Реферат на тему эксплуатация электродвигателей

Обновлено: 08.07.2024

Электрические машины широко применяют на электрических станциях, в промышленности, на транспорте, в авиации, в системах автоматического регулирования и управления, в быту.

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую, и наоборот. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называются генератором. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.

Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя. Это свойство электрической машины изменять направление преобразуемой ею энергии называется обратимостью машины. Электрическая машина может быть также использована для преобразования электрической энергии одного рода тока ( частоты, числа фаз переменного тока, напряжения постоянного тока ) в энергию другого рода тока. Такие электрические машины называются преобразователями.

В основу работы любой электрической машины положен принцип электромагнитной индукции. В зависимости от рода потребляемого или отдаваемого в сеть тока электрические машины подразделяются на машины переменного и постоянного тока. Электрическая машина состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или индуктора (для машин постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока очень часто используются постоянные магниты.

Асинхронный электродвигатель с ко-роткозамкнутым ротором:
1 — ротор,. 2 — обмотка статора, 3 — корпус, 4 — цилиндр из листов электротехнической стали, 5 — вал

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором:
а — общий вид, б -~ ротор; 1 — вал, 2 — контактные кольца, 3 — обмотка ротора, 4 — пакет ротора

Электродвигатель постоянного тока:
1 — коллектор, 2 — щетки, 3 — якорь, 4 — главный полюс, 5 — катушка обмотки возбуждения, 6 — корпус, 7 — подшипниковый щит, 8 — вентилятор, 9 — обмотка якоря

Ротор может быть:

- фазным (с обмоткой) — используются там, где необходимо уменьшить пусковой ток и регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя. Сейчас эти двигатели редкость, так как на рынке появились преобразователи частоты, ранее же они очень часто использовались в крановых установках.

Якорь — это подвижная часть машин постоянного тока (двигателя или генератора) или же работающего по этому же принципу так называемого универсального двигателя (который используется в электроинструменте). По сути универсальный двигатель — это тот же двигатель постоянного тока (ДПТ) с последовательным возбуждением (обмотки якоря и индуктора включены последовательно). Отличие только в расчётах обмоток. На постоянном токе отсутствует реактивное (индуктивное или ёмкостное) сопротивление. Поэтому любая болгарка, если выкинуть электронный блок, будет вполне работоспособна и на постоянном токе, но при меньшем напряжении сети.

Конструкция машин постоянного тока более сложная, стоимость выше и эксплуатация более дорогая, чем асинхронных, поэтому двигатели постоянного тока применяются в приводах, требующих широкого и плавного регулирования частоты вращения, или в автономных установках при питании двигателей от аккумуляторных батарей.

Асинхронные двигатели переменного тока являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу привода большинства механизмов, используемых во всех областях человеческой деятельности. Наиболее широко применяются асинхронные электродвигатели общего назначения средней мощности (от 1 до 4000 кВт) на низкое напряжение (до 1000 В)

Говоря об асинхронных электродвигателях переменного тока, можно дополнительно выделить две основные группы по назначению: электродвигатели общего назначения (общепромышленные) и двигатели специального назначения. К двигателям специального назначения относятся крановые и металлургические, тяговые, судовые, экскаваторные и взрывозащищенные электродвигатели.

Контактные кольца - вид электрических контактов, выполненных в виде токопроводящего кольца с прилегающими к нему щётками, обеспечивающих подачу электричества во вращающейся электрической машине из одной части цепи в другую при помощи скользящего контакта.

Контактные кольца применяются в случае невозможности прямой передачи электрической энергии при помощи проводов, например при подаче на вращающийся вал.

Используются в машиностроении, электродвигателях, робототехнике (для передачи информационного и управляющего сигнала). Применяемые в электродвигателях контактные кольца более предпочтительны по сравнению с коллекторным узлом, так как в процессе работы получают меньший износ.

В зависимости от выбранного технологического решения могут применяться контактные кольца концентрические и продольные.

Контактные кольца изготавливаются обычно из твёрдых металлов и, в отдельных случаях, имеют устойчивое к износу и воздействию внешней среды покрытие (позолоченное или серебряное).

Также известны случаи применения жидкометаллических контактных колец — ртутных токосъемников, обеспечивающих передачу больших токов и имеющие низкое сопротивление.

Техническое обслуживание (ТО) электродвигателей

Техническое обслуживание проводят на месте установки без демонтажа и разборки. В объем ТО входят: очистка электродвигателя от пыли и грязи; проверка исправности заземления, крепления электродвигателя и его элементов, степени нагрева и уровня вибрации и шума, надежности контактных соединений; измерение сопротивления изоляции и устранение обнаруженных неисправностей. У двигателей с фазным ротором проверяют состояние контактных колец и щеточного механизма.

Сроки ТО электродвигателей зависят от характеристики помещений и рабочих машин, с которыми они работают. ТО электродвигателей серий 4А, Д, АО2СХ проводят 1 раз в три месяца, кроме электродвигателей, установленных на зернодробилках, молотилках, прессах, измельчителях кормов (пыльные влажные помещения), для которых ТО осуществляют 1 раз в полтора месяца. Такую же периодичность обслуживания имеют электродвигатели, работающие на открытом воздухе или под навесом. Для двигателей молочных вакуум-насосов и пастеризаторов (особо сырые помещения) ТО выполняют 1 раз в два месяца.

Периодичность ТО для электродвигателей серии АО2, установленных в сухих и влажных, а также сырых помещениях, для электродвигателей, используемых в пыльных и особо сырых помещениях, определена в соответствии с ППРЭ – системе планово-предупредительных ремонтов электрооборудования.

