Схемы управления электродвигателями

ВВЕДЕНИЕ

Электрические машины широко применяют на электрических станциях, в

промышленности, на транспорте, в авиации, в системах автоматического

управления и регулирования, в быту. Они преобразуют механическую энергию в

электрическую (генераторы) и, наоборот, электрическую энергию в

механическую.

Любая электрическая машина может использоваться как генератор, так и

двигатель. Это её свойство называется обратимостью. Она может быть также

использована для преобразования одного рода тока в другой (частоты, числа

фаз переменного тока, напряжения) в энергию другого вида тока. Такие машины

называются преобразователями.

Электрические машины в зависимости от рода тока электрической

установки, в которой они должны работать, делятся на машины постоянного

тока и машины переменного тока. Машины переменного тока могут быть как

однофазными, так и многофазными. Наиболее широкое применение получили

асинхронные двигатели и синхронные двигатели и генераторы.

Принцип действия электрических машин основан на использовании законов

электромагнитной индукции и электромагнитных сил.

Электрические двигатели, используемые в промышленности, быту

выпускают сериями, которые представляют собой ряд электрических машин

возрастающей мощности, имеющих однотипную конструкцию и удовлетворяющих

общему комплексу требований. Широко применяются серии специального

назначения.

Общие сведения об электрических двигателях

. Классификация электрических двигателей

Электрический двигатель --- машина, предназначенная для преобразования

электрической энергии в механическую.

Электрические двигатели классифицируют:

По принципу действия электрические двигатели различают:

Переменного тока (асинхронные, синхронные)

Постоянного тока (с независимым, параллельным, последовательным и

смешанным возбуждением).

По форме исполнения электрические двигатели делят на 9 групп. Наиболее

распространенны следующие типы:

На лапах с подшипниковыми щитами, горизонтальным валом (рис.1)

[pic]Рис.1

На лапах с подшипниковыми щитами, фланцем на подшипниковом щите,

вертикальным валом (рис.2)

[pic]Рис.2

Без лап с подшипниковыми щитами, фланцем на одном подшипниковом щите

(рис.3)

[pic]Рис.3

По степени защиты от соприкосновения с токоведущими частями и попадания

во внутрь посторонних тел, пыли, влаги выполняют различные модификации:

- Открытые электрические машины выполнены без специальных

приспособлений для предохранения от случайного соприкосновения с

вращающимися и токоведущими частями, она также не имеет специальных

приспособлений для предотвращения попадания внутрь машины посторонних

предметов. Их устанавливают только в машинных залах.

- Закрытые электрические машины снабжены специальными

приспособлениями при помощи, которых корпус машины отделяется от

окружающей среды, но не настолько плотно, чтобы считать её герметической.

Предназначается для использования в пыльных помещениях и на открытом

воздухе.

- Защищенная электрическая машина снабжена специальными

приспособлениями для предохранения от случайного прикосновения к её

вращающимся и токоведущим частям, а также для предотвращения попадания

внутрь машины посторонних предметов. Предназначается для установки в

закрытых помещениях.

- Каплезащищенная электрическая машина снабжена приспособлениями для

предохранения её внутренних частей от попадания капель влаги, падающих

отвесно.

- Брызгозащищенные электрические машины снабжены приспособлениями

для предохранения от попадания внутрь её брызг, падающих под углом до 45

градусов к вертикали с любой стороны.

- Водозащищённые электрические двигатели выполнены таким образом,

что при обливании их вода не проникает внутрь машины.

- Взрывобезопасная машина выполнена таким образом, что она может

противостоять взрыву внутри неё газов, которые могут там накопиться, и не

допускать воспламенения взрывчатых или горючих газов содержащихся в

окружающей среде при искрении внутри машины. Предназначается для

установки на угольных шахтах и некоторых химических заводах.

- Герметическая электрическая машина выполнена таким образом, что

все отверстия её закрыты настолько плотно, что при определенном наружном

давлении исключается всякое сообщение между внутренним пространством

машины и окружающей средой.

По способу охлаждения электрические машины классифицируют:

- Естественно охлаждаемая электрическая машина не имеет

приспособлений для усиления охлаждения. Этот тип охлаждения обычно

применяется в машинах открытого типа.

- Вентилируемая машина снабжена специальными приспособлениями для усиления

охлаждения.

- Электрическая машина с самовентиляцией оснащена вентилирующими

приспособлениями на её вращающейся части.

- Электрическая машина с независимой вентиляцией имеет

вентиляционные устройства, не связанные с вращающейся частью машины.

- Электрическая машина с проточной вентиляцией охлаждается воздухом

внешней среды.

- Продуваемая электрическая машина снабжена вентиляционными устройствами,

прогоняющими воздух через внутренние части машины.

- Обдуваемая электрическая машина снабжена для охлаждения вентиляционными

устройствами, обдувающими наружные части машины.

По номинальным режимам работы выделяют три основных режима работы.

- Продолжительный режим – электрический двигатель работает при постоянной

нагрузке R,н. При этом за время работы температура всех частей двигателя

достигает установившегося значения t,уст. (График 1)

[pic]

- Кратковременный режим --- периоды неизменной номинальной нагрузки

чередуются с периодами отключения двигателя. За время работы под нагрузкой

двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время

остановки охладиться до температуры окружающей среды. Различают двигатели с

длительностью включения 10, 30, 60 и 90 минут. (График 2)

[pic]

- Повторно-кратковременный режим --- кратковременные периоды t,p

неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами t,n отключения

электрического двигателя. За время работы электрический двигатель не

успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы не

успевает охладиться до температуры окружающей среды. (График 3)

[pic]

Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной

продолжительностью включения

[pic]

где t,p -- время работы при номинальной нагрузке

t,n -- время отключения электрического двигателя

Предусмотрены следующие номинальные повторно-

кратковременные режимы: 15, 25, 40 и 60%.

. Устройство электрических двигателей

. Двигатели постоянного тока

Электрические машины постоянного тока, как и какие-либо другие

электрические машины – это электромеханические преобразователи энергии.

Машины постоянного тока способны работать и как в режиме электрического

двигателя, так и в режиме генератора постоянного тока. Двигатели

постоянного тока используются гораздо чаще, чем генераторы постоянного

тока. Это объясняется важными преимуществами этих двигателей. Возможностью

плавно, простыми способами и в широких пределах регулировать частоту

вращения. Значительным пусковым моментом и одновременно незначительным

пусковым током. Способностью к перегрузкам.

Приведенные позитивные качества двигателей постоянного тока

обуславливает широкое их применение в системах автоматического управления,

автомобильном, железнодорожном, морском транспорте, городском транспорте и

т. д.

Кроме позитивных качеств у таких двигателей есть также негативные

качества. Самым главным недостатком является присутствие в конструкции

ненадежного узла – «щетко-коллекторного» механизма, искрение которого под

нагрузкой делает невозможной эксплуатацию этих двигателей во взрывоопасных

помещениях. Этот главный недостаток уменьшает область применения

электрических двигателей постоянного тока. Сложная технология

изготовления, необходимость особенного ухода за машиной также весомые

недостатки.

Производство и широкое применение мощных силовых транзисторов и

тиристоров для изготовления специальных источников электрической энергии с

переменной частотой и напряжением, предназначенных для питания и частотного

управления скоростью вращения асинхронного двигателя, приводит к вытеснению

ними двигателей постоянного тока из областей их традиционного применения.

В последнее время созданы и успешно применяются двигатели постоянного

тока, в которых механический коллектор заменен бесконтактным коммутатором

на полупроводниковых элементах.

. Строение машин постоянного тока

Конструктивно машина постоянного тока состоит из неподвижного статора

и подвижного ротора, разделенных между собой воздушным зазором. (Рис.4)

Статор состоит из станины, к которой прикреплены сердечники основных и

дополнительных полюсов. На этих сердечниках размещены катушки обмотки

возбуждения и обмотки дополнительных полюсов. Станина, а также сердечники

основных и дополнительных полюсов являются частью магнитопровода. Обмотка

возбуждения образует магнитодвижущую силу (МДС) возбуждения и

соответственно основной магнитный поток. Обмотка дополнительных полюсов

образует МДС для компенсации реакции якоря и облегчает условия коммутации

(устраняет искрение на скользящих контактах «щетка-коллектор»).

Сердечники основных полюсов или их наконечники, изготавливают

шихтованными (из стальных штампованных листов), а дополнительные массивными

или также шихтованными. Это делается с целью уменьшения потерь мощности от

вихревых токов, которые наводятся в основных полюсах из-за пульсаций

магнитного потока во время вращения якоря.

Полюса крепятся к станине с помощью болтов. Катушки основных и

дополнительных полюсов изготавливают из изолированного медного провода

круглого или прямоугольного сечения. Кроме приведенных выше обмоток, в

наконечниках основных полюсов, машин постоянного тока со сложными

условиями коммутации (прокатные двигатели, специального назначения и др.),

размещают компенсационную обмотку, которая подключается последовательно с

обмоткой якоря так, чтобы магнитный поток от неё был направленным навстречу

потоку от тока якоря и полностью компенсировал бы его реакцию.

Якорь крепится на валу, состоит из сердечника (который является частью

магнитопровода машины), обмотки и коллектора. Сердечник якоря, который

перемагничивается с частотой f , собирают из листов электротехнической

стали. В пазы сердечника вкладывают секции обмотки якоря. В каждом пазу

уложено две части разных секций обмоток, одна поверх другой. Концы обмоток

припаивают к соответствующим пластинам коллектора. Секции могут быть

одновитковыми и многовитковыми. Якорь соединен со статором с помощью

подшипниковых щитов, а на якоре закрепляются подшипники. Выводы от обмоток

возбуждения и якорной группы размещают в клемной коробке. Вся машина

крепится к фундаменту с помощью лап. Для охлаждения машины предусмотрены

вентиляционные каналы.

Особым конструкционным компонентом электрических машин постоянного

тока является коллектор. В основном коллектор изготавливают виде цилиндра,

который собран из пластин из твердой меди. Между пластинами размещены

изоляционные прокладки из миканита. Над коллектором устанавливают щетки,

которые размещаются в щеткодержателях, укрепленных на подшипниковом щите с

помощью траверсы. Щетки прижимаются к коллектору с помощью пружин, прижим

которых можно регулировать.

[pic]

[pic]

Рис.4 Устройство электрического двигателя постоянного тока:

1 – щеткодержатель

2 – щетки

3 – коллектор

4 – якорь

5 – станина

6 – обмотка якоря

7 – сердечник дополнительного полюса

8, 9 – катушка и сердечник главного полюса

. Принцип действия электрического двигателя постоянного тока

Если обмотку возбуждения подключить к источнику электрической энергии,

то по обмотке возбуждения будет протекать электрический ток. Под действием

этого тока будет образовываться основное магнитное поле электрической

машины. С помощью основных полюсов, в частности наконечников этих полюсов,

формируется равномерное распределение индукции по дуге цилиндрической

поверхности ротора. Обмотка возбуждения вместе с магнитопроводами статора и

ротора называется индуктором, т.е. той частью машины, которая образует

основное магнитное поле.

В результате взаимодействия магнитного поля обмоток якоря и магнитного

поля полюсов создается вращающий момент и якорь машины приходит во

вращение. Т.о. электрическая энергия преобразовывается в механическую

энергию. Момент развиваемый электрическим двигателем вычисляется по

формуле:

M=k((

где, M развиваемый момент электрическим двигателем

. магнитный поток эл.дв., Вб.

. ток обмотки якоря, А

k конструктивная постоянная машины

При вращении якоря в проводниках его обмотки индуцируется ЭДС, направление

которой противоположно направлению тока, поэтому её называют противо-ЭДС

или обратной ЭДС. Эта ЭДС играет роль регулятора потребляемой мощности,

т.е. изменение потребляемого тока происходит вследствие изменения противо-

ЭДС. Приложенное напряжение уравновешивается противо-ЭДС, падением

напряжения в обмотке якоря и щеточных контактах. Следовательно:

U=E+IRя

Ток в обмотке якоря и частота его вращения определяются по формулам:

I= (U-E)/Rя

и,

n= (U-IRя)/ (с() где, с постоянная, определяется

конструкцией машины.

Условием установившегося режима двигателя является равенство вращающего и

тормозного момента. Если вращающий момент, развиваемый двигателем Мэ,

уравновешен тормозным моментом Мт, то частота вращения якоря остается

постоянной. При нарушении равновесия моментов появляется дополнительный

момент, создающий положительное или отрицательное ускорение вращения якоря.

Если увеличить нагрузку (тормозной момент на валу двигателя Мт) то

равновесие моментов нарушится (МэМэ), то частота вращения

уменьшается непрерывно до остановки двигателя. Такие случаи могут возникать

при больших тормозных моментах на валу и значительных понижениях напряжения

в сети.

При уменьшении нагрузки на валу двигателя (Мэ>Мт) вращение якоря начнет

ускоряться, что вызовет увеличение противо-ЭДС в его обмотке. Ток в обмотке

якоря уменьшится и снизится вращающий момент двигателя. Изменение частоты,

противо-ЭДС и тока в якоре будет протекать также до восстановления

равновесия моментов (Мэ=Мт).

Однако в электрических двигателях постоянного тока сравнительно часто

создаются условия, при которых равновесие моментов не восстанавливается при

любом изменении частоты, так что вращающий момент всегда остается больше

тормозного момента на валу двигателя (Мэ>Мт). В таких случаях частота

вращения якоря непрерывно увеличивается, теоретически стремясь к

бесконечности. Практически при значительном превышении номинальной частоты

машина разрушается --- разрываются бандажи, скрепляющие лобовые соединения

обмотки, проводники обмотки выходят из пазов и т.д. Такой аварийный режим

называется разносом двигателя.

Направление вращения якоря эл.двигателя постоянного тока зависит от

полярности полюсов и от направления тока в проводниках обмотки якоря. Т.о.

для реверсирования двигателя, т.е. для изменения направления вращения

якоря, нужно либо изменить полярность полюсов, переключив обмотку

возбуждения, либо изменить направление тока в обмотке якоря.

Обмотка возбуждения обладает значительной индуктивностью и переключение ее

нежелательно. Поэтому реверсирование двигателей постоянного тока обычно

производится переключением обмотки якоря.

. Магнитное поле электрических машин постоянного тока

Магнитное поле электрических машин постоянного тока состоит из двух частей:

основного магнитного поля и магнитного поля якоря. Ток Iв, который

протекает по обмотке возбуждения с числом витков (в, образует

магнитодвижущую силу (МДС) обмотки В.

