
|
|||||||
тажных |
проемов |
для |
|
|
|
|||||
транспортировки |
|
обо |
|
|
|
|||||
рудования или его от |
|
|
|
|||||||
дельных |
узлов. |
|
|
|
|
|
||||
Особое |
внимание |
|
|
|
||||||
должно |
быть |
|
обраще |
|
|
|
||||
но на уточнение массы |
|
|
|
|||||||
перемещаемых |
|
элект |
Рнс. 3-20. Схемы для сушки асин |
|||||||
рических |
машин |
или |
хронного |
двигателя однофазным |
||||||
их узлов (для |
машин, |
переменным и постоянным |
током. |
|||||||
а, б ~ при |
шести выводах |
обмотки; |
||||||||
поступающих |
|
в |
разо- |
|||||||
|
в, г — при трех выводах обмотки,. |
|||||||||
бранном |
виде) |
и |
на |
|
|
|
||||
соответствие |
|
|
грузо |
в наличии |
кранов, кранбалок |
|||||
подъемности |
имеющихся |
|||||||||
или других механизмов и |
приспособлений для подъема |
|||||||||
и перемещения машин. |
|
|
|
При этом необходимо учитывать, что превышение паспортной грузоподъемности такелажных приспособ лений и оборудования, а также выполнение такелажных работ с нарушением запасов прочности, разрешенных Госгортехнадзором, не допускаются.
Электродвигатели устанавливают на чугунных пли стальных плитах (рамах) из профильного металла, на сварных кронштейнах или на подкладках непосредст-
11—1043 |
161 |
венно на фундаментах. Если требуется обеспечить про дольное перемещение двигателя (например, при ремен ной передаче), его устанавливают на салазках.
Перед окончательным закреплением выверяют гори зонтальное положение двигателя, а также совпадение его осп с осью вала приводимого механизма (выверка линии валов). При ременной передаче такую выверку
Рис. 3-21. Выверка установ |
Рнс. 3-22. Выверка осевой липни |
|
ки электродвигателя с ре |
валов |
соединяемых машин при |
менной передачей при раз |
помощи |
центровочных скоб. |
ной ширине шкивов. |
|
|
выполняют посредством стальных линеек, прикладывае мых к торцам шкивов (при одинаковой ширине шкивов). Если ширина шкивов разная, выверку делают шнурковыми отвесами (рнс. 3-21). От середины приводимого шкива до пола опускают два отвеса А и Б и протяги вают между ними шнурок, образующий прямую линию. От середины шкива электродвигателя тоже опускают два отвеса В и Г и пермещают электродвигатель до совпадения отвеса его шкива со шнуром.
При непосредственном соединении двигателя с при водимым механизмом полумуфтами осевую линию ва лов выверяют центровочными скобами (рис. 3-22), на саженными на полумуфты или их ступицы. Скобы рас полагают одну против другой, устанавливая зазоры а и б в пределах 1—2 мм. Затем оба вала поворачивают вокруг оси на 90° и замеряют зазоры а{ и б]. Далее пов торяют эти измерения еще 3 раза, каждый раз повора
162
чивая оба вала на 90°. Зазоры замеряют калиброванны ми щупами.
Результаты выверки считают удовлетворительными, если соблюдаются равенства
ai ~Ь аз — аг 4- и б1+ б3 — б2+ б4
или если разность между суммами двух зазоров (на пример, a|-j-a3) и других двух зазоров (а2-\-аА) ие пре вышает 0,05 мм.
Если эти условия не обеспечиваются, двигатель пе ремещают в вертикальной или горизонтальной плоско сти, подкладывая под его лапы подкладки из тонкой листовой стали.
После получения удовлетворительных результатов выверки окончательно закрепляют крепящие болты дви гателя. При установке двигателей на бетонном фунда менте фундаментную плиту пли салазки подливают жидким бетоном. Перед подливкой поверхность сопри косновения фундамента с подливаемым бетоном тща тельно очищают, особенно от масла и керосина, промы вают и в течение нескольких дней перед подливкой не прерывно увлажняют.
С о е д и н е н и е в ы в о д н ы х к о н ц о в у э л е кт - р п ч е с к и х м а ш и н п е р е м е н н о го и п о с т о я н- н ого тока. Обмотки машин трехфазного переменного тока могут быть соединены в звезду или треугольник. Концы обмоток соединяют либо наглухо внутри маши ны, либо снаружи на доске зажимов. При внешнем сое динении на доску зажимов выведено шесть концов трех обмоток (рис. 3-23), при внутреннем глухом соединении
на |
доску зажимов |
выведено три |
конца трех обмоток |
|
для присоединения |
внешней сети |
(рис. 3-23, в, г). |
||
ка |
Выводы обмоток трехфазных |
машин |
переменного то |
|
обозначают по ГОСТ 183-66 |
(табл. |
3-4). Обмотки |
многоскоростных асинхронных двигателей имеют более сложные обозначения, приводимые в специальных инст рукциях или справочниках. Обозначения выводов обмо ток машин постоянного тока приведены в табл. 3-5.
Схемы соединения выводов двигателей постоянного тока при правом и левом вращениях показаны на рис. 3-24.
В случаях, когда обозначения начала и конца каж дой из обмоток у асинхронного двигателя неясны, мож но определить их опытным путем. Перед этим при вы-
ll* |
163 |