Текущий ремонт (ТР) электродвигателей

Проводят либо на месте их установки, либо на пункте технического обслуживания, в мастерской и т.д. Текущие ремонты на месте установки электрооборудования выполняют специализированные выездные бригады.

В соответствии с ППРЭ в объем текущего ремонта электродвигателя входят: очистка от пыли и грязи, отсоединение от питающих проводов и заземления, демонтаж на месте установки и разборка, очистка обмотки, измерение сопротивления изоляции обмотки и при необходимости сушка обмотки, промывка подшипников, проверка и их замена при необходимости, ремонт или замена поврежденных выводных проводов обмотки и клеммной панели, коробки выводов, сборка, смазка подшипников, испытание на холостом ходу, покраска и, при необходимости, установка электродвигателя на рабочее место, центровка с рабочей машиной и испытание под нагрузкой.

У электродвигателей с фазным ротором проверяют состояние контактных колец, при необходимости выполняют их проточку и шлифовку, регулируют щеточный механизм и, если нужно, заменяют щетки.

При сушке обмоток электродвигателя удаляется влага из пор и трещин обмотки, но сами трещины и поры в лаковой пленке сохраняются. Значит, сохраняется вероятность довольно быстрого увлажнения обмотки электродвигателя при его "дыхании" в процессе эксплуатации, а следовательно, и вероятность пробоя. Устранение пор и трещин лаковой пленки проводников обмотки позволяет избежать ее увлажнения на длительный срок. Трещины и поры могут быть устранены только пропиткой обмотки в лаке.

Пропитка обмотки повышает ее надежность, но усложняет технологию ремонта, требует наличия пропиточных ванн, емкостей для хранения лака и т.д. Кроме того, увеличивается время нахождения электродвигателя в ремонте, оно может оказаться больше времени простоя между рабочими циклами. В этом случае потребуется замена ремонтируемого электродвигателя на резервный. Поэтому необходимо в каждом конкретном случае перед текущим ремонтом проводить тщательную диагностику состояния электродвигателя и на основе полученных данных решать вопрос об объеме и месте проведения ремонта.

Периодичность текущих ремонтов электродвигателей серий 4А, Д, АО2СХ в соответствии с ППРЭ составляет 24 месяца, за исключением электродвигателей, установленных на молочных вакуум-насосах и пастеризаторах в особо сырых помещениях, в которых влажность превышает 98%, в этом случае периодичность текущих ремонтов составляет 18 месяцев.

Периодичность ТР электродвигателей серии А02 составляет 24 месяца для сухих, влажных (влажность до 75%) и сырых помещений и 18 месяцев для пыльных и особо сырых помещений (влажность до 98%), исключая электродвигатели зернодробилок, молотилок, прессов, измельчителей кормов, для которых периодичность-12 месяцев. Такую же периодичность ТР имеют электродвигатели серии АО2, работающие на открытом воздухе или под навесом.

Система ППРЭ определяет периодичность обслуживания и ремонта применительно к помещению и рабочей машине, для которых электродвигатель используют. Влияние режима работы электродвигателя на изменение характеристики изоляции обмотки при определении периодичности ТО и ТР не учитывается. Кроме того, ППРЭ не учитывает срок эксплуатации электродвигателя. В соответствии с ППРЭ одинаковую периодичность имеют новый электродвигатель, впервые подвергавшийся ТО или ТР, и электродвигатель, уже неоднократно прошедший ТО и ТР. Не оговаривается периодичность ТО и ТР электродвигателей, установленных на рабочие машины после капитального ремонта или модернизации.

В этих условиях возрастает значение диагностики электрооборудования и роль руководителей электротехнической службы хозяйства при составлении месячных и годовых графиков ТО и ТР электрооборудования.

Качественно выполненная диагностика электрооборудования хозяйства позволит скорректировать сроки проведения технического обслуживания и текущего ремонта электрооборудования. При помощи диагностики можно выявить и вывести из работы для ремонта (модернизации) или для списания электрооборудование, выработавшее свой ресурс и имеющее предельно допустимые параметры надежности. В результате ликвидируется опасность внезапного отказа электрооборудования и аварийной остановки технологического процесса.

Модернизация своевременно выведенного в ремонт электрооборудования позволит повысить его надежность и, как следствие, обеспечить непрерывность технологического процесса сельскохозяйственного производства. В результате диагностики может быть принято решение об удлинении сроков между проведением ТО и ТР для электрооборудования, имеющего высокие параметры надежности, что позволит экономить затраты на проведение технического обслуживания электрооборудования.

Рассмотрим меры повышения эксплуатационной надежности электродвигателей.

Основные причины выхода из строя электродвигателей, используемых в сельскохозяйственном производстве: несоответствие тяжелым условиям среды; несоответствие или отсутствие защиты от неполнофазных режимов работы и аварийных перегрузок; недостаточный уровень эксплуатации.

Для устранения первой причины принимают следующие меры: выпускают электродвигатели повышенной надежности; модернизируют электродвигатели старых серий при ремонте; выносят электродвигатели за пределы влажной агрессивной среды.

Повышая надежность электродвигателей, заводы выпускают узкоспециализированные исполнения для условий сельскохозяйственного производства. Электродвигатели второй серии сельскохозяйственного исполнения АО2СХ хорошо себя оправдали в эксплуатации.