Fв=Iв(в

Под действием магнитодвижущей силы образуется магнитный поток Фо основного

магнитного поля, который замыкается через основные полюса, магнитопровод

статора и ротора и дважды пересекает воздушный зазор. Магнитный поток Фо

основного поля вычисляют по закону Ома для магнитной цепи:

[pic]

где, Rб – воздушные зазоры, Rп – основные полюса, Rс – сопротивление

статора, Rр – сопротивление ротора. Fп – магнитодвижущая сила обмотки

одного полюса, которая связана с МДС возбуждения зависимостью:

Fв=2Fп

Чтобы уменьшить пульсацию, необходимо распределить индукцию основного

магнитного поля в воздушном зазоре как можно равномернее. Это достигается

путем выбора формы наконечника основного полюса.

Магнитное поле якоря возбуждает проводники с током обмотки якоря,

распределение которых вдоль дуги поверхности ротора равномерное. Влияние

магнитного поля якоря на основное магнитное поле машины называется реакцией

якоря. Реакция якоря имеет негативное влияние на работу машины постоянного

тока:

искажается равномерное распределение магнитной индукции вдоль дуги

зазора

вследствие насыщения магнитопровода уменьшается основной магнитный

поток

Чтобы уменьшить негативное влияние реакции якоря, применяют:

-- компенсационную обмотку. Компенсационная обмотка включается

последовательно с обмоткой якоря, пропуская по ней ток якоря. Магнитный

поток якоря и компенсационной обмотки возбуждаются одним и тем же током и

направлены встречно. Таким образом происходит компенсация негативного

влияния реакции якоря.

-- дополнительные полюса. Обмотку дополнительного полюса

включают последовательно с обмоткой якоря, поэтому магнитное

дополнительных полюсов зависит от тока якоря. Дополнительные полюса

размещают так, чтобы магнитное поле якоря и дополнительных полюсов были

противоположными друг другу и таким образом компенсировалось влияние

реакции якоря.

. Электромагнитный момент машины постоянного тока

Сила Ампера – это взаимодействие, а также сила взаимодействия любого

магнитного поля на проводник с током.

На каждый проводник длинной L обмотки якоря с током Iа, который находится в

магнитном поле с индукцией В, действует сила Ампера, значение которой

равняется:

Fi=BIaL

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

Момент силы Ампера одного проводника, который лежит в пазу ротора диаметром

D, равняется:

M=NM1=NBIaL(D/2)

Преобразуя формулу можно получить:

М=СмФоIя

где, Фо -- магнитный поток Iя -- поток якоря См -- конструктивная

постоянная двигателя, которая вычисляется по формуле

См=рN/2(a

Ток якоря вычисляется:

[pic]

Ея – электродвижущая сила якоря Rя – сопротивление обмотки якоря

U – приложенное напряжение

. Способы возбуждения основного магнитного поля машин постоянного тока

Основное магнитное поле машины образуется током в обмотке возбуждения. В

зависимости от того как включается обмотка, различают такие способы

возбуждения (Рис.5):

независимое, в котором обмотка возбуждения питается от независимого

источника питания (рисунок А);

параллельное, в котором обмотка возбуждения включается параллельно обмотке

якоря (рисунок Б);

последовательное, в котором обмотка возбуждения и обмотка якоря включены

последовательно (рисунок В);

смешанное, с параллельной и последовательной обмоткой возбуждения (рисунок

Г);

[pic]

Рис.5

Кроме того, электрические машины постоянного тока могут возбуждаться

постоянными магнитами. Начала и концы обмоток возбуждения, согласно

стандартам, обозначаются так:

обмотка якоря –Я1;Я2

обмотка дополнительных полюсов – Д1;Д2

компенсационная обмотка – К1;К2

обмотка возбуждения независимая – М1;М2

обмотка возбуждения параллельная –Ш1;Ш2

обмотка возбуждения последовательная – С1;С2

. Потери и кпд машин постоянного тока

В машинах постоянного тока при работе происходят потери энергии, которые

складываются из трех составляющих.

Первой составляющей являются потери в стали Рст на гистерезис и на

вихревые токи, возникающие в сердечнике якоря. При вращении якоря машины

сталь его сердечника непрерывно перемагничивается. На её перемагничивание

затрачивается мощность, называемая потерями на гистерезис. Одновременно при

вращение якоря в магнитном поле в сердечнике его индуцируются вихревые

токи. Потери на гистерезис и на вихревые токи, называемые потерями в стали,

обращаются в теплоту и нагревают сердечник якоря.

Потери в стали зависят от магнитной индукции и частоты перемагничивания

сердечника якоря. Магнитная индукция определяет эдс машины или, иначе,

напряжение, а частота перемагничивания зависит от частоты вращения якоря.

Поэтому при работе машины постоянного тока в режиме генератора или

двигателя потери в стали будут постоянными, не зависящими от нагрузки, если

напряжение на зажимах якоря и частота его вращения постоянны.

Ко второй составляющей относятся потери энергии на нагревание

проводов обмотки возбуждения и якоря проходящими по ним токами, называемые

потерями в меди, — Роб. Потери в обмотке якоря и в щеточных контактах

зависит от тока в якоре, т.е. являются переменными — меняются при изменении

нагрузки.

Третья составляющая — механические потери Рмех, представляющие собой

потери энергии на трение в подшипниках, трение вращающихся частей о воздух

и щеток о коллектор. Эти потери зависят от частоты вращения якоря машины.

Поэтому механические потери также постоянны и не зависят от нагрузки.

Кпд машины в процентах (=Р2/Р1·100(, где Р2 — полезная мощность, Р1 —

потребляемая машиной мощность.

При работе машины в режиме двигателя потребляемая мощность Р1=I, полезная

мощность Р2=UI-Рст-Роб-Рмех;

[pic] [pic][pic]

. Универсальные коллекторные двигатели

Принципиально любой двигатель постоянного тока может работать от сети

переменного тока, так как развиваемый двигателем вращающий момент,

зависящий от произведения тока в якоре и магнитного поля полюсов, не меняет

направления при одновременном изменении направления тока в якоре и

магнитного потока полюсов.

Для создания достаточно большого вращающего момента необходима

одновременность изменения направления тока в якоре и магнитного потока

полюсов, т.е. совпадение по фазе тока в якоре и магнитного потока полюсов.

В двигателе последовательного возбуждения ток в якоре является одновременно

и током возбуждения. Пренебрегая углом сдвига фаз между током возбуждения и

магнитным потоком, можно считать их изменения одновременными.

При малых мощностях коллекторные двигатели делают универсальными,

т.е. предназначенными для работы как от сети переменного, так и от сети

постоянного тока. Такие двигатели обычно выполняют без компенсационной

обмотки. При работе от сети постоянного тока двигатель включается зажимами

«0» и «—» (см. рис.6), а при работе от сети переменного тока — зажимами «0»

и «1». Таким образом, при работе на переменном токе число витков обмотки

возбуждения значительно меньше, чем при работе на постоянном токе, так что

коэффициент мощности оказывается сравнительно высоким, несмотря на

отсутствие компенсационной обмотки.

[pic]Рис.6

Однофазные коллекторные двигатели переменного тока малой мощности

находят применение в установках автоматики, связи и бытовых целей.

. Помехи радиоприему и способы их подавления при работе коллекторных

электродвигателей.

Электромагнитное излучение, сопровождающее работу коллекторного

двигателя, создает помехи радиоприему. При работе коллекторного двигателя

уровень создаваемых ими радиопомех не должен превышать установленных норм.

Радиопомехи от коллекторного двигателя распространяются в виде

электромагнитного излучения и в виде электрических сигналов через

электросеть.

Для подавления электромагнитных излучений применяют экранирование

электрических двигателей. В качестве экрана используют заземленный корпус

двигателя. Если в подшипниковом щите со стороны коллектора имеются окна или

корпус двигателя и передний подшипниковый щит (со стороны коллектора)

изготовлены из пластмассы, то неметаллические части закрывают

металлической сеткой и заземляют.

Для подавления радиопомех, проникающих в электрическую сеть,

применяют разнообразные фильтры. В качестве фильтров используют

конденсаторы, включенные между каждым токоведущим проводом и заземленным

корпусом двигателя (Рис.7). Значение емкости С подбирают опытным путем.

Конденсаторы должны быть рассчитаны на рабочее напряжение двигателя. Часто

конденсаторные фильтры располагают в коробке выводов двигателя.

[pic]Рис.7

. Двигатели переменного тока

. Общие сведения об асинхронных двигателях

Асинхронный двигатель имеет такие позитивные качества, как несложная

технология изготовления, простота эксплуатации, высокая надежность и

способность к перегрузкам, отсутствие искрения. Благодаря этим свойствам

асинхронный двигатель нашел широкое применение в промышленности для привода

станков и механизмов, а также сельскохозяйственных машинах разного

назначения. Однако управление частотой вращения асинхронного двигателя в

широком диапазоне значительно сложнее, чем двигателя постоянного тока. Это

ограничивает применение асинхронных двигателей в тех случаях, когда

необходимо изменять частоту вращения двигателя в широких пределах. Однако

следует отметить, что в последнее время, в связи с быстрым развитием

силовой электроники, с появлением мощных полупроводниковых тиристоров и

транзисторов, параметры которых постоянно улучшаются, возросло применение

асинхронных двигателей с частотным регулированием скорости вращения.

Асинхронные двигатели постепенно вытесняют двигатели постоянного тока,

особенно в тех случаях, где искрение недопустимо, например в нефтяной,

газовой и химической промышленности

. Принцип действия асинхронных двигателей

Наиболее распространенные среди электрических двигателей получил

трехфазный асинхронный двигатель, впервые сконструированный известным

русским электриком

М.О.Доливо-Добровольским в 1890году.

Асинхронный двигатель отличается простотой конструкции и несложностью

обслуживания. Как и любая машина переменного тока, асинхронный двигатель

состоит из двух основных частей - ротора и статора. Асинхронная машина

обладает свойством обратимости, то есть может быть использована как в

режиме генератора, так и в режиме двигателя. Из-за ряда существенных

недостатков асинхронные генераторы практически не применяются, тогда, как

асинхронные двигатели получили очень широкое распространение.

Многофазная обмотка переменного тока создает вращающееся магнитное

поле, частота вращения которого в минуту рассчитывается по формуле:

N1=60f1/p

где: n- частота вращения магнитного поля статора;

f - частота тока в сети;

р - число пар полюсов.

Если ротор вращается с частотой, равной частоте вращения магнитного

поля статора, то такая частота называется синхронной.

Если ротор вращается с частотой, не равной частоте магнитного поля

статора, то такая частота называется асинхронной.

В асинхронном двигателе рабочий процесс может протекать только при

асинхронной частоте, то есть при частоте вращения ротора, не равной частоте

вращения магнитного поля.

Номинальная частота вращения асинхронного двигателя зависит от частоты

вращения магнитного поля статора и не может быть выбрана произвольно. При

стандартной частоте промышленного тока f1=50Гц возможные синхронные частоты

вращения (частоты вращения магнитного поля)

N1=60f1/p=3000/p

Работа асинхронного электродвигателя основана на явлении, названном

“диск Араго - Ленца”

Это явление заключается в следующем: если перед полосами постоянного

магнита поместить медный диск, свободно сидящий на оси, и начать вращать

магнит вокруг его оси при помощи рукоятки, то медный диск будет вращаться в

том же направлении (Рис.7).

[pic]Рис.7

Это объясняется тем, что при вращении магнита его магнитное поле

пронизывает диск и индуктирует в нем вихревые токи. В результате

взаимодействия вихревых токов с магнитным полем магнита, возникает сила,

приводящая диск во вращение. На основании закона Ленца направление всякого

индуктивного тока таково, что он противодействует причине, его вызвавшей.

Поэтому вихревые токи в теле диска стремятся задержать вращение магнита,

но, не имея возможности сделать это, приводят диск во вращение так, что он

следует за магнитом. При этом частота вращения диска всегда меньше, чем

частота вращения магнита.

В асинхронных двигателях постоянный магнит заменен вращающимся

магнитным полем, создаваемым трехфазной обмоткой статора при включении ее в

сеть переменного тока.

Вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники обмотки

ротора и индуктирует в них ЭДС, то есть электродвижущую силу. Если обмотка

ротора замкнута на какое-либо сопротивление или накоротко, то по ней под

действием индуктируемой электродвижущей силы проходит ток.

В результате взаимодействия тока в обмотке ротора с вращающемся

магнитным полем обмотки статора создается вращающейся момент, под действием

которого ротор начинает вращаться по направлению вращения магнитного поля.

Если предположить, что в какой-то момент времени частота вращения

ротора оказалась равной частоте вращения поля статора, то проводники

обмотки ротора не будут пересекать магнитное поле статора и тока в роторе

не будет. В этом случае вращающийся момент станет равным нулю и частота

вращения ротора уменьшится по сравнению с частотой вращения поля статора,

пока не возникнет вращающейся момент, уравновешивающий тормозной момент,

который складывается из момента нагрузки на валу и момента сил трения в

машине.

Асинхронная машина кроме двигательного режима может работать в

генераторном режиме и режиме электромагнитного тормоза.

Генераторный режим возникает в том случае, когда ротор с помощью

постоянного двигателя вращается в направлении вращения магнитного поля с

частотой вращения, большей частоты вращения магнитного поля. Если ротор

под действием посторонних сил начнет вращаться в сторону, противоположную

направлению вращения магнитного поля, то возникает режим электромагнитного

тормоза.

Режим электромагнитного тормоза начинается при n=0.

Для изменения направления вращения ротора, то есть для реверсирования

двигателя, необходимо изменить направление вращения магнитного поля,

созданного обмотками статора. Это достигается изменением чередования фаз

обмоток статора, для чего следует поменять местами по отношению к зажимам

сети любые два из трех проводов, соединяющих обмотку статора с сетью.

Вне зависимости от направления вращения ротора его частота n всегда

меньше частоты вращения магнитного поля статора.

. Устройство асинхронных электродвигателей.

Сердечник статора, представляющий собой полый цилиндр, его набирают из

отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,5-0,35мм. Для

сердечников асинхронных двигателей применяются холоднокатаные

электротехнические стали марок 2013,02312,02411 и другие. Листы или

пластины штампуют с впадинами (пазами), изолируют лаком или окалиной для

уменьшения потерь на вихревые потоки, собирают в отдельные пакеты и крепят

в станине двигателя.

К станине прикрепляют также боковые щиты с помещенными на них

подшипниками, на которые опирается вал ротора. Станину устанавливают на

фундамент (Рис.8).