При работе в животноводческих помещениях срок службы электродвигателей сельскохозяйственного исполнения достигает 6. 8 лет, а второй серии общепромышленного исполнения - всего 1. 2 года.

В четвертой серии электродвигателей общепромышленного исполнения использованы те же изоляционные и активные материалы, что и в двигателях АО2СХ. Поэтому электродвигатели серий 4А и А02СХ работают с одинаковой надежностью. Отличие выпускаемых электродвигателей специализированного исполнения 4АСХ заключается только в анодировании или никелировании крепежных частей двигателя и более качественной окраске.

Модернизированные электродвигатели четвертой серии 4АМ обладают повышенной надежностью. Отечественная электропромышленность совместно со странами социалистического содружества приступила к выпуску новой серии двигателей АИ (интернациональной), характеристики и надежность которых еще более повышены.

Таким образом, современные электродвигатели общепромышленного исполнения относятся к универсальным, так как их можно использовать в особо сырых, с химически активной средой животноводческих помещениях, в которых содержание влажности составляет 80. 100%, аммиака - 2. 140 мг/м3, сероводорода - 10. 90 и углекислого газа - 0,03. 0,88 мг/м3, запыленность - до 240 г/м3.

В сельскохозяйственном производстве используют разнообразные серии электродвигателей, в том числе и старые - А, АО и А2, АО2.

При капитальных и текущих ремонтах старые серии электродвигателей желательно модернизировать. Обычно электромашиностроительные заводы при изготовлении электродвигателей применяют двукратную пропитку обмоток. Электроремонтные заводы иногда отступают от технологии ремонта и применяют только однократную пропитку обмотки, что заметно снижает надежность двигателей. В качестве простейшей модернизации электродвигателей при их ремонте можно считать применение не двух, - а трехкратной пропитки.

Трехкратная пропитка обмоток лаком, модифицированным ингибиторами

Это предложение В.И. Чарыкова - первый вид простейшей модернизации, повышающей надежность электродвигателей при текущем ремонте. Ингибитор, диффундируя в лаковую пленку и заполняя ее поры, препятствует проникновению влаги. Для исследований применяли хроматные и БДН ингибиторы, разработанные ЧИМЭСХ под руководством О.И. Голяницкого. Лучшие результаты были получены при использовании БДН ингибитора - это смесь диэтиланилина, бензотриазола и паранитрофенола, растворенная в ацетоне. При пропитке обмотки использовали эмаль ГФ-92ХС, модифицированную путем добавления 6% (от массы эмали) ингибитора.

Лобовые части обмотки статора обрабатывают краскораспылителем или окунают в специальные растворы (электродвигатели малой мощности).

Экспериментальные данные показали, что после двух месяцев эксплуатации сопротивление изоляции обмоток электродвигателей, пропитанных модифицированной эмалью, оказалось в 4 раза выше, чем сопротивление изоляции электродвигателей, пропитанных немодифицированной эмалью ГФ-92ХС.

Капсулирование лобовых частей электродвигателей

Это второй вид модернизации старых серий. Предложенный ВНИИ механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РФ способ капсулирования обмоток при помощи эпоксидных смол ввиду сложности технологии капсулирования можно применять только на ремонтных заводах при капитальных ремонтах двигателей.

Кроме того, следует учесть, что двигатель с капсулированной эпоксидным компаундом обмоткой становится неремонтопригодным.

Предложенный А.Е. Немировским способ капсулирования лобовых частей обмоток при помощи эластомеров на основе синтетического каучука применяют при текущих ремонтах электродвигателей даже в мастерских совхозов и колхозов.

При эксплуатации капсулированных электродвигателей в течение стойлового периода сопротивление изоляции обмоток было не ниже 500 МОм. Исследования показали, что срок службы капсулированных электродвигателей достигает 8 лет в тяжелых условиях животноводческих помещений. Опыт эксплуатации электродвигателей показывает необходимость усиления изоляции выводных концов при помощи липкой полихлорвиниловой ленты, лака или капсулирования.

В.В. Усовым предложено применение лобовых охладителей обмоток мощных электродвигателей старых серий

Суть способа заключается в нанесении на лобовые части обмотки слоя изоляционного лака. Затем на обмотку укладывают алюминиевые сегменты, плотно охватывающие обмотку и плотно прилегающие к пакету статора. В результате герметизируется (капсулируется) не только обмотка, но и резко возрастает ее теплоотдача. Опыты показали, что срок службы электродвигателей также может достигать 8 лет, при этом мощность двигателя может быть увеличена на одну ступень. Недостаток способа заключается в его сложности.

Для повышения эксплуатационной надежности электродвигателей практиковали выносить их в специальные помещения, расположенные рядом с фермами, что требует больших дополнительных расходов кабельной продукции. Поэтому данный способ повышения эксплуатационной надежности целесообразно осуществлять при строительстве новых объектов, заранее учитывая при проектировании технологию производства, расход электротехнических материалов, надежность электрооборудования и экономические показатели.

При монтаже электродвигателей в помещении необходимо учитывать обеспечение надежности их работы. Так, существующие системы крышной вентиляции животноводческих комплексов по откорму крупного рогатого скота в основном выполнены таким образом, что на электродвигатель постоянно стекает влага, поступающая в помещение из окружающей среды через вентиляционную трубу, отчего наблюдается значительный выход электродвигателей из строя. Смещение электродвигателя относительно вентиляционной трубы (вентилятора) резко сократило аварийность данных электродвигателей.

К числу эффективных профилактических мероприятий, предотвращающих возможное увлажнение изоляции, относится создание микроклимата внутри оболочки электродвигателя путем подогрева обмоток электродвигателя в период его нерабочего состояния. При токовом методе подогрева и сушке электродвигателей непосредственно на рабочем месте обмотки подключают через: конденсаторы (рис.1, а), однотиристорное устройство (рис.1, б), двухтиристорное устройство (рис.1, с).

Рисунок 1. - Принципиальные схемы подогрева обмоток электродвигателя при помощи:

а - конденсаторов С; 6 - однотиристорного устройства; в - двухтиристорного устройства.

Обмотки могут быть подключены и к вторичной обмотке понижающего трансформатора, например сварочного. Ток в обмотке электродвигателя должен быть таким, чтобы температура электродвигателя превышала температуру окружающей среды на 5. 10° С, что препятствует проникновению внутрь изоляции влаги и ее агрессивных примесей. При таком подогреве электродвигателя улучшается коэффициент мощности электроустановки фермы в целом. Необходимо отметить, что при несколько завышенной мощности (на 25. 30%) электродвигателя и подключении батареи конденсаторов к клеммам он может не отключаться от сети в случае потери фазы и работать в режиме однофазного питания, сохраняя непрерывный технологический процесс (например, доение).

Кроме того, индивидуальные конденсаторные батареи, соединенные в звезду, можно использовать в качестве элемента реле защиты от потери фазы для двигателей, однофазный режим которых недопустим (рис.52). Емкость фаз индивидуальных батарей конденсаторов (ИБК), соединенных треугольником, для электродвигателей единой серии основного общепромышленного исполнения мощностью до 10 кВт определяют из

Рисунок 2. - Схема с использованием конденсаторов для защиты от потери фазы.

следующих выражений: С =1,3(1 + + 2Рн); С = 3,0 (1+Рн); С = 3,7(1 + + Рн), С = 3,5(3 + РН) при частоте вращения соответственно 3000; 1500; 1000; 750 об/мин.

При мощности электродвигателей выше 10 кВт С=10 + РН при частоте вращения 3000, 1500 и 1000 об/мин и С = 30 + 2Рн - при 750 об/мин (Рн измеряют в киловаттах, С - в микрофарадах).

Емкость фаз ИБК для электродвигателей исполнения А02СХ должна быть увеличена на 35% по сравнению с вычисленной по приведенным выражениям. При использовании ИБК в период нерабочих пауз необходимо соблюдать особую предосторожность, так как электродвигатель хотя и неподвижен, но находится под напряжением. Кроме того, необходимо периодически контролировать емкость ИБК, а также эффективность компенсации коэффициента мощности.

Периодичность противосыростных мероприятий зависит от места установки электрооборудования и его исполнения.

При применении тиристорных устройств по двум фазным проводам протекает несинусоидальный ток. Исследованиями установлено, что при токе нагрева от однополярного устройства, составляющем 0,1% номинального тока питающего трансформатора, в смежных электроприемниках начинают наблюдаться вибрации, дребезжание систем контакторов и пускателей. При больших токах нагрева наблюдаются отказы контакторов, пускателей и реле, а также ослабление крепления и нарушение центровки электродвигателей.

В двухтиристорных устройствах импульсы тока двухполярны и в составляющих тока нагрева отсутствуют четные гармоники и постоянная составляющая. Поэтому даже при токе нагрева, соизмеримом с номинальным током питающего трансформатора, в режимах работы смежных электроприемников не наблюдается отрицательных явлений. Нормирование качества электроэнергии у приемников зависит от коэффициента несинусоидальности.

Одно из главных условий долговечной работы электрических машин – выбор аппаратуры управления электродвигателями и их защиты в соответствии с Правилами устройства электроустановок.

1. Пястолов А.А. Ерошенко Г.П. Эксплуатация электрооборудования – М.: Агропромэнерго, 1990 – 287 с.

2. Ерошенко Г.П. Пястолов А.А. Курсовое и дипломное проектирование по эксплуатации электрооборудования – М.: Агропромиздат, 1988 – 160 с.

Целью данного курсового проекта ставится изучение асинхронного электрического двигателя в целом, а в отдельности изучить его конструкцию, принцип действия, технические характеристики, его назначение.
Задачей курсового проекта является проведение эксплуатационных работ у асинхронного электрического двигателя, описание производимых работ, определение неисправностей и устранение выявленных повреждений.

Прикрепленные файлы: 1 файл

курсовая эрэоса Ильин.doc

Энергетика — область хозяйственно-экономической дея тельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий:

- получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащение ядерного топлива;

- передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка мазута на тепловую электростанцию;

- преобразование с помощью электростанций первичн ой энергии во вторичную, например химической энергииугля в электрическую и тепловую энергию;

- передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи.

Электрический двигатель — электрическая машина (электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.

Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением. Эти двигатели наиболее распространены в настоящее время.

Задачей курсового проекта является проведение эксплуатационных работ у асинхронного электрического двигателя, описание производимых работ, определение неисправностей и устранение выявленных повреждений.

1 Аналитическо-технологическая часть

В данном курсовом проекте будут рассматриваться асинхронные электрические двигатели, которые находятся в эксплуатации у предприятии БКЭС ГУП ОКС. Эксплуатация электрических двигателей осуществляется в соответствии с системой планово – предупредительного ремонта (ППР). Система ППР служит для обеспечения безотказной работы электрического оборудования. Это связано с тем, что преждевременный износ отдельных частей и деталей электрооборудования выше допустимого может привести к аварийному выходу его из строя. Поэтому основной задачей технического обслуживания электротехнического оборудования является содержание его в постоянном рабочем состоянии.