Рис.8 Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

[pic]

1. Вал

2,9 Подшипники

3,8 Подшипниковые щиты

4 Статор

5 Ротор

6 Корпус

7 Обмотка

В продольные пазы статора укладывают проводники его обмотки, которые

соединяют между собой так, что образуется трехфазная система. На щитке

машины имеется шесть зажимов, к которым присоединяются начала и концы

обмоток каждой фазы. Для подключения обмоток статора к трехфазной сети они

могут быть соединены звездой или треугольником, что дает возможность

включать двигатель в сеть с двумя разными линейными напряжениями.

Например, двигатель может работать от сети с напряжением 220 и 127в. На

щитах машины указаны оба напряжения сети, на которые рассчитан двигатель,

то есть 220/127в или 380/220в.

Для более низких напряжений, указанных на щитке, обмотка статора

соединяется треугольником, для более высоких – звездой.

При соединении обмотки статора треугольником на щитке машины верхние

зажимы объединяют перемычками с нижними, а каждую пару соединенную вместе

зажимов подключают к линейным проводам трехфазной сети. Для включения

звездой три нижних зажима на щитке соединяют перемычками в общую точку, а

верхние подключают к линейным проводам трехфазной сети (Рис.9).

[pic] Рис.9

Роторы асинхронных электродвигателей выполняют двух видов: с

короткозамкнутой и фазной обмотками. Первый вид двигателей называют

асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, а второй –

асинхронными двигателями с фазным ротором или асинхронными двигателями с

контактными кольцами. Наибольшее распространение имеют двигатели с

короткозамкнутым ротором.

Сердечник ротора также набирают из стальных пластин толщиной 0,5мм,

изолированных лаком или окалиной для уменьшения потерь на вихревые токи.

Пластины штампуют с впадинами и собирают в пакеты, которые крепят на валу

машины. Из пакетов образуются цилиндры с продольными пазами, в которых

укладывают проводники обмотки ротора. В зависимости от типа обмотки

асинхронные машины могут быть с фазным и короткозамкнутым ротором.

Короткозамкнутая обмотка ротора выполняется по типу беличьего колеса. В

пазах ротора укладывают массивные стержни, соединенные на торцевых сторонах

медными кольцами. Часто короткозамкнутую обмотку ротора изготовляют из

алюминия. Алюминий в горячем состоянии заливают в пазы ротора под

давлением. Такая обмотка всегда замкнута накоротко и включение

сопротивления в нее невозможно. Фазная обмотка ротора выполнена подобно

статорной, то есть проводники соответствующим образом соединены между

собой, образуя трехфазную систему. Обмотки трех фаз соединены звездой.

Начала этих обмоток подключены к трем контактным медным кольцам,

укрепленным на валу ротора. Кольца изолированы друг от друга и от вала и

вращаются вместе с ротором. При вращении колец поверхности их скользят по

угольным или медным щеткам, неподвижно укрепленным над кольцами. Обмотка

ротора может быть замкнута на какое-либо сопротивление или накоротко при

помощи указанных выше щеток.

Двигатели с короткозамкнутым ротором проще и надежнее в эксплуатации,

значительно дешевле, чем двигатели с фазным ротором. Однако двигатели с

фазным ротором обладают лучшими пусковыми и регулировочными свойствами.

В настоящее время асинхронные двигатели выполняют преимущественно с

короткозамкнутым ротором и лишь при больших мощностях и специальных случаях

используют фазную обмотку ротора.

Асинхронные двигатели производят мощностью от нескольких десятков ватт до

15000кВт при напряжениях обмотки статора до 6кВ.

Между статором и ротором имеется воздушный зазор, величина которого

оказывает существенное влияние на рабочие свойства двигателя.

Наряду с важными положительными качествами – простой конструкции и

обслуживания, малой стоимостью – асинхронный двигатель имеет и некоторые

недостатки, из которых наиболее существенным является относительно низкий

коэффициент мощности. У асинхронного двигателя соs( при полной нагрузке

может достигать значения 0,85-0,9; при недогрузках двигателя его соs

резко уменьшается и при холостом ходе составляет 0,2-0,3.

Низкий коэффициент мощности асинхронного двигателя объясняется большим

потреблением реактивной мощности, которая необходима для возбуждения

магнитного поля. Магнитный поток в асинхронном двигателе встречает на своем

пути воздушный зазор между статором и ротором, который в большей степени

увеличивает магнитное сопротивление, а следовательно, и потребляемую

двигателем мощность.

В целях повышения коэффициента мощности асинхронных двигателей воздушный

зазор стремятся делать наиболее минимальным, доводя его у малых двигателей

(порядка 2-5кВт) до 0,3мм. В двигателях большой мощности воздушный зазор

приходится увеличивать по конструктивным соображениям, но все же он не

превышает 2-2,5мм. (справочные данные в таблице см. Таблица1)

Вал ротора вращается в подшипниках, которые укреплены в боковых щитах,

называемых подшипниковыми щитами. Главным образом это подшипники качения и

только в машинах большой мощности иногда используются подшипники

скольжения.

Подшипниковые щиты прикрепляют болтами к корпусу статора. В корпус

запрессовывают сердечник статора.

Таблица1: Допустимые величины зазора между ротором и статором асинхронных

двигателей

|Частота |Зазор, мм., при мощности электрического двигателя, кВт |

|вращения, | |

|об/мин | |

Из питающей сети (1) переменное напряжение промышленной частоты (~ U,

= f) поступает на вход выпрямителя (2).

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения на выходе

выпрямителя устанавливается фильтр (3).

И уже постоянное (= U) (сглаженное) напряжение подаётся на вход

управляемого импульсного инвертора тока (4).

Электронные ключи инвертора по сигналам системы управления (8)

открываются и запираются таким образом, что формируемые при этом различные

по длительности импульсы тока складываются в результирующую кривую

синусоидальной формы с необходимой частотой.

Для сглаживания пульсаций, на выходе инвертора может устанавливаться

дополнительный высокочастотный фильтр (5).

Затем напряжение подаётся на обмотки электродвигателя (М), который

является приводом механизма технологической системы (6).

Подлежащий регулированию параметр технологической системы измеряется

датчиком (7), управляющий сигнал от которого подаётся в систему управления

ЧРП (8). Либо внешняя система управления (9) собирает информацию о многих

параметрах, характеризующих работу технологической системы, обрабатывает её

и подаёт результирующий сигнал в систему управления приводом.

В зависимости от величины, иногда скорости изменения этого сигнала, и

программных установок, микропроцессорная система управления ЧРП формирует и

подаёт управляющие импульсы на электронные ключи выпрямителя и инвертора.

Для самоконтроля и защиты система управления

собирает и обрабатывает сигналы о наличии или величине ряда параметров,

характеризующих работу собственных подсистем. Контролируются токи и

напряжения на входе, выходе из преобразователя и в магистрали постоянного

тока. Измеряется температура элементов и регулируется производительность

системы охлаждения преобразователя. Контролируется состояние отдельных

элементов вплоть до отдельного ключа. При наличии специального датчика в

корпусе электродвигателя измеряется, а при отсутствии датчика

рассчитывается по электрическим характеристикам потребляемой двигателем

энергии температура двигателя.

Таковы общие принципы частотного регулирования электроприводов.

Конкретные схемные решения в зависимости от условий различны, различаются и

принципы управления частотно-регулируемым электроприводом.

Как и большинство технических решений такого рода, частотное

регулирование электроприводов имеет свои недостатки и ограничения.

. Автоматическое управление двигателями переменного тока

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором запускают прямым

включением в сеть. Схемы управления двигателями переменного тока имеют

коммутационную аппаратуру, устройства защиты и различные блокировки.

Простейшей схемой управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым

ротором является схема с автоматом и контактором или с реверсивным

магнитным пускателем.

Схема пуска асинхронного двигателя с помощью контактора показана на

рис.21

Рис.21

Защитные функции выполняет автомат QF, отключающий двигатель при коротких

замыканиях и чрезмерных бросках тока. Контактор КМ обеспечивает

дистанционное управление двигателем с помощью кнопок управления SB1, SB2.

Схема управления асинхронного двигателя с помощью реверсивного

магнитного пускателя показана на рис.22

Рис.22

Защита двигателя от коротких замыканий осуществляется плавкими вставками,

а от перегрузок – встроенными в магнитный пускатель M тепловыми реле FP1 и

FP2. Магнитный пускатель производит дистанционный пуск, реверс и остановку

асинхронных двигателей мощностью до 75кВт, работающих в продолжительном

режиме. Иногда его можно использовать при кратковременном или повторно-

кратковременном режиме с небольшим количеством включений в час. Командным

аппаратом является кнопочная станция с кнопками SB1 («Стоп»), SB2 («Назад»)

и SB3 («Вперед»). Торможение в рассмотренных схемах осуществляется за счет

трения в подвижных частях механизма.

Схема торможения асинхронного электродвигателя в функции времени

(Рис.23, а). При вращении двигателя реле времени КТ включено и замыкающим

контактом подготавливает цепь контактора торможения КМТ к работе. При

нажатии кнопки SB1(«Стоп») контактор КМ теряет питание и своим размыкающим

контактом подключает контактор КМТ к сети. Начинается процесс динамического

торможения двигателя, длительность которого определяется установкой реле

КТ.

Рис.23, а. Схема динамического торможения асинхронного двигателя в

функции времени

Схема торможения АД в функции времени с прямым её контролем

индукционным реле (Рис.23, б). При включенном двигателе контактор КМВ

втянут, реле КС, замкнув свой контакт, подготовило к включению контактор

КМТ. После нажатия кнопки SB1(«Стоп») контактор КМВ отключается и своим

вспомогательным контактом включает контактор КМТ. Начинается процесс

торможения в режиме противовключения. При угловой скорости двигателя,

близкой к нулю, контакт реле К размыкается и отключает контактор КМТ,

двигатель останавливается.

[pic]

Рис.23, б

Типовые схемы управления электрическими двигателями постоянного тока

. Пуск в ход двигателей постоянного тока

В начальный момент пуска в ход якорь двигателя неподвижен, противо-

ЭДС равна нулю (Е=0). При непосредственном включении двигателя в сеть в

обмотке якоря будет протекать чрезмерно большой ток Iпус=U/Rя. Поэтому

непосредственное включение в сеть допускается только для двигателя очень

маленькой мощности, у которых значение падения напряжения в якоре

относительно большое и изменения тока не столь велики.

В машинах постоянного тока большой мощности падение напряжения в

обмотке якоря при полной нагрузке составляет несколько процентов от

номинального напряжения, т.е.

IRя=(0,02—0,01)U. Следовательно, пусковой ток в случае включения двигателя

в сеть с номинальным напряжением во много раз превышает номинальный.

При пуске в ход для ограничения пускового тока используют реостаты,

включаемые последовательно с якорем двигателя.

Пусковые реостаты представляют собой проволочные сопротивления,

рассчитываемые на кратковременный режим работы, и выполняются ступенчатыми,

что дает возможность изменять ток в якоре двигателя в процессе пуска его в

ход.

Схема двигателя параллельного возбуждения с пусковым реостатом

показана на рис.24.

Рис.24

Пусковой реостат этого двигателя имеет три зажима, обозначаемые буквами Л,

Я, Ш. Зажим Л соединен с движком реостата и подключается к одному из

полюсов рубильника (к линии). Зажим Я соединяется с сопротивлением реостата

и подключается к зажиму якоря. Зажим Ш соединен с металлической шиной,

помещенной на реостате (шунт). Движок реостата скользит по шине так, что

между ними имеется непрерывный контакт. К зажиму Ш через регулировочный

резистор Rр присоединяется обмотка возбуждения. Другие зажимы якоря и

обмотки возбуждения соединены между собой перемычкой и подключены к другому

полюсу рубильника, включающего двигатель в сеть. При пуске в ход включается

рубильник и движок реостата переводится на контакт 1, так, что

последовательно с якорем соединено полное сопротивление реостата ПР,

которое выбирается таким, чтобы больший ток при пуске в ход Imax не

превышал номинальный ток более чем в 1,7(2,5 раза, т.е. Rn=(U/Imax)—Rя. При

включении двигателя в сеть по обмотке возбуждения также проходит ток,

возбуждающий магнитный поток. В результате взаимодействия тока в якоре с

магнитным полем полюсов создается пусковой момент. Если пусковой момент

окажется больше тормозного момента на валу двигателя (Мпуск>Мт), то якорь

машины придет во вращение.

Когда ток в якоре уменьшится до небольшого значения Imin, движок

пускового реостата переводится на контакт 2, при этом сопротивление

реостата уменьшится на одну ступень. Ток в якоре снова возрастет до

значения Imax, а с увеличением тока в якоре возрастет вращающий момент,

вследствие чего частота вращения ротора вновь увеличится. Переключая движок

реостата, сопротивление пускового реостата постепенно (ступенями)

уменьшается, пока оно полностью не будет выведено (движок реостата на

контакте 5), и в рабочем режиме ток и частота вращения якоря принимают

установившиеся значения.

При отключении двигателя от сети металлическая шина пускового

реостата должна быть соединена с зажимом 1. Это необходимо для того, чтобы

не было разрыва цепи обмотки возбуждения, имеющий значительную

индуктивность. Кроме того, движок пускового реостата переводится на

холостой контакт 0, и рубильник отключается.

. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока

В двигателях постоянного тока имеется возможность плавно и экономично

регулировать частоту вращения в широких пределах. Благодаря этому весьма

ценному свойству они получили широкое распространение и часто являются

незаменимыми. Частота вращения якоря двигателя при любой схеме возбуждения

определяется следующим выражением:

[pic],

где Rc – сопротивление последовательной обмотки возбуждения (Для двигателя

параллельного возбуждения Rc=0). Это выражение показывает, что частота

вращения двигателя зависит от напряжения сети, сопротивления цепи якоря и

магнитного потока.

Частоту вращения регулируют путем изменения напряжения сети в том

случае, когда источником электрической энергии двигателя является какой-

либо генератор.

Для регулирования частоты вращения двигателя изменением сопротивления

цепи якоря используется регулировочный реостат, включенный последовательно

с якорем. В отличие от пускового регулировочный реостат должен быть

рассчитан на длительное прохождение тока. В сопротивлении регулировочного

реостата происходит большая потеря энергии, вследствие чего резко

уменьшается КПД двигателя.

Регулируют частоту вращения якоря двигателя также изменением

магнитного потока, который зависит от тока в обмотке возбуждения. В

двигателях параллельного и смешанного возбуждения включается регулировочный

реостат, а в двигателях последовательного возбуждения для этой цели

шунтируют обмотку возбуждения каким-либо регулируемым сопротивлением. Этот

способ регулирования частоты практически не создает дополнительных потерь и

экономичен.