Видами эксплуатационных работ, выполняемых на асинхронных электрических двигателях, будут являться:

В данном курсовом проекте будет рассматриваться исключительно техническое обслуживание асинхронных электрических двигателей, которое проводится без демонтажа и разборки. В техническое обслуживание входит:

- очистка асинхронного двигателя от пыли и грязи;

- проверка исправности заземления;

- крепление элементов электрического двигателя;

- проверка степени нагрева, уровня вибрации и шума;

- проверка надежности контактных соединений;

- измерение сопротивления изоляции.

Сроки технического обслуживания для асинхронных электрических двигателей, находящихся в сухом помещении 1 раз в 3 месяца.

Назначение асинхронного электрического двигателя

Асинхронные электрические двигатели — наиболее распространенные электрические машины. Они являются основными преобразователями электрической энергии в механическую. В настоящее время асинхронные электродвигатели потребляют около половины всей вырабатываемой в мире электроэнергии и находят широкое применение в качестве электропривода подавляющего большинства механизмов. Это объясняется простотой конструкции, надежностью и высоким значением КПД этих электрических машин.

В зависимости от рода тока электроустановки, в которой должна работать электрическая машина, они делятся на машины постоянного и переменного тока.

Машины переменного тока могут быть как однофазными, так и много фазными. Наиболее широкое применение нашли трехфазные асинхронные электрические двигатели.

В настоящее время асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами. Они потребляют около 50% электроэнергии, вырабатываемой электростанциями страны. Такое широкое распространение асинхронные электродвигатели получили из-за своей конструктивной простоты, низкой стоимости, высокой эксплуатационной надежности. Они имеют относительно высокий КПД: при мощностях более 1кВт КПД=0,7:0,95 и только в микродвигателях он снижается до 0,2-0,65.

Наряду с большими достоинствами асинхронные двигатели имеют и некоторые недостатки: потребление из сети реактивного тока, необходимого для создания магнитного потока, в результате чего асинхронные двигатели работают с соs =1. Кроме того, по возможностям регулировать частоту вращения они уступают двигателям постоянного тока.

Появление трехфазных асинхронных двигателей связано с именем М.О.Доливо-Добровольского. Эти двигатели были изобретены им в 1889г.

В зависимости от типа обмотки ротора различают асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым или с фазным ротором.

В данном курсовом проекте мы будем рассматривать асинхронных электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Так как они являются наиболее подходящим электроприводом для небольших насосов Они значительно дешевле электродвигателей всех других типов и, что очень существенно, обслуживание их гораздо проще. Пуск этих электродвигателей — прямой асинхронный, при этом не требуется каких-либо дополнительных устройств, что дает возможность значительно упростить схему автоматического управления агрегатами.

Технические параметры асинхронного электрического двигателя

На предприятии БКЭС ГУП ОКС эксплуатируются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором АИР 56 А2.

Асинхронные электродвигатели АИР 56 А2 (ранее выпускались двигатели 4А, 4АМ) с короткозамкнутым ротором, благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных контактов, высокой ремонтопригодности, невысокой цене по сравнению с другими электрическими двигателями применяются практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Они используются для привода вентиляционного оборудования, насосов, компрессорных установок, станков, эскалаторов и многих других машин.

Таблица № 1 – Технические параметры асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором АИР 56 А2

Ток при 380 В, А

Масса электрического двигателя приведена для алюминиевого корпуса.

Рисунок 1 – Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором АИР 56 А2.

Расшифровка условного обозначения - электродвигатель АИР 56 А2:

- "А" - асинхронный двигатель;

- "Р" - привязка мощностей к установочным размерам;

- 56 - высота оси вращения (габарит);

- А - установочный размер по длине станины;

- 2 - число полюсов.

Принцип действия асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии индуктированного тока ротора с магнитным потоком статора. При включении обмотки трехфазного двигателя под напряжение источника трехфазного переменного тока внутри расточки статора образуется вращающееся магнитное поле, частота вращения которого равна

Силовые линии вращающегося магнитного поля пересекают стержни короткозамкнутой обмотки ротора, и в них индуктируется ЭДС, которая вызывает появление тока и магнитного потока в роторе двигателя.

Взаимодействие магнитного поля статора с магнитным потоком ротора создает механический вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться. Частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного поля. Поэтому двигатель называется асинхронным.

Для включения двигателя в сеть его статорные обмотки должны быть соединены в "звезду" или "треугольник".

Рисунок 2 – Схема включения электродвигателя в сеть.

Схемы включения всегда приводятся на обратной стороне крышки, закрывающей коробку выводов электродвигателя.

Для изменения направления вращения трехфазного асинхронного электродвигателя достаточно поменять местами две любых фазы сети независимо от схемы включения электродвигателя. Для быстрого изменения направления вращения двигателя применяют реверсивные рубильники, пакетные выключатели или реверсивные магнитные пускатели.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором наряду с простотой конструкции, высокой надежностью в работе, долговечностью, низкой стоимостью и универсальностью, обладает одним существенным недостатком: при его пуске возникает пусковой ток, значение которого в 5-7 раз больше номинального. Большой пусковой ток, на который электрическая сеть обычно не рассчитана, вызывает значительное снижение напряжения, что, в свою очередь, отрицательно влияет на устойчивую работу соседних электроприемников.