. Автоматическое управление двигателями постоянного тока

Типовая схема автоматического пуска двигателя в функции времени в две

ступени показана на рис.25

[pic]Рис.25

Для автоматического пуска используют два электромагнитных реле

времени КТ1 и КТ2, контакты которых работают с выдержкой времени только при

отключении реле. После подачи напряжения в цепь управления (перед пуском

двигателя) реле КТ1 получает питание и, втягиваясь, размыкает свой контакт,

не позволяя тем самым сразу включать контакторы ускорения КМ2 и КМ3. После

включения контактора КМ1 двигатель работает на искусственной характеристике

1 (см.рис.26).

Рис.26

Реле КТ1 (Рис.25) начинает отсчет времени и через время t1, определяемое

его установкой, замыкает свой контакт в цепи контактора КМ2. Срабатывание

контактора ускорения КМ2 приводит к закорачиванию сопротивления добавочного

резистора R1, и двигатель разгоняется по искусственной характеристике 2

(Рис.26) Одновременно закорачивается катушка КТ2, и через время t2 реле КТ2

своим замыкающим контактом включает контактор КМ3. При этом происходит

шунтирование сопротивления добавочного резистора R2 и двигатель выходит на

естественную характеристику 3 (см.рис.26), на которой двигатель разгоняется

до установившейся угловой скорости wуст.

Остановка двигателя в схемах автоматического управления обычно

происходит в режиме динамического торможения или противовключением.

Динамическое торможение чаще всего осуществляется в функции скорости, ЭДС

или времени. Типовая схема управления динамическим торможением двигателем

постоянного тока в функции ЭДС показана на рис.27

[pic]Рис.27

В исходном состоянии перед торможением двигатель работает с

установившейся угловой скоростью wуст. Контактор КМ1 включен, и пусковые

сопротивления закорочены. После нажатия кнопки SB1 («Стоп») контактор КМ1

отключается и своим силовым контактом отсоединяет якорь двигателя от сети.

Размыкающий вспомогательный контакт КМ1 закрывается в цепи реле KV, которое

оказывается под напряжением V(eд, так как двигатель продолжает вращаться и

при наличии тока возбуждения в якоре наводится ЭДС. Реле KV срабатывает и

включает контактор напряжения KM, который подключает сопротивление

торможения к цепи якоря. Двигатель переходит в режим динамического

торможения (Рис.27). При снижении скорости двигателя уменьшается его ЭДС,

катушка реле KV отключается и контактор КМ2 теряет питание. Реле KV должно

срабатывать при минимально Возможном напряжении.

. Реверсирование двигателя постоянного тока

Для того чтобы изменить направление вращения двигателя постоянного

тока необходимо изменить полярность питания на обмотке возбуждения или

якоре. Изменение полярности питания двигателя направление вращения не

изменит. Простейшая схема реверсирования двигателя приведена на рис.34.

[pic]

Рис.34

Схема состоит из двух магнитных пускателей К1 и К2, кнопок ПВ («Пуск

вперед»), ПН («Пуск назад») и СТ («Стоп»), двигателя постоянного тока.

При включении кнопки ПВ («Пуск вперед») электрический ток проходит по

цепи: «+» источника питания, замкнутая кнопка СТ («Стоп»), замкнутые

контакты кнопки ПВ («Пуск вперед), замкнутые контакты К2, магнитный

пускатель К1, «--» источника питания. Магнитный пускатель сработает и

замкнет свои сигнально-блокировочные (в цепи управления) и силовые контакты

(в цепи якоря). Когда сигнально-блокировочный контакт К11, подключенный

параллельно кнопки ПВ, замкнется кнопку ПВ можно отпустить. Через

замкнутые контакты К1, в цепи ротора, напряжение сети будет приложено к

якорю, по цепи: «+» источника питания, замкнутый контакт К1, сопротивление

Rя, катушка якоря, замкнутый контакт К2, «--» источника питания. Двигатель

начнет вращаться. Второй сигнально-блокировочный контакт К11 разомкнется и

заблокирует магнитный пускатель К2, для того чтобы не включались

одновременно два пускателя «Вперед» и «Назад».

Для того чтобы двигатель вращался в другую сторону необходимо нажать

кнопку ПН («Пуск назад»). Электрический ток потечет по цепи: : «+»

источника питания, замкнутая кнопка СТ («Стоп»), замкнутые контакты кнопки

ПН («Пуск назад»), замкнутые контакты К1, магнитный пускатель К2, «--»

источника питания. Магнитный пускатель К2 сработает и замкнет свои

контакты. Когда сигнально-блокировочный контакт К21, подключенный

параллельно кнопки ПН, замкнется кнопку ПН можно отпустить. Через

замкнутые контакты К2, в цепи ротора, напряжение сети будет приложено к

якорю, по цепи: «+» источника питания, замкнутый контакт К2, катушка якоря,

сопротивление Rя, замкнутый контакт К1, «--» источника питания. Двигатель

начнет вращаться в противоположном направлении.

Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку СТ («Стоп») цепь

питания магнитных пускателей будет порвана. Обесточенные пускатели

разомкнут свои контакты в цепи якоря и двигатель остановится.

. Защита электрических двигателей

Нормальная эксплуатация электрических двигателей возможна при

правильной организации их защиты от выхода из строя в различных аварийных

режимах.

Применяют следующие виды электрической защиты электродвигателей:

максимально-токовую от коротких замыканий или недопустимых бросков тока;

защиту от перегрева, обрыва обмотки возбуждения перенапряжения, превышения

напряжения, самозапуска и др.

Максимально-токовая защита двигателя обеспечивает немедленное

отключение его силовой цепи при возникновении недопустимо больших токов. В

силовых цепях эта защита осуществляется: плавкими предохранителями,

автоматическими выключателями и максимально-токовыми реле (Рис.28, а, б, в)

Рис.28[pic]

Рис.28 Типовые узлы защиты электродвигателей при коротких замыканиях:

а. С плавкими предохранителями

б. С автоматами

в. С максимально-токовыми реле

[pic]

Ток плавкой вставки в предохранителях и ток установки автомата или

максимально-токового реле выбирают для асинхронных короткозамкнутых

двигателей из следующих условий: нормальный пуск (tп>5 c) Iвст.ном.(0,4Iп;

тяжелый пуск (tп>10 c) Iвст.ном.((0,5(0,6)Iп ; независимо от условий

пуска Iвст.ном.((1,3(1,5)Iп .

Защита двигателя от перегрева обеспечивает отключение электрической

машины в случае перегрузки механизма. При продолжительном режиме работы

асинхронного двигателя используют два тепловых реле FР1 и FР2 (Рис.29) или

автоматы с тепловым расцепителем, при повторно-кратковременном режиме – два

максимально-токовых реле FA1 и FA2 (Рис.30). Реле FA3 служит для защиты

двигателя от коротких замыканий. Для асинхронных двигателей используют два

тепловых или максимально-токовых реле в двух фазах, а для машин

постоянного тока ставят одно реле.

Номинальный ток нагревательного элемента теплового реле и теплового

расцепителя автомата выбирают из условия

Iн.э.= Iт.р.( Iном.

Рис.29

В схему (Рис.30) вводится реле времени КТ, которое шунтирует контакты

реле FA1 и FA2 во время пуска двигателя (пусковой ток значительно больше,

чем ток нагрева). Ток уставки максимально токовых реле выбирают следующим

образом: I3ф

фазах).

[pic]

Рис.30

Защита двигателя от обрыва обмотки возбуждения обеспечивает отключение

обмотки якоря. Она осуществляется с помощью минимального токового реле KF,

которое включается в цепь обмотки возбуждения синхронного двигателя и

машины постоянного тока (Рис.31)

Рис.31

При протекании нормального тока возбуждения реле KF втянуто и его

контакт в цепи катушки KM замкнут.

При исчезновении или чрезмерном снижении тока возбуждения катушка реле

KF не может удержать свой контакт в замкнутом состоянии, что приводит к

отключению ее и двигателя. Обрыв обмотки возбуждения в машинах постоянного

тока может привести к недопустимому возрастанию угловой скорости и

механическому разрушению якоря.

Защита двигателя от перенапряжения в обмотке возбуждения необходима

при отключении ее от сети. Из-за большой индуктивности обмотки возбуждения

LM может возникнуть ЭДС самоиндукции, превышающая номинальную, и привести к

пробою изоляции обмотки. Для защиты эту обмотку обычно шунтируют разрядным

резистором Rp (Рис.31), сопротивление которого (3(6)RLM. Для снижения

потерь электрической энергии в цепь разрядного резистора включен диод V.

Защита от превышения напряжения обеспечивает отключение двигателя от

сети при увеличении напряжения более 10—15% номинального. При этом с

помощью реле максимального напряжения KV (Рис.32) отключается обмотка якоря

двигателя.

Рис.32

Защита от самозапуска (нулевая защита) обеспечивает отключение

двигателя при исчезновении или чрезмерном снижении напряжения сети. При

кнопочном управлении (Рис.30) защиту осуществляет контактор КМ, который,

отпадая, размыкает свой блокировочный контакт, шунтирующий кнопку SB2, и

поэтому самовключения не произойдет. При управлении с помощью

командоконтроллера используют реле минимального напряжения.

Обслуживание и ремонт электрических двигателей

. Общие сведения

Для поддержания длительной работоспособности электрических двигателей

большое значение имеет их техническое обслуживание в межремонтные периоды.

К техническому обслуживанию допускается дежурный персонал цеха, участка, в

обязанности которого входит следить за температурным режимом двигателя,

состоянием его щеточного контакта, коллектора и контактных колец,

вибрацией, состоянием подшипников и их смазки. Приостановке оборудования

для профилактических работ дежурный персонал продувает машины сжатым

воздухом, осматривает состояние муфт, проверяет крепление болтов, наличие

смазки в подшипниках, зачищает коллектор и контактные кольца, проверяет

работу щеткодержателей, состояние изоляции и осматривает заземляющие

устройства, устанавливает щетки в нейтральное положение и прочищает

вентиляционные каналы.

. Контроль температурного режима двигателей

Электрические двигатели в зависимости от класса изоляционного материала

имеют различные предельно допустимые превышения температуры (от 60є до

90є), при температуре окружающей среды 40єС. Перегрев электрического

двигателя опасен в первую очередь для обмоток, что приводит к сокращению их

срока службы, а иногда и к аварии машины.

Нагрев электрической машины зависит от нагрузки и режима работы. Основной

причиной перегрева является перегрузка электрического двигателя по току,

которая при длительном режиме определяется контрольным замером тока в цепи

статора для эл./двигателей переменного тока и в цепи якоря в эл./двигателях

постоянного тока. Двигатели которые работают в повторно-кратковременном

режиме, имеют постоянно изменяющийся ток, поэтому оценить их загрузку по

щитовым приборам невозможно. В этом случае проводят осцилографирование тока

на специальных приборах, определяя эквивалентное значение тока за цикл

работы механизма. Перегрев двигателя при его нормальной загрузке возможен

из-за ухудшения охлаждения или при увеличении температуры окружающей среды

выше 40єС.

Нагрев двигателя определяют термометром или специальными встроенными

приборами, устанавливаемых на двигателях мощностью более 100кВт. При

отсутствии таких приборов нагрев двигателей проверяют на ощупь рукой.

Если очень горячо, измеряют переносным термометром, лучше спиртовым, не

имеющим погрешностей в магнитном поле. Активную часть термометра плотно

обертывают алюминиевой фольгой и прижимают к месту измерения на

поверхности двигателя, а сверху место изоляции накрывают теплоизоляционной

ватой.

. Неисправности, выявление дефектов, ремонт и обслуживание

электродвигателей.

Ниже приведены (Таблицы2-5) основные неисправности электродвигателей

переменного (асинхронных) и постоянного тока, возможные причины и способы

их выявления. Также приведены (Таблицы6-7) требования к разборке

электродвигателей и сведения по их надзору и уходу.

Таблица2:Неисправности трехфазных асинхронных двигателей и способы их

выявления

|Характер |Возможная причина |Способ выявления |

|неисправности | | |

|Двигатель не |-Обрыв (в одном из |Проверить напряжение линии|

|запускается без |проводов) питающей линии|(линейные напряжения |

|нагрузки | |Uлин.) |

| |-Обрыв в одной из |Проверить предохранители |

| |обмоток фаз статора |или ток в питающих |

| |двигателя (при включении|проводах или сопротивление|

| |«звездой») |обмоток фаз |

|Двигатель не |-Одностороннее |Проверить зазор между |

|развивает |притяжение ротора |статором и ротором |

|номинальную частоту |вследствие износа | |

|вращения и гудит |подшипников, перекоса | |

| |подшипниковых щитов или | |

| |изгиба вала | |

|Двигатель |-Понижение напряжения |Проверить Uлин. |

|останавливается при |сети | |

|увеличении нагрузки.|-Включение фаз обмотки |Проверить схему соединения|

|Пусковой или |звездой вместо |обмоток |

|максимальный момент |треугольника | |

|недостаточен. |-Обрыв в одной из фаз |Проверить сопротивление |

| |статора двигателя (при |обмоток фаз |

| |включении фаз | |

| |треугольником) |То же |

| |-Межвитковое замыкание в| |

| |обмотке статора | |

| |-Обрыв или распайка в |Проверить ток к.з. |

| |обмотке ротора |(фазный ротор) |

| |-Неисправный пусковой |Проверить исправность |

| |реостат |реостата |

| |-Перегрузка |Проверить нагрузку |

| Двигатель дает |-Пониженное Uсети. |Проверить Uсети. |

|пониженное число |-Повышенное | |

|оборотов в минуту |сопротивление обмотки | |

| |ротора в результате: | |

| |-распайки, плохой | |

| |заливки, трещин в |Проверить ток короткого |

| |стержнях и кольцах к.з. |замыкания |

| |ротора | |

| |-Неисправности колец, | |

| |щеток (фазный |Осмотреть кольца, щетки |

| |ротор) | |

|Двигатель не |-Обрыв в обмотке ротора |Проверить сопротивление |

|развертывается |или цепи кольца, |фаз обмотки ротора и |

|(застревает при |неисправность |пускового реостата |

|малых оборотах |короткозамыкающего | |

|ротора), гудит |механизма (фазного | |

| |ротора) неисправность | |

| |пускового реостата | |

| |-Обрывы в нескольких | |

| |стержнях или замыкающих |Проверить ток короткого |

| |кольцах |замыкания |

| |короткозамкнутого ротора| |

| | | |

| |-Перевернута фаза | |

| |обмотки статора | |

| | |Проверить ток в питающих |

| | |проводах; маркировку |

| | |концов обмотки |

|Двигатель приходит |-Межвитковое замыкание в|Проверить магнитным ярмом |

|во вращения при |роторе |Осмотреть лобовые части и |

|разомкнутом фазном |-Перекрытии между |головки стержней |

|роторе |стержнями ротора при | |

| |пуске | |

|Повышенный нагрев |Повышенный ток в | |

|статора |обмотках статора в | |

| |результате: | |

| |-обрыва в одном из трех |Проверить предохранители, |

| |проводов питающей линии |а также U между фазами, |

| |в цепи статора |замерить ток в цепи |

| |-повышенного или |Проверить напряжение (U) |

| |пониженного напряжения в|между фазами питающей |

| |сети |линии |

| |-перегрузки |То же |

| |-межвиткового замыкания |Проверить: ток в питающих |

| |в обмотке статора, |проводах, изоляцию |

| |замыкания между |обмоток, сопротивление |

| |обмотками фаз |обмоток |

|Перегрев ротора |-ухудшение вентиляции |Прочистить вентиляционные |

| | |каналы |

| |Повышенный ток в роторе | |

| |в результате: | |

| |-пониженного Ucети |Проверить Uлин., |

| |-перегрузки |Проверить нагрузку |

| | | |

| |-распайки соединений |Проверить места пайки |

| | | |

| | | |

|Значение тока, |Обрыв в роторе |Проверить ток короткого |

|потребляемого | |замыкания |

|двигателем, | | |

|периодически | | |

|колеблется | | |

|При включении |-перевернута фаза |Проверить маркировку |

|срабатывает защита |обмотки статора |концов обмотки |

|(большой ток) |-соединение фаз обмотки |Проверить схему соединения|

| |статора в треугольник |обмоток |

| |вместо звезды | |

| |-замыкание обмоток на | |

| |корпус или между собой |Проверить изоляцию обмоток|

| | |на корпус и между собой |

|Перегрев подшипников|Отсутствие смазки. |Промыть заменить смазку. |

| |Загрязненная смазка. |То же. |

| |Неподходящий сорт | |

| |смазки. |Заменить. |

| |Износ подшипника. | |

| Механические |Небаланс ротора, |Проверить балансировку |

|колебания двигателя |большая осевая игра | |

| |ротора |Проверить зазор в |

| |Износ скользящих |подшипниках и их |

| |подшипников |установку. |

__________________________________________________________

1 Когда обрыв происходит на ходу, двигатель продолжает вращаться и если его

своевременно не остановить, то он сгорит.

2 Обрыв питающего провода и несоответствующая защита являются частой

причиной повреждения статорной обмотки трехфазных асинхронных двигателей. 3

Включение обмотки «звездой» вместо «треугольника» приводит к понижению

напряжения на каждой из обмоток в 1,73 раза и, следовательно, к уменьшению

пускового и максимального моментов в три раза.

Таблица3: Неисправности электрических двигателей постоянного тока.

|Неисправность |Возможная причина |Способ устранения |

|Искрят все щетки или их|Щетки установлены |Проверить положение |

|часть |неправильно |щеток по заводским |

| | |меткам, имеющимся на |

| | |траверсе. |

|Искрение сопровождается|-Щетки в плохом |Следует правильно |

|повышенным нагревом |состоянии (имеют |установить |

|коллектора и щеток. |неровную обгоревшую |щеткодержатели и щетки.|

| |рабочую поверхность с |Угольные щетки |

| |царапинами; плохо |тщательно пришлифовать |

| |пришлифованы; их края |к коллектору стеклянной|

| |обломаны или обгорели) |шкуркой, наждачной |

| |и неправильно |бумагой не |

| |установлены в |рекомендуется. |

| |щеткодержателях. | |

| |Размеры обойм | |

| |щеткодержателей не | |

| |соответствуют размерам | |

| |щеток*, плохой контакт | |

| |между щетками и их | |

| |арматурой. | |

| |-Щетки слабо прилегают | |

| |к коллектору. | |

| | |Сильнее прижать щетки, |

| | |в случае надобности |

| | |укоротить нажимную |

| |-Поставлены угольные |пружину, лучше заменить|

| |щетки неподходящей |её новой**. |

| |марки (слишком мягкие |Заменить щетки. |

| |или твердые). | |

|Равномерно перегрета |Машина перегружена. |Снизить нагрузку. При |

|вся машина. Других | |отсутствии искрения |

|признаков ненормальной | |щеток усилить |

|работы нет. | |вентиляцию машины. |

| |Вентиляционные пути |Тщательно очистить |

| |машины засорились; |машину и продуть |

| |активная сталь и |сжатым, чистым и сухим |

| |обмотки покрылись |воздухом. |

| |теплоизолирующим слоем| |

| |мелких волокон и пыли. | |

| |Засорились воздушные | |

| |фильтры. | |

| | |Очистить фильтры. |

|Двигатель не |Перегорели |Заменить на другие. |

|запускается. В якоре |предохранители. | |

|нет тока при включенном|Обрыв в пусковом |Найти при помощи |

|реостате. |реостате или в |приборов обрыв и |

| |проводах. |устранить его. |

| |Обрыв в обмотках якоря.|Найти место обрыва |

| | |(обрыв чаще всего |

| | |происходит в |

| | |соединениях между |

| | |коллектором и |

| | |обмоткой). |

* Расстояние от обоймы щеткодержателя до поверхности коллектора, должно

составлять от 2,5 —3мм. у мощных машин, до 1мм. у маломощных машин.

** Нажатие на щетку должно соответствовать определенному удельному

давлению, зависящему от марки щеток и окружной скорости коллектора или

контактных колец.

Таблица4: Неисправности щеткодержателей и способы их устранения

|Неисправность |Возможная причина |Способ устранения |

|Быстрый износ |Коллекторный бой, |Обточка коллектора, |

|внутренней поверхности |заусенцы в обоймах |исправление обоймы |

|обоймы и боковой | | |

|поверхности щеток | | |

|Разъедание внутренней |Неправильное |Замена шунтов. Подтяжка|

|поверхности обоймы |прохождение тока с |контактов в цепи тока. |

| |обоймы на щетку, |Замена щеток с |

| |неисправная арматура |неисправной арматурой |

|Ослабление пружины |щетки |Замена шунтов и |

| |Отжиг пружин из-за |щеточной арматуры. |

| |неправильного |Подтяжка контактов в |

| |токопрохождения |цепи тока. Проверка |

| | |изолирующей головки |

| | |пружины. |

|Зажим щетки в обойме |Механическое |Выправления |

| |повреждение обоймы. | |

| |Заусенцы от обработки | |

| |или наплывы от |Опиловка |

| |кругового огня | |

| |Выгиб обоймы от нагрева| |

| |током вследствие | |

| |прохождения тока через |Выправление. |

| |обойму. |Обеспечение нормального|

| | |токопрохождения |

Таблица5: Неисправности коллекторов и способы их устранения.

|Неисправность |Возможная причина |Способ устранения |Дополнения и пояснения |

|Обгар поверхности |Искрение. Круговой |Обточка, шлифовка. Поверхность|При обточке коллектора без |

| |огонь |шлифуют стеклянной шкуркой. |разборки машины в |

| | |Обточку производят с частотой |собственных подшипниках не |

| | |не менее 200об/мин. резцом с |следует допускать дрожание |

| | |напайкой из твердого сплава, с|резца и необходимо |

| | |тем чтобы коллектор не |обеспечить тщательное |

| | |«затянуло» медью (заусенцы). |удаление стружки из машины. |

|Биение |Плохая сборка |Нагрев. Подтягивание. Обточка.|Состояние поверхности |

| | |Для уменьшения биения |коллектора проверяют |

| | |подтягивают гайку или |индикатором. Допустимым |

| | |коллекторные болты, затем |является эксцентриситет |

| | |нагревают коллектор до |порядка 0,03мм. |

| | |температуры 100—110єС, снова | |

| | |подтягивают и обтачивают | |

|Выступание изоляции|Износ пластин. Ослаб|Продораживание. Подтягивание. |После продораживания |

|между пластинами |коллектор. |Обточка. Продораживание |коллектор тщательно |

| | |производят куском ножовочного |отшлифовывают и продувают. |

| | |полотна, обточенного до |Продораживание также |

| | |толщины, равной толщине |выполняют специальной |

| | |миканитовой изоляции. Весь |дисковой фрезой |

| | |миканит вырезают на глубину | |

| | |1—1,5мм. | |

|Выступание пластин |Предельная обточка, |Замена комплекта пластин и |Чрезмерно обточенный |

|на краю коллектора |слишком тонкие |межламельной изоляции. При |коллектор требует |

| |пластины. |разборке коллектора на него |капитального ремонта — |

| | |одевают прессовочное кольцо |замены комплекта пластин. |

| | |или накладывают временный | |

| | |бандаж из стальной бандажной | |

| | |проволоки. Под бандаж ставят | |

| | |полосу электрокартона. Затем | |

| | |вывертывают болты, (гайки), | |

| | |снимают нажимную шайбу и конус| |

|Отломана часть |Повреждения при |Если место поломки петушка |В установленный петушок |

|петушка |транспортировке, |удалено более чем на 10мм от |вставляют штифт и |

| |монтаже и |места его заделки в |припаивают к пластине и |

| |эксплуатации |коллекторную пластину, следует|обмотке. На обмотку |

| | |спаять сломанные части петушка|накладывают проволочный |

| | | |бандаж и производят |

| | | |балансировку ротора |

| | |Если поломка произошла в близи| |

| | |места заделки его в | |

| | |коллекторную пластину, нало | |

| | |поврежденный петушок заменить | |

| | |новым. | |

|Замыкание между |Заусенцы на |Осмотр. Расчистка. Глубокая | |

|пластинами |поверхности. Прогар |прочистка между пластинами. | |

| |миканитовой изоляции|Промывка спиртом. Замазка | |

| |из-за попадания |пастой (глифталевый лак с | |

| |масла или |цементом). | |

| |медно-угольной пыли | | |

| | | | |

| |Разборка | | |

|Замыкание внутри | |То же | |

|коллектора | | | |

|Замыкание на корпус|Пробой, прогар |Разборка, ремонт или смена |Иногда удается исправить |

| |изоляционных конусов|конусов. Если прогоревшая зона|коллектор переточкой всего |

| | |невелика, расчищают |ласточкина хвоста одной |

| | |поврежденное место, подрезают |стороны коллектора вглубь |

| | |его края на конус и лаком |без замены пластин |

| | |наклеивают на него кусочки | |

| | |слюды | |

| | | | |

| | |Если неисправность |Если замена конуса |

| | |значительна, поврежденную |необходима, применяют |

| | |часть конуса удаляют. На нее |составной конус. |

| | |укладывают сегменты, | |

| | |вырезанные из миканита. | |

| | | | |

| | | | |

Таблица6: Надзор и уход за электрическими двигателями

|Объект или операция |Требование |Дополнение и пояснение |

|Осмотры |Периодичность осмотров |При осмотрах следует |

| |устанавливаются в |очищать двигатель от |

| |зависимости от |загрязнений, надежность |

| |производственных |заземления и соединения |

| |условий, но не реже 1 |двигателя с механизмом. |

| |раза в 2 месяца |Кроме того, надо |

| | |убедиться в отсутствии |

| | |повреждений на корпусе |

| | |двигателя. Проверить |

| | |целостность крыльев |

| | |вентилятора и отсутствие|

| | |вмятин на его кожухе. |

| | |Проверить изоляцию |

| | |выводов обмоток и |

| | |питающих проводов. |

|Контроль напряжения |Для нормальной работы |Допускается работа |

| |электродвигателя |электродвигателя при |

| |напряжение на питающих |отклонении напряжения от|

| |шинах должно быть |-5% до +10% номинального|

| |100-105% номинального | |

|Подшипники |Температура подшипников |Предельно допустимая |

| |должна быть не выше |температура для |

| |допустимой |подшипников скольжения |

| | |80єС, для подшипников |

| | |качения 100єС |

| |Уровень масла в |Нормальный уровень масла|

| |подшипниках должен быть |отмечен чертой на |

| |нормальным |маслоуказателе |

|Чистка коллектора |Коллектор должен быть |Допустимо чистить на |

| |всегда чистым. Наличие |ходу дощечкой обернутой |

| |металлической и угольной|сухой тряпкой, с |

| |пыли недопустимо. Чистку|соблюдением мер |

| |производят сухой тряпкой|безопасности |

| | | |

| | | |

| |Царапины и почернения во| |

| |избежание усиленного |Царапины и почер-нения |

| |искрения устранять по |устраняют полировкой |

| |мере их возникновения |коллектора при его |

| | |номинальной частоте |

| | |вращения мелкой |

| | |стеклянной бумагой |

| | |закрепляемой на |

| | |деревянной колодке. |

| | |Применять наждач-ное |

| | |полотно запрещено |

|Продораживание |При появлении над |Выступающую слюду |

|коллектора |поверхностью коллектора |снимают на 1-1,5 мм. |

| |выступающей слюды её |Края пластин коллектора |

| |надо снять |скашивают под углом 45є |

| |продораживанием с |на ширину не более 0,5 |

| |помощью пилки-скребка |мм. (Рис.12) |

| |(Рис.11) | |

|Щетки |Подбор щеток |Размер щеток должен |

| |производится по указанию|обеспечивать их |

| |завода-изготовителя, а |свободное передвижение в|

| |при отсутствии заводских|обойме. Расстояние от |

| |данных щетки подбирают |обоймы до поверхности |

| |по специальным таблицам.|коллектора должно быть |

| | |2-4 мм. (Рис.13) |

| | |Применение разных щеток |

| | |недопустимо. |

| |Щетки необходимо |Пришлифовку щеток |

| |пришлифовывать к |производят так: под |

| |коллектору. По окончании|щетку подкладывают |

| |шлифовки коллектор |стеклянную бумагу, |

| |необходимо очистить от |которую передвигают |

| |осевшей на него пыли. |влево и вправо (Рис.14).|

| |Сила нажатия щеток | |

| |должна быть | |

| |отрегулирована. |Регулировка производится|

| |отклонение от нормы не |пружиной |

| |более 10(. | |

|Периодичность ремонтов |Устанавливает лицо |Электродвигатели, |

| |ответственное за |работающие в тяжелых |

| |электрохозяйство, с |условиях, следует |

| |учетом местных условий |капитально ремонтировать|

| | |не реже 1 раза в 2 года.|

|Резервные |Должны быть постоянно |Осмотр и опробование |

|электродвигатели |готовы к немедленному |этих электродвигателей |

| |пуску |производят по |

| | |утвержденному графику. |

Рис.11

[pic]

Рис.12 Рис.13

[pic] [pic]