Чтобы уменьшить пусковые токи трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей больших мощностей, их включают с помощью переключателя схем со "звезды" на "треугольник". При этом сначала обмотки двигателя соединяются по схеме "звезда", потом, после того как ротор двигателя наберет номинальную частоту вращения, его обмотки переключаются в схему "треугольник".

Снижение пускового тока двигателя при переключении его обмоток со звезды на треугольник происходит потому, что вместо предназначенной для данного напряжения сети схемы "треугольник" каждая обмотка двигателя включается на напряжение в √3 раз меньшее, а потребляемый ток снижается в три раза. Снижается также в три раза и мощность, развиваемая электродвигателем при пуске. Поэтому изложенный способ снижения пускового тока можно использовать лишь при нагрузке не более 1/3 номинальной.

На каждом электрическом двигателе должен быть технический паспорт в виде металлической пластинки, укрепленной на его корпусе. В паспорте трехфазного асинхронного электродвигателя приводятся его основные технические данные, тип электродвигателя, заводской номер, соответствие стандартам, номинальные: напряжение, ток, мощность, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, масса.

Устройство асинхронного электрического двигателя

В данном курсовом проекте мы рассматриваем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором АИР 56 А2, который эксплуатируется на предприятии БКЭС ГУП ОКС.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором состоит из корпуса 7, неподвижного статора 6, вращающего ротора и двух подшипниковых щитов 4 с подшипниками качения или скольжения, расположенными в центре щитов. Статор двигателя состоит из сердечника 6 и трехфазной обмотки 8. Корпус изготовляется из чугуна или из алюминиевых сплавов.

Сердечник статора набирается из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,3 или 0,5 мм, изолированных друг от друга покраской лаком для уменьшения потерь на вихревые токи. На внутренней поверхности сердечника имеются открытые пазы для укладки в них трехфазной обмотки, выполненной из изолированного провода. Оси обмоток расположены симметрично под углом 120° друг к другу.

Ротор асинхронного электродвигателя состоит из вала, опирающегося на подшипники, сердечника и обмотки. Сердечник ротора набирается из штампованных листов электротехнической стали. На внешней поверхности сердечника имеются пазы, в которых размещаются медные или алюминиевые стержни обмотки ротора без изоляции. Концы стержней путем сварки или литья под давлением соединяются с кольцами. В результате получается короткозамкнутая обмотка ротора, напоминающая беличье колесо.

Назначение электродвигателей…………………………………. 4

Устройство и принцип действия………………………………….6

Техническое обслуживание электродвигателей………………….8

Текущий ремонт электродвигателей………………………………9

Трехкратная пропитка обмоток лаком, модифицированным ингибиторами. 13

Капсулирование лобовых частей электродвигателей……………14

Работа электрика по обслуживанию электрооборудования сводится к поддержанию работоспособного и безопасного состояния электрических машин, пускозащитных аппаратов, устройств освещения, сигнализации и автоматики, что все и называется электрооборудованием, а также проводов, кабелей, разъемов, зажимов, электромонтажных изделий и т. д.

В состав устройств могут входить различные элементы, например, резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы. Электрик должен быть знаком со всеми этими элементами, аппаратами и устройствами, но при работе он встречает много вопросов и затруднений, особенно в молодом возрасте, когда мало опыта. Полезно все эти вопросы, и затруднения не спеша проанализировать с книгой, но таких книг пока недостаточно.

Целью данной работы является знакомство с электрооборудованием и электродвигателями, составляющими часть электроустановок (их устройством), назначением, а также мерами безопасности, безотказности, увеличения срока службы. В этом смысле имеет большое значение знание всех отказов при работе в различных частях электроустановки, поисков и методов устранения отказов, что подробно представлено ниже.

Практически во всех областях деятельности современного общества применяется электрическая энергия.

Энергия — общая количественная мера различных форм движения материи. Для любого вида энергии можно назвать материальный объект, который является ее носителем. Так, механической энергией обладают вода, ветер, заведенная пружина; тепловой — нагретый газ, пар, горячая вода. Носителем электрической энергии является особая форма материи — электромагнитное поле.

Электрическая энергия получается путем преобразования других видов энергии (механической, тепловой, химической, ядерной и др.) и обладает ценными свойствами: относительно несложно, с малыми потерями передается на большие расстояния, легко дробится и преобразуется в нужный вид энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и др.).

Наибольшая часть электроэнергии для нужд народного хозяйства вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС). Здесь химическая энергия органического топлива (угля, мазута, торфа, газа) при его сжигании в паровых котлах превращается в тепловую энергию нагретого водяного пара. Пар под высоким давлением поступает в паровую турбину, где его энергия преобразуется в механическую. Турбины приводят в действие электрические генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую.

Следует отметить, что электродвигатели являются основным источником и потребителями электроэнергии. Учитывая быстрое истощение запасов органического топлива и неблагоприятное воздействие ТЭС на окружающую среду, существует необходимость в экономических разработках электропривода.

Электропривод—это совокупность устройств, приводящих в движение производственные машины и установки при помощи электрических двигателей.

Электропривод состоит из одного или нескольких двигателей, передаточного механизма, необходимого для передачи движения от двигателя к рабочей машине (зубчатого редуктора, ременной передачи и т. п.), и устройства управления, служащего для пуска, остановки и регулирования привода. В большинстве случаев работа электроприводов автоматизируется, начиная с относительно простых операций дистанционного пуска и остановки и кончая выполнением функций регулирования и управления сложными взаимосвязанными комплексами различных производственных механизмов.