Рис.14

[pic]

Таблица7:Разборка электродвигателей

| Операция |Выполнение операции |Дополнения и пояснения |

|Снятие с вала |Снятие деталей |Перед тем как снять |

|передаточных и |производят: |детали, необходимо |

|соединительных деталей|двух лапчатыми винтовыми |отвернуть стопорный |

|(полумуфт, шестерен, |съемниками |винт или выбить |

|шкивов) | |фиксирующую шпонку |

| |гидросъемниками |Гидросъемники применяют|

| | |только для крупных |

| | |двигателей |

| | | |

| |прогревом до температуры | |

| |250єС или токами высокой | |

| |частоты | |

|Съем подшипниковых |При съеме щитов |У крупных |

|щитов |производят |электродвигателей перед|

| |предварительные работы: |съемом щита необходимо |

| |- снимают наружный |под конец вала |

| |вентилятор и крышки |установить домкрат или |

| |подшипников |подвесить его на кран |

| |- отсоединяют провода от | |

| |щеточного устройства | |

| |-фиксируют отметками | |

| |положение щита | |

| |относительно статора и | |

| |вывертывают болты, | |

| |крепящие щит | |

| |Снятие щита: равномерный | |

| |отвод отжимными болтами; |Отвод производят до |

| |либо рычагом вводимым в |выхода из центрирующей |

| |отверстие между торцом |заточки станины. |

| |станины и краем щита |Операцию выполняют |

| | |рычагом при отсутствии |

| | |отжимных болтов. |

|Вывод ротора из |Для электродвигателей |Длина стропы должна |

|расточки статора |средней мощности вывод |быть в 3-4 раза длиннее|

| |ротора осуществляют с |вала. |

| |помощью удлинителя | |

| |-- толстостенной трубы, | |

| |насаживаемой на конец | |

| |вала | |

|Снятие с вала |Снятие производят: | |

|подшипников качения |-- винтовыми или | |

| |гидравлическими | |

| |съемниками | |

| |-- специальными | |

| |приспособлениями | |

| |-- подогревом под- | |

| |шипников до 120єС | |

|Разборка подшипников |Специальных устройств не | |

|скольжения |требуется | |

|Выемка обмотки |Электродвигатель помещают|Пазовая и витковая |

| |в герметически закрытую |изоляции теряют |

| |электропечь, в которой |механическую прочность |

| |поддерживается |и легко, по частям, |

| |температура 300є-400єС, и|извлекают из пазов. |

| |выдерживают в ней в | |

| |течение 4-6 часов | |

__________________________________________________________

1. Чтобы вал сильно не нагревался, подогрев надо вести интенсивно, одной

двумя автогенными грелками. Во избежание внутренних повреждений при

подогреве вал обертывают асбестовым картоном, смоченным в воде. 2.

Подшипники снимают с вала и заменяют новыми в случае их износа. 3. в

процессе разборки электродвигателя все детали, снятые с ротора и статора,

помещают в комплектовочный ящик, к которому прикрепляют бирку с указанием

ремонтного номера двигателя. Бирки также прикрепляют к статору, ротору и

каждому из подшипниковых щитов. При всех операциях по разборке

электродвигателя, а также при выемке обмоток производится дефектирование.

Все данные заносят в специальную ведомость.

Таблица8: Приемка в эксплуатацию электродвигателей. Разные требования.

|Объект или операция |Требование |Дополнение и пояснение |

|Указатели и надписи |-На электродвигателях и|Стрелки указывают |

| |приводимых ими |правильное направление |

| |механизмах должны быть |вращения приводимых |

| |нанесены стрелки |механизмов. |

| |направления вращения. | |

| |-На пускорегулирующих |Указатели нужны во |

| |устройствах должны быть|избежание ошибок при |

| |отмечены положения |включении и отключении |

| |«Пуск» и «Стоп». |электродвигателей. |

| |-Выключатели, | |

| |контакторы, магнитные |Надписи на аппаратуре |

| |пускатели, рубильники и|необходимы во избежание|

| |предохранители должны |ошибок при эксплуатации|

| |иметь надписи, |и ремонте |

| |указывающие, к какому |электродвигателей. |

| |электродвигателю они | |

| |относятся. | |

|Ограждения |Ограждениями должны |Ограждения должны быть |

| |быть закрыты выводы |установлены на |

| |обмоток статора, ротора|вращающихся частях |

| |и кабельные заделки. |машин. Снимать их при |

| | |работе машины |

| | |запрещено. |

|Защита |На двигателях, у |Защита должна |

|электродвигателей |которых возможна |действовать на |

|от перегрузки |систематическая |сигнал, автоматическую |

| |перегрузка по |разгрузку механизма или|

| |технологическим |на отключение |

| |причинам, | |

| |устанавливается защита | |

| |от перегрузки | |

|Предохранители |Плавкие вставки |Клеймо должно быть |

| |предохранителей должны |завода изготовителя или|

| |быть калиброваны с |электротехнической |

| |указанием на клейме |лаборатории. Применять |

| |номинального тока |некалиброванные вставки|

| | |запрещено. |

|Контроль тока |Для наблюдения за |Амперметр устанавливают|

| |пуском и работой |на пусковом щитке или |

| |электродвигателей и |панели. На шкале |

| |механизмов, |амперметра должно быть |

| |регулирование |отмечено красной чертой|

| |технологических |значение тока, |

| |процессов которых |превышающее номинальное|

| |ведется по току, должен|на 5%. |

| |быть установлен | |

| |амперметр в цепи | |

| |статора. | |

|Контроль напряжения |Наличие напряжения |Вольтметры или |

| |должно контролироваться|сигнальные лампы |

| |вольтметрами или |устанавливают на |

| |сигнальными лампами. |групповых щитках и |

| | |сборках. |

Техника безопасности

. ЭЛЕКТРОТРАВМАТИЗМ

Современный уровень технического прогресса невозможен без широкого

внедрения электрооборудования, что в свою очередь вызывает необходимость

постоянного совершенствования требований к его безопасному обслуживанию

и средств защиты.

Работа в области электробезопасности должна основываться на

продуманной, четкой, конкретной системе мероприятий, обеспечивающей

полное и точное выполнение «Правил технической эксплуатации

электроустановок потребителей» и «Правил техники безопасности при

эксплуатации электроустановок потребителей». Особое внимание

руководители электрохозяйства, должны уделять строжайшему выполнению

требований указанных Правил относительно содержания и эксплуатации

электрических сетей и станций, включая распределительные устройства, где

по данным статистики чаще всего происходят несчастные случаи. Большое

число несчастных случаев бывает при обслуживании и ремонтах

электропривода, пускорегулирующей аппаратуры, электрического освещения,

сварочных аппаратов, электрифицированного транспорта,

электрооборудования, подьемно-транспортных механизмов, ручного

переносного инструмента, а также высокочастотных установок.

Электроустановки по напряжению разделяются на две группы:

напряжением до 1000 В и свыше 1000 В. Практика свидетельствует, что

электротравмы, как уже было сказано выше, чаще случаются в

электроустановках с напряжением до 1000 В.

Большая часть несчастных случаев происходит из-за низкого уровня

организации работ, грубых нарушений Правил, в том числе:

1. Непосредственного прикосновения к открытым токоведущим частям и

проводам.

2. Прикосновения к токоведущим частям, изоляция которых повреждена.

3. Прикосновения к металлическим частям оборудования, случайно

оказавшихся под напряжением.

4. Касания к токоведущим, частям при помощи предметов с низким

сопротивлением изоляции.

5. Отсутствия или нарушения защитного заземления.

6. Ошибочной подачи напряжения во время ремонтов или осмотров.

7. Воздействия электрического тока через дугу.

8. Воздействия шагового напряжения и др.

. ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Электрический ток, действуя на организм человека, может привести к

различным поражениям: электрическому удару, ожогу, металлизации кожи,

электрическому знаку, механическому повреждению, электроофтальмии (табл

9).

Таблица 9. Характеристика воздействия на человека электрического

тока различной силы

|Сила тока, мА |Переменный ток 50 — 60 |Постоянный ток |

| |Гц | |

|0,6 — 1,5 |Легкое дрожание пальцев |Не ощущается |

| |рук | |

|2 — 3 |Сильное дрожание пальцев|Не ощущается |

| |рук | |

|5 — 7 |Судороги в руках |3yд. Ощущение нагревания|

|8 — 10 |Руки с трудом, но еще |Усиление нагревания |

| |можно оторвать от | |

| |электродов. Сильные боли| |

| |в руках, особенно в | |

| |кистях и пальцах | |

|20 — 25 |Руки парализуются |Еще большее усиление |

| |немедленно, оторвать их |нагревания, |

| |от электродов |незначительное |

| |невозможно. Очень |сокращение мышц рук |

| |сильные боли. | |

| |Затрудняется дыхание | |

|50 — 80 |Паралич дыхания. Начало |Сильное ощущение |

| |трепетания желудочков |нагревания. Сокращение |

| |сердца |мышц рук. Судороги. |

| | |Затруднение дыхания |

|90 — 100 |Паралич дыхания и сердца|Паралич дыхания |

| |при воздействии более | |

| |0,1 с. | |

Электрический удар ведет к возбуждению живых тканей; В зависимости

от патологических процессов, вызываемых поражением электротоком, принята

следующая классификация тяжести электротравм при электрическом ударе:

a. электротравма I степени — судорожное сокращение мышц без потери

сознания;

b. электротравма II степени — судорожное сокращение мышц с потерей

сознания,"

c. электротравма III степени — потеря сознания и нарушение функций

сердечной деятельности или дыхания (не исключено и то и другое);

d. электротравма IV степени — клиническая смерть.

Степень тяжести электрического поражения зависит от многих факторов:

сопротивления организма, величины, продолжительности действия, рода и

частоты тока, пути его в организме, условий внешней среды.

Исход электропоражения зависит и от физического состояния человека.

Если он болен, утомлен нли находится в состоянии опьянения, душевной

подавленности, то действие тока особенно опасно. Безопасными для

человека считаются переменный ток до 10 мА и постоянный — до 50 мА.

Электрический ожог различных степеней — следствие коротких замыканий-

в электроустановках и пребывания тела (как правило, рук) в сфере

светового (ультрафиолетового) и теплового (инфракрасного) влияния

электрической дуги; ожоги III и IV степени с тяжелым исходом — при

соприкосновении человека (непосредственно или через электрическую дугу)

с токоведущими частями напряжением свыше 1000 В.

Электрический знак (отметка тока) — специфические поражения,

вызванные механическим, химическим или их совместным воздействием тока.

Пораженный участок кожи практически безболезнен, вокруг него отсутствуют

воспалительные процессы. Со временем он затвердевает, и поверхностные

ткани отмирают. Электрознаки обычно быстро излечиваются.

Металлизация кожи — так называемое пропитывание кожи мельчайшими

парообразными или расплавленными частицами металла под влиянием

механического или химического воздействия тока. Пораженный участок кожи

приобретает жесткую поверхность и своеобразную окраску. В большинстве

случаев металлизация излечивается, не оставляя на коже следов.

Электроофтальмия — поражение глаз ультрафиолетовыми лучами, источником

которых является вольтова дуга. В результате электроофтальмии через

несколько часов наступает воспалительный процесс, который проходит, если

приняты необходимые меры лечения.

В условиях производства поражение электротоком чаще всего является

следствием того, что люди прикасаются к токоведущим частям, находящимся

под опасным напряжением. Возможны два варианта таких прикосновений с

разной степенью опасности. Первый, наиболее опасный,— одновременное

прикосновение к двум линейным проводам (Рис.15а) и второй, менее опасный

(таких случаев больше) — прикосновение к одной фазе (рис. 15б).

[pic]

Рис. 15а. Двухфазное включение в цепь тока

[pic]

Рис. 15б. Однофазное включение в цепь тока:

. ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОНТЕРОВ ПО РЕМОНТУ И

ОБСЛУЖИВАНИЮ ОБОРУДОВАНИЯ

Электромонтеры по ремонту и обслуживанию электрооборудования (далее —

«электромонтеры») при производстве работ согласно имеющейся квалификации

обязаны выполнять требования безопасности, изложенные в «Типовой инструкции

по охране труда для работников строительства, промышленности строительных

материалов и жилищно-коммунального хозяйства», настоящей типовой

инструкции, разработанной с учетом строительных норм и правил, Правил

техники безопасности при эксплуатации электроустановок, а также требования

инструкций заводов-изготовителей по эксплуатации применяемого

механизированного инструмента, оборудования и технологической оснастки.

. Требования безопасности перед началом работы

1. Перед началом работы электромонтер обязан:

а) предъявить руководителю удостоверение о проверке знаний безопасных

методов работ, а также удостоверение о проверке знаний при работе в

электроустановках напряжением до 1000 В или свыше 1000 В, получить задание

и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемой работы;

б) надеть спецодежду, спецобувь и каску установленного образца.

2. После получения задания у руководителя работ и ознакомления, в случае

необходимости, с мероприятиями наряда-допуска электромонтер обязан:

а) подготовить необходимые средства индивидуальной защиты. проверить их

исправность;

б) проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям

безопасности;

в) подобрать инструмент, оборудование и технологическую оснастку,

необходимые при выполнении работы, проверить их исправность и соответствие

требованиям безопасности;

г) ознакомиться с изменениями в схеме электроснабжения потребителей и

текущими записями в оперативном журнале.

3. Электромонтер не должен приступать к выполнению работ при следующих

нарушениях требований безопасности:

а) неисправности технологической оснастки, приспособлений и инструмента,

указанных в инструкциях заводов-изготовителей, при которых не допускается

их применение;

б) несвоевременном проведении очередных испытаний основных и

дополнительных средств защиты или истечении срока их эксплуатации,

установленного заводом-изготовителем;

в) недостаточной освещенности или при загроможденности рабочего места;

г) отсутствии или истечении срока действия наряда-допуска при работе в

действующих электроустановках.

Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены

собственными силами до начала работ, а при невозможности сделать это

электромонтер обязан сообщить о них бригадиру или ответственному

руководителю работ.

. Требования безопасности во время работы

4. Электромонтер обязан выполнять работы при соблюдении следующих

требований безопасности:

а) произвести необходимые отключения и принять меры, препятствующие

подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или

самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

б) наложить заземление на токоведущие части;

в) оградить рабочее место инвентарными ограждениями и вывесить

предупреждающие плакаты;

г) отключить при помощи коммутационных аппаратов или путем снятия

предохранителей токоведущие части, на которых производится работа, или те,

к которым прикасаются при выполнении работы, или оградить их во время

работы изолирующими накладками (временными ограждениями);

д) принять дополнительные меры, препятствующие ошибочной подаче

напряжения к месту работы при выполнении работы без применения переносных

заземлений;

е) на пусковых устройствах, а также на основаниях предохранителей

вывесить плакаты «Не включать — работают люди!»;

ж) на временных ограждениях вывесить плакаты или нанести

предупредительные надписи «Стой — опасно для жизни!»;

з) проверку отсутствия напряжения производить в диэлектрических

перчатках;

и) зажимы переносного заземления накладывать на заземляемые токоведущие

части при помощи изолированной штанги с применением диэлектрических

перчаток;

к) при производстве работ на токоведущих частях, находящихся под

напряжением, пользоваться только сухими и чистыми изолирующими средствами,

а также держать изолирующие средства за ручки-захваты не дальше

ограничительного кольца.

5. Смену плавких вставок предохранителей при наличии рубильника следует

производить при снятом напряжении. При невозможности снятия напряжения

(на групповых щитках, сборках) смену плавких вставок предохранителей

допускается производить под напряжением, но при отключенной нагрузке.

6. Смену плавких вставок предохранителей под напряжением электромонтер

должен производить в защитных очках, диэлектрических перчатках, при

помощи изолирующих клещей.

7. Перед пуском оборудования, временно отключенного по заявке

неэлектротехнического персонала, следует осмотреть его, убедиться в

готовности к приему напряжения и предупредить работающих на нем о

предстоящем включении.

8. Присоединение и отсоединение переносных приборов, требующих разрыва

электрических цепей, находящихся под напряжением, необходимо

производить при полном снятии напряжения.

9. При выполнении работ на деревянных опорах воздушных линий

электропередачи электромонтеру следует использовать когти и

предохранительный пояс.

10. При выполнении работ во взрывоопасных помещениях электромонтеру не

разрешается:

а) ремонтировать электрооборудование и сети, находящиеся под

напряжением;

б) эксплуатировать электрооборудование при неисправном защитном

заземлении:

в) включать автоматически отключающуюся электроустановку без выяснения и

устранения причин ее отключения;

г) оставлять открытыми двери помещений и тамбуров, отделяющих

взрывоопасные помещения от других;

д) заменять перегоревшие электрические лампочки во взрывозащищенных

светильниках лампами других типов или большей мощности;

е) включать электроустановки без наличия аппаратов, отключающих

электрическую цепь при ненормальных режимах работы;

ж) заменять защиту (тепловые элементы, предохранители, расцепители)

электрооборудования защитой другого вида с другими номинальными

параметрами, на которые данное оборудование не рассчитано.

11. При работе в электроустановках необходимо применять исправные

электрозащитные средства: как основные (изолирующие штанги,

изолирующие и электроизмерительные клещи. указатели напряжения,

диэлектрические перчатки), так и дополнительные (диэлектрические

галоши, коврики, переносные заземляющие устройства, изолирующие

подставки, оградительные подставки, оградительные устройства, плакаты

и знаки безопасности).

12. Работы в условиях с повышенной опасностью следует осуществлять вдвоем

в следующих случаях:

а) с полным или частичным снятием напряжения, выполняемого с наложением

заземлений (отсоединение и присоединение линий к отдельным

электродвигателям, переключения на силовых трансформаторах, работы внутри

распределительных устройств);

б) без снятии напряжения, не требующего установки заземлений

(электрические испытания, измерения, смена плавких вставок предохранителей

и т.п.);

в) с приставных лестниц и подмостей, а также там, где эти операции по

местным условиям затруднены;

г) на воздушных линиях электропередачи.

13. Измерение сопротивления изоляции мегаомметром следует осуществлять

только на полностью обесточенной электроустановке. Перед измерением

следует убедиться в отсутствии напряжения на испытываемом

оборудовании.

14. При работах вблизи действующих крановых или тельферных троллей

электромонтеры обязаны выполнять следующие требования;

а) выключить троллеи и принять меры, устраняющие их случайное или

ошибочное включение;

б) заземлить и закоротить троллеи между собой;

в) оградить изолирующими материалами (резиновыми ковриками, деревянными

щитами) места возможного касания троллей в случае невозможности снятия

напряжения. На ограждение повесить плакат «Опасно для жизни — напряжение

380 В!».

15. При обслуживании осветительных сетей электромонтеры обязаны выполнять

следующие требования:

а) замену предохранителей и перегоревших ламп новыми, ремонт

осветительной арматуры и электропроводки осуществлять при снятом напряжении

в сети и в светлое время суток;

б) чистку арматуры и замену ламп, укрепленных на опорах, осуществлять

после снятия напряжения и вдвоем с другим электромонтером;

в) установку и проверку электросчетчиков, включенных через измерительные

трансформаторы, проводить вдвоем с электромонтером, имеющим

квалификационную группу по технике безопасности не ниже IV;

г) при обслуживании светильников с автовышек или других перемещаемых

подъемных средств применять пояса предохранительные и диэлектрические

перчатки.

16. При регулировке выключателей и разъединителей, соединенных с

проводами, электромонтерам следует принять меры, предупреждающие

возможность непредвиденного включения приводов посторонними лицами или

их самопроизвольного включения.

17. Для проверки контактов масляных выключателей на одновременность

включения, а также для освещения закрытых емкостей электромонтерам

следует применять напряжение в электросети не выше 12 В.

18. В процессе работы электромонтеру запрещается:

а) переставлять временные ограждения, снимать плакаты, заземления и

проходить на территорию огражденных участков;

б) применять указатель напряжений без повторной проверки после его

падения;

в) снимать ограждения выводов обмоток во время работы электродвигателя;

г) пользоваться для заземления проводниками, не предназначенными для

этой цели, а также присоединять заземление путем скрутки проводников;

д) применять токоизмерительные клещи с вынесенным амперметром, а также

нагибаться к амперметру при отсчете показаний во время работы с

токоизмерительными клещами;

е) прикасаться к приборам, сопротивлениям, проводам и измерительным

трансформаторам во время измерений;

ж) производить измерения на воздушных линиях или троллеях, стоя на

лестнице;

з) применять при обслуживании, а также ремонте электроустановок

металлические лестницы;

и) пользоваться при работе под напряжением ножовками, напильниками.

металлическими метрами и т.п.;

к) применять автотрансформаторы, дроссельные катушки и реостаты для

получения понижающего напряжения;

л) пользоваться стационарными светильниками в качестве ручных переносных

ламп.

19. Для прохода на рабочее место электромонтеры должны использовать

оборудование системы доступа (лестницы, трапы. мостики). При

отсутствии ограждения рабочих мест на высоте электромонтеры обязаны

применять предохранительные пояса с капроновым фалом. При этом

электромонтеры должны выполнять требования «Типовой инструкции по

охране труда для работников, выполняющих верхолазные работы».

. Требования безопасности в аварийных ситуациях

20. При возникновении загорания в электроустановке или опасности поражения

окружающих электрическим током в результате обрыва кабеля (провода)

или замыкания необходимо обесточить установку, принять участие в

тушении пожара и сообщить об этом бригадиру или руководителю работ.

Пламя следует тушить углекислотными огнетушителями, асбестовыми

покрывалами и песком.

Требования безопасности по окончании работы

21. По окончании работы электромонтер обязан:

а) передать сменщику информацию о состоянии обслуживаемого оборудования

и электрических сетей и сделать запись в оперативном журнале;

б) убрать инструмент, приборы и средства индивидуальной защиты в

отведенные для них места;

в) привести в порядок рабочее место;

г) убедиться в отсутствии очагов загорания;

д) о всех нарушениях требований безопасности и неисправностях сообщить

бригадиру или ответственному руководителю работ.

. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ.

Для безопасности обслуживающего персонала при эксплуатации действующих

электроустановок применяют защитные средства, которые делят на изолирующие

(основные и дополнительные), ограждающие и предохранительные.

Изолирующие средства защиты обеспечивают электрическую изоляцию от

токоведущих или заземленных частей, а также от земли и подразделяются на

основные и дополнительные.

Основные изолирующие электрозащитные средства способны длительное

время выдерживать рабочее напряжение электроустановки и защищать персонал

от поражения током при прикосновении его к токоведущим частям, находящимся

под напряжением.

В электроустановках до 1000В к ним относят – изолирующие штанги,

изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки,

слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, указатели

напряжения, а в электроустановках свыше 1000В – изолирующие штанги,

изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения.

Дополнительные изолирующие электрозащитные средства не способны

длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки и защищать

человека от поражения током при этом напряжении. Они служат для усиления

защитного действия основных изолирующих средств, вместе с которыми

применяются.

В электроустановках до 1000В к ним относят диэлектрические галоши и

коврики, а также изолирующие подставки и накладки, а в электроустановках

свыше 1000В --- диэлектрические перчатки, боты, коврики и изолирующие

подставки.

Изолирующие штанги --- бывают трех типов: оперативные – для операций с

отключением разъединителей, наложением защитных заземлений; измерительные –

для проведения измерительных операций в установках, находящихся под

напряжением; ремонтные – для проведения профилактических, ремонтных работ

на установках, находящихся под напряжением. Штанга состоит из рабочей и

изолирующей частей и рукоятки. Со штангой может работать только обученный

персонал, при этом в процессе работы нельзя касаться ее изолирующей части

выше кольца.

Изолирующие клещи – служат для установки и снятия под напряжением трубчатых

патронов предохранителей, снятия рубильников и разъединителей с ножей,

изолирующих накладок и т.д. Клещи применяют в электроустановках напряжением

от 6кВ до 35кВ. В электроустановках напряжением свыше 1000В при работе с

клещами необходимо надевать диэлектрические перчатки, а при работе с

предохранителями защитные очки.

Указатели напряжения – служат для проверки наличия или отсутствия

напряжения на токоведущих частях. В электроустановках до 1000В используют

однополюсные и двухполюсные указатели (Рис.16, а, б). Признаком наличия

напряжения в обоих указателях является свечение неоновой лампы. Указатели

напряжения до 1000В можно использовать без других защитных средств.

а.) В установках свыше 1000В

б.) В установках до 1000В

1. Неоновая лампочка

2. Щуп

3,4 Рабочая и изолирующая части указателя

5. Ручка-захват

Рис.16а

Рис.16б

Рис.17

В электроустановках выше 1000В указатели напряжения

(Рис.17)

состоят из рабочей (корпуса, сигнальной лампы, конденсатора, затенителя и

контакта-наконечника) и изолирующей частей, а также ручки-захвата. При

работе с указателем оператор должен надеть диэлектрические перчатки.

Диэлектрические перчатки используют в качестве основного защитного

средства для электроустановок до 1000В, а в качестве дополнительного – в

электроустановках свыше 1000В. Диэлектрические галоши, боты и коврики

применяют только как дополнительные защитные средства.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения

токоведущих частей от случайного соприкосновения с ними. К ним относят

переносные щиты, клетки ограждения, изолирующие накладки, временные

переносные заземления и предупредительные плакаты.

Предохранительные защитные средства предназначены для

индивидуальной защиты работающего персонала от световых, тепловых и

механических воздействий. К ним относят защитные очки, рукавицы, защитные

каски, предохранительные монтерские пояса и т.д.

. ПРОФИЛАКТИКА ЭЛЕКТРОПОРАЖЕНИЙ

Электропоражения людей в условиях промышленного предприятия

предупреждаются благодаря:

a. техническим решениям, исключающим возможность включения людей в цепь

тока между двумя фазами или между одной фазой и землей, способом, при

котором токоведущие части, нормально находящиеся под напряжением,

недоступны для случайного прикосновения. Это обеспечивается надежной

изоляцией, ограждением, расположением их на недоступной высоте или под

землей, блокировками и другими способами;

b. снятию напряжения с токоведущих частей во время работ, при которых не

исключена возможность прикосновения к ним;

c. устройствам защитного заземления или автоматического отключения,

обеспечивающим в случае повреждения изоляция и перехода напряжения на

металлические части электроустройств ограничение напряжения по

величине или отключение неисправного оборудования и аппаратуры;

d. применению в электроустройствах безопасного напряжения в зависимости

от условий, в которых они эксплуатируются;

e. правильному выбору производственной среды. При этом следует иметь в

виду, что влага, сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы

(ведущие к разрушению изоляции), высокая температура воздуха,

токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные и т. п.).

наличие большого количества заземленного металлического оборудования

повышают опасность электрических установок.

Ниже рассматриваются способы защиты людей от поражения электрическим

током в случае возникновения напряжения на оборудовании, не находящемся под

напряжением.

Защитное заземление. Так называется преднамеренное электрическое

соединение оборудования с землей с помощью заземлителей (рис. 18). Оно

выполняется с целью снижения напряжения до безопасного. Согласно Правилам

сопротивление защитного заземления не должно превышать 4 Ом.

Таким образом, при прикосновении к корпусу оборудования, оказавшемуся

под напряжением, человек включается параллельно в цепь тока. Но в этом

случае благодаря небольшому сопротивлению заземлителей через человека будет

проходить ток безопасной величины.

[pic]

Рис. 18. Схема защитного заземления:а — в сети с изолированной

нейтралью;б — в сети с заземленной нейтралью.

Заземлению подлежат: корпуса электрических машин, трансформаторов,

аппаратов, светильников; приводы электрических аппаратов; вторичные обмотки

измерительных трансформаторов; каркасы распределительных щитов управления,

щитков и шкафов; металлические конструкции распределительных устройств,

металлические кабельные конструкции, металлические корпуса кабельных муфт;

металлические оболочки и брони контрольных и силовых кабелей, проводов;

стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции,

связанные с установкой электрооборудования; арматура светильников,

металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников и др.

Нормы и техника выполнения защитного заземления регламентированы

«Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и

«Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок

потребителей».

Защитное зануление. Зануление — защитная, мера, применяемая только в

сетях с заземленной нейтралью напряжением до 380/220 В. Оно, как и

заземление, предназначено для защиты людей, если они прикоснутся к

«пробитому» на корпус оборудованию. Конструктивное зануление —

присоединение подлежащего защите объекта к нулевому проводу сети (рис. 19).

Применение взамён защитного заземления в сетях с глухим заземлением

нейтрали напряжением до 1000 В зануления вызвано ненадежной работой

заземления в этих условиях. Это объясняется тем, что при заземлении, в

случае пробоя на корпус, ток однофазного короткого замыкания между,

корпусом оборудования и заземленной нейтралью по своей величине часто

недостаточен для расплавления калиброванных плавких вставок. И наоборот,

при занулении ток, возникающий при пробое напряжения на корпус, бывает

достаточным для быстрого расплавления плавких вставок или срабатывания

максимальной защиты. Однако и зануление не создает защиты во всех случаях.

[pic]

Рис. 19. Схема защитного зануления.

Защитное отключение. Так называется система защиты, основанная на

автоматическом отключении токоприемника в случае, если на его металлических

частях, нормально не находящихся под напряжением, появляется ток. Защитное

отключение выполняется при помощи автоматических выключателей или

контакторов, снабженных специальным реле защитного отключения от сети

поврежденного приемника тока. Преимущество защитного отключения в его

мгновенном (примерно 0,02 с) действии. Кроме того, защитное отключение

может срабатывать даже в самом начале появления повреждения. Вместе с тем,

оно иногда не срабатывает, если пригорает контакт или отрывается провод, но

применение его безусловно целесообразно, особенно тогда, когда по каким-

либо причинам нельзя воспользоваться защитным заземлением или занулением.

Схема защитного отключение приведено на рис.37

[pic]Рис.37

Схема состоит из: УАТ – автоматический выключатель; KV – реле

максимального напряжения; Rв – вспомогательное заземление; Rз – заземление;

УЗО – устройство защитного отключения.

Классическая схема защитного отключения состоит из двух главных

элементов: прибора защитного отключения, который реагирует на один из

параметров цепи, и исполнительного органа, автомата. В соответствии с

требованиями ПУЭ (правила установки электрооборудования) устройства

защитного отключения можно применять в электросетях любого напряжения,

независимо от режима нейтрали. Как правило, защитное отключение применяют в

сетях до 1Кв с изолированной нейтралью, а схемы защитного отключения

классифицируются следующим образом:

1. Схема, реагирующая на напряжение корпуса относительно земли, схема

реагирует на ток замыкания на землю

2. Схема, реагирующая на напряжение нулевой последовательности

3. Схема, реагирующая на ток нулевой последовательности

Данная схема работает следующим образом. В исходном состоянии

электрический двигатель включен в 3х фазную сеть, главные контакты

автомата замкнуты. Пусть в данный момент изоляция фазы «А» пробила на

корпус, тогда произойдет следующее.

Напряжение фазы «А» будет приложено к обмотке реле максимального

напряжения KV.

Следовательно, реле максимального напряжения сработает и замкнет контакты

KV в цепи питания автомата УАТ.

Обмотка автомата будет находиться под фазным напряжением источника

питания, следовательно, по ней потечет ток.

Автомат УАТ сработает и разомкнет свои главные контакты. Время

срабатывания автомата микросекунды.

Для проверки исправности схемы защитного отключения предусмотрена

кнопка К при нажатии которой искусственно подается напряжение фазы «В» на

корпус электрической установки следовательно на обмотку реле максимального

напряжения KV. Реле сработает и отключит главные контакты. Если реле

сработало, то система исправна.

Основные неисправности:

1 Ненадежные контакты: главные SF, вспомогательные К и КV.

2 Неисправные обмотки автомата или реле

3 Неисправность в соединительных монтажных проводах

Защита от перехода высшего напряжения в сеть низшего напряжения. Переход

высшего напряжения в сеть низшего напряжения — опасное явление. Оно может

возникнуть, главным образом, при эксплуатации силовых и измерительных

трансформаторов, когда происходит соединение первичных и вторичных обмоток.

Это возможно также в результате обрыва и соприкосновения проводов

высокого напряжения с проводами или установками низкого напряжения.

Защита от этих опасных явлений — заземление или зануление вторичной

обмотки трансформаторов на случай нарушения изоляции первичной и вторичной

обмоток. Такое решение эффективно для защиты от поражения током у

трансформаторов с первичным напряжением менее 1000 В и вторичным — ниже 100

В.

Кроме этой меры, в сетях с изолированной нейтралью на пути к

заземляющему устройству устанавливают пробивной предохранитель.

Переносные временные ограждения и плакаты. Чтобы предупредить

возможность случайного проникновения и тем более прикосновения к

токоведущим частям, находящимся под напряжением, используются защитные

сетчатые и смешанные ограждения (табл. 10), а также система

предупредительных плакатов.

Таблица 10. Допустимые расстояния ограждений от токоведущих частей

|Нормируемый размер ограждений |Допустимое |

| |расстояние, м |

|Высота сетчатых и смешанных защитных ограждений для |Не менее 1,7 |

|закрытых распределительных устройств (3РУ) | |

|То же для открытых распределительных устройств (ОРУ) |2,0 |

|То же для открыто установленных трансформаторов. |2,0 |

|Размер ячеек сетки для сетчатых защитных ограждений |Не более |

| |0,025x0,025 |

|Высота расположения барьера(поручня) в камерах закрытых |Не менее 1,2 |

|распределительных устройств | |

|Высота внешнего забора, предназначенного для ограждения |2,4 |

|территории подстанции | |

|Высота внутреннего забора для ограждения ОРУ |1,5 |

|(подстанции), расположенного на территории электростанции| |

|или промышленного предприятия | |

Установлены также расстояния от временных ограждений до токоведущих

частей, находящихся под напряжением выше 1000 В.

|Номинальное напряжение установки, кв |Наименьшее допустимое расстояние, м |

|Выше 1 до 15 |0,35 |

|» 15 » 35 » |0,6 |

|» 35 » 110 » |1,5 |

|154 |2,0 |

|220 |2,5 |

|330 |3,5 |

|400 и 500 |4,5 |

Временными ограждениями могут быть специальные сплошные или решетчатые

деревянные ширмы, щиты, изделия из миканита, резины и других изоляционных

материалов в сухом состоянии, хорошо укрепленные или прочно установленные.

Применяются следующие предупредительные плакаты для электроустановок (рис.

20): предостерегающие, в том числе «Высокое напряжение— опасно для жизни!»,

«Под напряжением. Опасно для жизни!», «Стой! Высокое напряжение», «Не

влезай, убьет!», «Стой! Опасно для жизни»; запрещающие: «Не включать —

работают люди», «Не открывать — работают люди», «Не включать — работа на

линии»; разрешающие: «Работать здесь», «Влезать здесь»; напоминающие:

«Заземлено».

[pic]

Рис. 20. Предупредительные плакаты.

Каждый плакат имеет свою форму, соответствующее изображение.

Их рисунки, размер и исполнение, место и условия применения определены

Правилами.

Приспособления и средства индивидуальной защиты. К индивидуальным

защитным средствам и приспособлениям относятся приборы, аппараты,

приспособления и устройства, предназначенные для защиты персонала,

обслуживающего электроустановки, от поражения электротоком, воздействия

электрической дуги.

Изолирующие средства защиты делятся на основные и вспомогательные. К

основным относятся: оперативные и измерительные штанги, изолирующие и

токоизмерительные клещи, указатели напряжения, изолирующие устройства и

приспособления для ремонтных работ (изолирующие лестницы, площадки и др.).

К вспомогательным относятся: диэлектрические перчатки, боты, резиновые

коврики, изолирующие подставки.

Из сказанного следует, что к основным средствам защиты относятся те,

которые могут длительное время выдерживать рабочее напряжение установки, к

вспомогательным — предназначенные для усиления основных средств. Примером

может быть обслуживание установок высокого напряжения, при котором

основными средствами защиты являются изолирующие штанги, клещи, указатели

напряжения, а вспомогательными — диэлектрические боты, галоши, перчатки,

изолирующие подставки и резиновые коврики.

На администрацию предприятия возлагается ответственность за регулярное,

в соответствии с установленными сроками, испытание и проверку исправности

предохранительных приспособлений, диэлектрических галош и перчаток, а также

своевременную замену фильтров, стекол и других частей с понизившимися

защитными свойствами.

. ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ ЛИЦАМ, ПОСТРАДАВШИМ ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Оказывающий помощь должен прежде всего освободить пострадавшего от

действия на него тока, затем от одежды, стесняющей дыхание (расстегнуть

воротник, пояс), осмотреть полость рта, удалить вставные челюсти, если они

есть, слизь и немедленно приступить к оказанию первой помощи. Если в этом

может принять участие не один, а несколько человек, то все меры по

освобождению пострадавшего от тока и оказанию ему помощи должны выполняться

четко, по указаниям одного лица— старшего по должности и наиболее опытного

работника. При этом одновременно с указанными выше мерами лица, не

участвующие в оказании помощи пострадавшему, должны немедленно:

a. вызвать врача медсанчасти предприятия или скорую помощь;

b. известить о происшествии начальника смены электроцеха;

c. удалить с места оказания помощи посторонних;

d. создать максимальное освещение, а также приток свежеro воздуха.

Освобождение пострадавшего от воздействия на него электротока. В случае,

если пострадавший после поражения током все еще прикасается к токоведущим

частям, необходимо как можно быстрее освободить его от них. Если

пострадавший находится на высоте и может при этом упасть, надо принять меры

предупреждения падения или, • если это неизбежно, обеспечить его

безопасность. Если напряжение быстро отключить нельзя, пострадавшего

отделяют от источника тока следующими способами.

При напряжении до 1000 В. Использовать только сухие предметы и

обязательно непроводники: палки, доски, веревки, Тот, кто отделяет

пострадавшего от токоведущих частей, должен изолировать себя

диэлектрическими перчатками или галошами. Нельзя, пытаясь таким образом

оттащить пострадавшего, касаться окружающих металлических предметов. При

необходимости следует перерубить или перерезать провода (каждый в

отдельности) топором с сухой деревянной ручкой или инструментом с

изолированными рукоятками.

При напряжении свыше 1000 В. Необходимо надеть боты, перчатки и отделить

пострадавшего от источника электропоражения с помощью. изолирующих штанг

или клещей, отвечающих напряжению.

Во всех случаях независимо от состояния пострадавшего, на место

происшествия обязательно должны быть экстренно вызваны медработники,

которые окажут пострадавшему первую помощь и примут решение о его лечении.

Если по какой-то причине врач или другой медицинский работник

отсутствуют, пострадавшему без промедления оказывается первая помощь.

Первая медицинская помощь пострадавшему. Опасность поражения

электрическом током заключается в нарушении деятельности дыхательных

органов и сердечно-сосудистой системы. Указанные нарушения организма

человека можно предотвратить своевременной помощью.

Прежде всего необходимо, сделать следующее: уложить пострадавшего на

спину на твердую поверхность; проверить, есть ли у него дыхание и пульс;

осмотреть зрачок (узкий или широкий). Широкий значок указывает на резкое

ухудшение кровоснабжения мозга.

Далее необходимо :

- уложить пострадавшего на спину на твердую поверхность; - проверить

наличие у пострадавшего дыхания (определить по подъему грудной клетки,

запотеванию зеркала и пр.);

- проверить наличие пульса на лучевой стороне у запястья или на сонной

артерии на переднебоковой поверхности шеи;

- выяснить состояние зрачка, широкий зрачок указывает на резкое

ухудшение кровоснабжения мозга;

- вызов врача по телефону 03 во всех случаях обязателен.

Если пострадавший находится в сознании после обморока, его следует

уложить в удобное положение, накрыть одеждой, обеспечить полный покой,

непрерывно наблюдая за дыханием и пульсом.

Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но с устойчивым

дыханием и пульсом, его следует ровно и удобно уложить, расстегнуть одежду,

создать приток свежего воздуха, поднести к носу ватку с нашатырным спиртом,

обрызгать лицо водой и обеспечить полный покой. Если пострадавший плохо

дышит (очень редко и судорожно), ему следует делать искусственное дыхание и

массаж сердца.

При отсутствии признаков жизни нельзя считать пострадавшего мертвым,

т.к. смерть бывает кажущейся. Искусственное дыхание следует проводить

непрерывно до прибытия врача. Первую помощь нужно оказывать немедленно и по

возможности на месте происшествия. С момента остановки сердца должно пройти

не более 3-5 мин.

Способ искусственного дыхания заключается в том, что оказывающий помощь

производит выдох из своих легких в легкие пострадавшего непосредственно в

рот. Пострадавшего укладывают на спину, раскрывают рот, удаляют изо рта

посторонние предметы, запрокидывают голову пострадавшего назад, положив под

затылок одну руку, а второй рукой надавить на лоб пострадавшего, чтобы

подбородок оказался на одной линии с шеей. Встав на колени нужно с силой

вдохнуть воздух в рот пострадавшего через марлю или носовой платок, закрыв

ему нос. Вдох длиться 5-6 сек., или 10-12 раз в минуту. Грудная клетка

пострадавшего должна расширяться, а после освобождения рта и носа

самостоятельно опускаться. При возобновлении самостоятельного дыхания

некоторое время следует продолжать искусственное дыхание до полного

сознания пострадавшего. Необходимо избегать чрезмерного сдавливания грудной

клетки из-за возможности перелома ребер. Одновременно нужно проводить

наружный массаж сердца при отсутствии пульса.

Наружный (непрямой) массаж сердца производится путем ритмичных сжатий

сердца через переднюю стенку грудной клетки при надавливании на нижнюю

часть грудины. Повторяя надавливание частотой 60-70 раз в минуту.

Оказывающий помощь, определив нижнюю треть грудины, должен положить на нее

верхний край ладони, сверху положить вторую руку и надавливать на грудную

клетку пострадавшего, слегка помогая наклоном своего корпуса. Надавливание

следует производить быстрым толчком так. Чтобы продвинуть на 3-4 см нижнюю

часть грудины в сторону позвоночника, а у полных людей – на 5-6 см.

Через каждые 5-6 надавливаний – одно вдувание. Если оказывает помощь

один человек, следует чередовать после 2 глубоких вдуваний – 10-12

надавливаний для массажа сердца.

При правильном проведении искусственного дыхания и массажа сердца у

пострадавшего появляются следующие признаки оживления:

улучшение цвета лица

появление самостоятельного дыхания все более равномерного

сужение зрачков

появление самостоятельного пульса.

Список используемой литературы:

«Справочник молодого электромонтера»

Ремонт электродвигателей

М.Б.Зевин, Е.П.Парини

«Справочник молодого электротехника»

Классификация электродвигателей

А.И.Глаз

«Устройство и обслуживание электрооборудования промышленных предприятий»

Управление электродвигателями

А.Ф.Голыгин, Л.А.Ильяшенко

Электрические двигатели, строение, принцип действия…

«Электротехника с основами промышленной электроники»

В.Е.Китаев

«Єлектротехніка з основами промислової електроніки»

А.М.Гуржій

Электрический привод:

«Электрический привод»

В.В.Москаленко

«Электромашины и электропривод автоматических устройств»

М.М.Кацман

Всемирная информационная сеть(Internet):

Частотное регулирование асинхронных двигателей

http://www.e-audit.ru

Правила техники безопасности (охрана труда)

http://www.diagram.com

-----------------------

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]