Автоматическое управление электроприводами, составляющее основу автоматизированного производства, дает возможность увеличить производительность силовой установки. В соответствии с Основными направлениями экономического и социального развития РБ на 2006— 2010 годы и на период до 2016 года выработка электроэнергии в 1990 г. Должна составить 1910—2000 млрд кВт • ч.

Для ускорения научно-технического прогресса большое значение имеет автоматизация производственных процессов, осуществляемая на базе электротехники и электроники. К 2007 г. предусматривается резко повысить уровень автоматизации производства (в среднем в 2 раза). В промышленности намечено ввести 5,1 тыс. автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Предполагается создание и освоение новых поколений электронных вычислительных машин (ЭВМ) всех классов от супер-ЭВМ до персональных для школьного обучения. Применение микропроцессоров и микроЭВМ позволяет создавать гибкие автоматизированные системы управления технологическими процессами, электроприводом и электродвигателями, что дает возможность обеспечивать оптимальное выполнение производственных программ. Прокопчик

Назначение электродвигателей

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую, и наоборот. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называются генератором. Преобразование электрической энергии в механическую - осуществляется двигателями.

В работе будут описаны принципы и характеристики работы двигателей электропривода, согласно заданной темы и выполненных работ по изучению основ электропривода.

Машины переменного тока могут быть как однофазными, так и много фазными. Наиболее широкое применение нашли трехфазные синхронные и асинхронные машины, а также коллекторные машины переменного тока, которые допускают экономичное регулирование частоты вращения в широких пределах

В настоящее время асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами. Они потребляют около 50% электроэнергии, вырабатываемой электростанциями страны. Такое широкое распространение асинхронные электродвигатели получили из-за своей конструктивной простоты, низкой стоимости, высокой эксплуатационной надежности. Они имеют относительно высокий КПД: при мощностях более 1кВт кпд=0,7:0,95 и только в микродвигателях он снижается до 0,2-0,65.

Устройство и принцип действия AD.

Устройство асинхронного двигателя. Двигатель состоит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора 6 и вращающегося ротора 3. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку.

При этом обмотка 2 статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка 4 ротора - вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между этими обмотками (подобно трансформатору).

Существуют два основных типа асинхронных двигателей: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Последние, иногда называют двигателями с контактными кольцами. Оба типа двигателей имеют одинаковую конструкцию статора и различаются конструкцией ротора.

Статор асинхронного двигателя состоит из корпуса, сердечника и обмотки. Корпус статора служит для соединения всех частей двигателя в единую конструкцию. В небольших двигателях в корпус устанавливают обмотку.

Существуют два основных типа асинхронных двигателей: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Последние - иногда называют двигателями с контактными кольцами. Оба типа двигателей имеют одинаковую конструкцию статора и различаются конструкцией ротора.

Статор асинхронного двигателя состоит из корпуса, сердечника и обмотки. Корпус и статор служит для соединения всех частей двигателя в единую конструкцию. В небольших двигателях корпус

отливают из алюминиевого сплава, стали или чугуна, а в крупных машинах делают сварным. В корпус статора запрессован сердечник 2, который с целью уменьшения по-терь от вихревых токов собирается из изолированных друг от друга лаком листов электрической стали (рис. 8.7,6). В пазы сердечника уложены проводники обмотки статора, которая выполняется из медного провода. Основным элементом обмотки является секция, которая может иметь' один или несколько витков.

Активные стороны секций укладывают в пазы сердечника статора, например сторону / укладывают в первый паз, а сторону 4 секции — в четвертый паз. Секции соединяют между собой в катушки, из которых состоят обмотки каждой фазы. Начала С1, С2, С3 и концы С4, С5, С6 фазных обмоток присоединяют к зажимам коробки выводов (рис. 8.9, а). Для упрощения переключения схем У и д зажимы обмотки статора располагают в порядке, указанном на рис. 8.9, а.

Ротор асинхронного двигателя состоит из сердечника 3 обмотки 4 и вала 5. Вал ротора устанавливается в подшипниках, запрессованных в подшипниковых щитах 7, прикрепленных болтами к корпусу статора, и служит для передачи вращающего момента производственному механизму. Сердечник ротора имеет цилиндрическую форму и собирается из листов электротехнической стали.

В двигателях с короткозамкнутым ротором обмотка ротора состоит из ряда алюминиевых стержней (располагаемых в пазах сердечника ротора), замкнутых по торцам кольцами. В этих двигателях мощностью до 400 кВт обмотку ротора выполняют заливкой его пазов под давлением расплавленным алюминием.

Асинхронные двигатели - наиболее распространенный вид электрических машин, потребляющих в настоящее время около 40% всей вырабатываемой электроэнергии. Их установленная мощность постоянно возрастает. Асинхронный двигатели широко применяются в приводах металлообрабатывающих, деревообрабатывающих и других видов станков, кузнечно-прессовых, ткацких, швейных, грузоподъемных, землеройных машин, вентиляторов, насосов, компрессоров, центрифуг, в лифтах, в ручном электроинструменте, в бытовых приборах и т.д. Практически нет отрасли техники и быта, где не использовались бы асинхронные двигатели.

Потребности народного хозяйства удовлетворяются главным образом двигателями основного исполнения единых серий общего назначения, т.е. применяемых для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям, шуму и т.п. Вместе с тем в единых сериях предусматривают также электрические и конструктивные модификации двигателей, модификации для разных условий окружающей среды, предназначенные для удовлетворения дополнительных специфических требований отдельных видов приводов и условий их эксплуатации. Модификации создаются на базе основного исполнения серий с максимально возможным использованием узлов и деталей этого исполнения.

В некоторых приводах возникают требования, которые не могут быть удовлетворены двигателями единых серий. Для таких приводов созданы специализированные двигатели, например электробуровые, краново-металлургические и др.

Эксплуатация электродвигателей

Состояние электродвигателей, их пускорегулирующих устройств и защиты должно обеспечивать их надежную работу при пуске и в рабочих режимах.

Отклонение напряжения от номинального значения, указанного на заводской табличке электродвигателя, влечет за собой изменение его вращающего момента, токов, температур нагрева обмоток и активной стали, энергоэкономических показателей — коэффициента мощности и КПД.

В получившем наибольшее распространение асинхронном короткозамкнутом электродвигателе с понижением напряжения уменьшается пропорционально квадрату напряжения вращающий момент, снижается частота вращения и соответственно падает производительность механизма.

Уменьшение напряжения ниже 95 % от номинального характеризуется значительным увеличением токов и нагревом обмоток. Повышение температуры нагрева прежде всего оказывает вредное воздействие на изоляцию обмотки статора, вызывая ее преждевременное старение. Увеличение напряжения свыше 110 % от номинального сопровождается в первую очередь повышением нагрева активной стали и общим увеличением нагрева обмотки статора по мере увеличения тока.

Отклонения напряжения в пределах от 95 до 110 % номинального не вызывают столь серьезных изменений параметров электродвигателя и поэтому являются допустимыми. Однако оптимальные показатели и характеристики электродвигателя обеспечиваются при напряжениях в пределах от 100 до 105 % номинального. С целью сохранения оптимальных параметров электродвигателя, создания наилучших условий для его пуска необходимо поддерживать напряжение на шинах на уровне верхнего предела, т.е. 105 % от номинального.

На электродвигателях и приводимых ими в действие механизмах должны быть нанесены стрелки, указывающие направление вращения. Кроме того, на электродвигателях и их пусковых устройствах должны быть надписи с наименованием агрегата, к которому они относятся, выполняемые с учетом требований ПТЭ.

Выполнение функций большинства механизмов осуществляется при определенном направлении вращения. Поэтому направление вращения электродвигателя должно быть согласовано с требуемым направлением вращения механизма. Следует учитывать, что определенное направление вращения для ряда электродвигателей и механизмов является обязательным по условиям охлаждения, смазки подшипников и другим конструктивным особенностям.

Продуваемые электродвигатели, устанавливаемые в пыльных помещениях и помещениях с повышенной влажностью, должны иметь подвод чистого охлаждающего воздуха. Данное требование преследует цель обезопасить электродвигатели от интенсивного загрязнения и увлажнения их активных частей. Опасному воздействию загрязненной и увлажненной среды в первую очередь подвергается изоляция обмотки статора. Попадание в электродвигатель пыли резко ухудшает условия его охлаждения, вызывает повышенный нагрев, ускоряющий старение изоляции. Увлажнение снижает электрическую прочность и вызывает пробой изоляции. Поэтому подвод чистого охлаждающего воздуха по воздуховодам к продуваемым электродвигателям создаст нормальные условия для их работы.

При перерыве в электропитании продолжительностью до 2,5 с должен быть обеспечен самозапуск электродвигателей ответственных механизмов.

При отключении электродвигателя ответственного механизма от действия защиты и отсутствии резервного электродвигателя допускается повторное включение электродвигателя после внешнего осмотра. Перечень ответственных механизмов должен утверждаться главным энергетиком предприятия.

Целью самозапуска является восстановление нормальной работы электродвигателей после кратковременного перерыва в электропитании, который может быть вызван отключением рабочего источника питания, коротким замыканием во внешней сети и т.п. После исчезновения питания происходит торможение, т.е. снижение частоты вращения электродвигателей. Возможность самозапуска зависит от продолжительности перерыва электропитания. Чем больше этот перерыв, тем более глубокое торможение претерпевают электродвигатели, а чем меньше частота их вращения в момент восстановления электропитания, тем больше суммарный ток самозапускающихся электродвигателей, который, увеличивая падение напряжения в линии питания, уменьшает начальное напряжение самозапуска, что в свою очередь увеличивает время разбега электродвигателей и восстановление производительности механизмов.

Электродвигатели, длительно находящиеся в резерве, должны осматриваться и опробоваться вместе с механизмами по утвержденному графику. Бесперебойная работа основных агрегатов оборудования во многом зависит от состояния и готовности к работе резервных электродвигателей. Резервные электродвигатели следует рассматривать как работающие.

Надзор за нагрузкой электродвигателей, вибрацией, температурой подшипников и охлаждающего воздуха, уход за подшипниками (поддержание уровня масла) и устройствами подвода воздуха и воды для охлаждения обмоток, а также операции по пуску и останову двигателей осуществляются дежурным персоналом цеха, обслуживающим механизмы.

Допускается осуществлять пуски электродвигателя с короткозамкнутым ротором 2 раза подряд из холодного состояния и 1 раз из горячего состояния.

Периодичность ремонтов электродвигателей не регламентирована. Это позволяет выполнять ремонт электродвигателей в плановые сроки ремонта основных агрегатов оборудования. Установленные периодичность и виды ремонта должны обеспечить надежную работу электродвигателей.

Профилактические испытания и измерения на электродвигателях должны производиться в соответствии с Нормами испытания электрооборудования.

Читайте также: