|
Читайте также: |
Електродвигуни. Електродвигун — це машина, у якій електрична енергія перетвориться в механічну. За допомогою електродвигунів пускають у хід різні верстати, будівельні механізми, насоси, вентилятори й інше встаткування.
Електродвигуни бувають постійного й змінного струму. Найбільш широке поширення в промисловості, будівництві й сільськім господарстві одержали асинхронні електродвигуни трифазного змінного струму.
Асинхронний електродвигун змінного струму складається з нерухливого статора й обертового ротора. Принцип дії цього електродвигуна заснований на взаємодії обертового магнітного поля статора зі струмами ротора. Струми ротора, взаємодіючи з обертовим магнітним полем статора, створюють обертаючий момент, під дією якого ротор починає обертатися убік обертання поля статора.
Магнітне поле статора обертається зі швидкістю
де пх — швидкість обертання магнітного поля (синхронна); / — частота змінного струму; р — число пар полюсів обмотки.
Швидкість обертання ротора асинхронного двигуна трохи менше швидкості обертання магнітного поля статора (тобто не синхронна, а асинхронна, швидкість, звідки й отримана назва електродвигуна).
Швидкість обертання ротора асинхронних двигунів до 100 кВт
звичайно буває менше синхронної швидкості на 3—6%. Цим нера
венством швидкостей і обумовлене виникнення струмів у роторі
асинхронного двигуна. <*
19 658
Нерівність швидкостей обертання ротора й магнітного поля статора називається ковзанням ротора асинхронного двигуна й визначається:
8=п1п_. 1(Ю
Quot;1
де П\ — швидкість обертання магнітного поля статора або синхронна швидкість; п — швидкість обертання ротора.
Якщо умовно допустити, що ротор буде обертатися без ковзання, тобто з такою ж швидкістю, як і магнітне поле статора, то струми в обмотці ротора зникнуть, припиниться взаємодія їх з полем статора й ротор почне сповільнювати швидкість обертання. Зі зменшенням швидкості обертання ротора його обмотка знову почне перетинатися з обертовим полем статора, у ній з'являться э.д. с. і струм, і на ротор знову буде впливати обертаючий момент, ротор буде обертатися, відстаючи від поля статора на величину, обумовлену ковзанням.
Асинхронні двигуни бувають із короткозамкненим ротором у вигляді «білячої клітки» або фазним ротором.
У короткозамкненого ротора, виконаного у вигляді «білячої клітки», у кожному пазу перебуває мідний або алюмінієвий стрижень і кінці всіх стрижнів з обох торців ротора замкнені накоротко відповідно мідним або алюмінієвим кільцем. У сучасних машинах пази короткозамкнених роторів заливають алюмінієм. Стрижні в пазах і замикаючі кільця з вентиляційними лопатами відливають одночасно із заливанням пазів ротора алюмінієм.
«Біляча клітка» конструктивно проста, не має ковзних контактів, зручна в експлуатації, рідко ушкоджується й тому не вимагає частих оглядів і ремонтів. Електродвигуни з короткозамкненим ротором широко застосовують у більшості галузей промисловості й будівництві, однак вони мають і ряд недоліків, головним з яких є великий пусковий струм і мале зусилля при рушанні з місця.
Для поліпшення пускових- характеристик електродвигуни з короткозамкненим ротором виконують із подвійною «білячою кліткою» або глибокими пазами.
Електродвигуни з фазним ротором мають кращі пускові характеристики, однак більш складну, чому у двигунів з короткозамкненим ротором, конструкцію. У фазного ротора в пази покладена обмотка з ізольованого проведення або ізольованих стрижнів. Провідники обмотки фазного ротора розташовують безпосередньо в його поверхні, щоб забезпечити найбільший зв'язок обмотки ротора з обертовим полем статора. Фазний ротор трифазного електродвигуна має трифазну обмотку, виконувану подібно статорній обмотці, з тим же числом полюсів.
Обмотка фазного ротора з'єднується в «зірку» або «трикутник». Кінці обмотки виводять ізольованими проводами або стрижнями й приєднують до трьом контактним кільцям, укріплений-
ным на валу ротора двигуна. На контактні кільця накладають угольнорграфітні або графітний^-графітні-мідно-графітні щітки, які при обертанні ротора сковзають по поверхні контактних кілець. Щітки встановлені в щіткотримачах, прикріплених до нерухливої частини електродвигуна, і за допомогою пружин притиснуті до контактних кілець із певним зусиллям. Питомий тиск щітки на контактне кільце повинне бути в межах 0,15— 0,25 кгс/див2 залежно від марки щіток. До щіток приєднується пусковий реостат. При запуску електродвигуна в кожну фазу ротора вводиться активний опір реостата, що дозволяє регулювати швидкість обертання ротора.
Асинхронні електродвигуни з фазним ротором застосовують переважно там, де необхідне одержання великого пускового моменту при включеннях двигуна під навантаженням. Обмотка статора електродвигуна з фазним ротором включається в живильну мережу, а обмотка ротора приєднується до реостата (мал. 91).
|
роо
12:
Ж
0=
| ггг-' |
Чу
Ш
тт'
|
Обттка ротора
а)
|
| сетш >СЗЧС2<}З1 |
так З46 ся
З/а З2а З3<?
, Трикутник'
Н мережі
г§в'
До мережі 380В
Рис 91. Схеми включення в мережу й з'єднання обмоток
асинхронного двигуна з фазним ротором:
а — схема приєднання двигуна до мережі, б — «хема з'єднання
обмоток, в — з'єднання кінців обмоток на дошці затисків
По закінченню запуску електродвигуна реостатом (коли його ротор набере повне число оборотів) обмотка ротора замикається накоротко, залишаючись у замкненім положенні протягом усього часу роботи.
Найбільше поширення в народнім господарстві одержали електродвигуни потужністю від 0,6 до 100 кВт виконань А (брызгозащищенные) і АТ (закриті, що обдуваються). Ця серія розроблена в семи габаритах (від 3 до 9 включно) по дві довжини сердечника в кожному габариті, тобто має 14 типорозмірів. Шкала потужностей електродвигунів має 14 щаблів: 0,6—1,0— 1,7—2,8—4,5—7,0— 10— 14—20—28—40—55—75— 100 кВт.
Електродвигуни мають цифровий^-цифрові-буквено-цифрові позначення, наприклад, АТ—62—2, що означає асинхронний електродвигун трифазного струму, закритого виконання, що обдувається, шостого габариту, із сердечником другої довжини, двополюсний. Для електродвигунів спеціалізованих виконань наприкінці повного позначення додаються букви, що характеризують їхнє виконання, наприклад АТ—62—2Т (для роботи в умовах тропіків), В (для роботи в умовах підвищеної вологості), X (для роботи в хімічнім середовищі). У позначенні електродвигунів зі статорною обмоткою, виконаної алюмінієвим обмотувальним проведенням з емалевою ізоляцією, наприкінці повного позначення проставляється буква А, наприклад, АТ—62—2ВА.
Електричні апарати. Ці апарати є невід'ємною частиною кожної електроустановки. За допомогою електричних апаратів здійснюється керування всіма елементами електроустановки і їх захист.
Застосування електричних апаратів дозволяє автоматизувати керування електроустаткуванням, полегшує обслуговування електроустановок, підвищує надійність електропостачання споживачів електричної енергії. Характерною рисою електроустановок сучасних промислових підприємств є застосування в них великої кількості різноманітних електричних апаратів широкої номенклатури по робочих струмах і напругам.
Електричними апаратами називаються електротехнічні обладнання й механізми, призначені для керування електричними колами при передачі, розподілі й споживанні електроенергії, а також для захисту електроустановок у випадку порушення нормальних режимів їх роботи. До електричних апаратів ставляться також апарати, призначені для регулювання й контролю електричних кіл і роботи електроустаткування.
Розрізняють електричні апарати високої напруги (вище 1000 В) і апарати низької напруги (до 1000 В, але звичайно до 660 В).
По роду струму апарати бувають постійного й змінного струму.
У цій главі всі відомості про обладнання й способах монтажу апаратів ставляться переважно до низьковольтних апаратів змінного струму.
Низьковольтні електричні апарати по своєму призначенню підрозділяються на чотири основні групи:
I група — апарати, що виключають, призначені для
від ключения й включення електричних кіл. До цієї групи
©тносятся рубильники, перемикачі, пакетні вимикачі
й ін.
II група — захисні апарати, що служать для захисту элек
трических ланцюгів і електроустаткування від неприпустимих перегру
зок, струмів короткого замикання й інших ненормальних режимів, що
виникають у частинах, що захищаються, електроустановок. У цю груп
пу входять запобіжники із плавкими вставками, автоматичні
вимикачі й ін.
III група — пускорегулювальні апарати, застосовувані для
'пуску, а також регулювання швидкості обертання, напруги
і струму електричних машин. Цю групу становлять реостати, контактори, магнітні пускачі й ін.
IV група — контролюючі апарати, призначені для
контролю заданих параметрів електричних кіл і впливу
на сигнал або на апарат, що відключає контрольовані ланцюги,
якщо з якої-небудь причини ці параметри будуть порушені. У цю
групу входять різні реле, наприклад, реле максимального
струму, реле мінімальної напруги й ін.
Залежно від умов навколишнього середовища електричні апарати бувають виконань: відкритого, захищеного, взрывопбезпечного й др. По способу керування електричні апарати діляться на апарати ручного керування й апарати дистанційного керування.
Електричні апарати можуть кдассифицироваться по способу дії (електромагнітні, індукційні, теплові й ін.), а також по роду інших факторів, наприклад по швидкодії, способі гасіння дуги, наявності або відсутності уставок токи або витримки часу й ін.
Складовими частинами електричного апарата є деталі й еборочные одиниці. Деталлю називають звичайно невелику частину апарата, виготовлену із цілого шматка матеріалу без застосування яких-небудь складальних Операцій (пайки, зварювання, опрессования, еочленения, свинчивания й т.п.). Складальною одиницею прийнято називати розбірну або нерозбірну, рознімну або нероз'ємну частину апарата, що полягає з деталей, з'єднаних у процесі складання. В електричному апарату може бути одна або кілька збиральних одиниць. Складальна одиниця, на якій або навколо до-: торою розміщають інші складальні 'одиниці або деталі по ходу технології складання апарата, називається базової.
По конструктивних і функціональних ознаках усі деталі й складальні одиниці електричних апаратів можна умовно розбити на наступні групи:
корпусні деталі (кожухи, ящики, шафи, бачки й резервуари маслонаполненных апаратів і ін.);
деталі механізмів (вали, важелі, підшипники, пружини, обмежники й ін.);
деталі й складальні одиниці струмоведучих частин (котушки,
термоелементи, контакти робітники й дугогасительные, гнучкі з'єднання й ін.);
електроізоляційні деталі й складальні одиниці (картонні каркаси котушок, ізоляційні перегородки й прокладки, дугогасительные камери, різні деталі з дерева, пластмаси, гектинакса, текстоліту й інших ізоляційних матеріалів).
Електричні апарати повинні задовольняти специфічним і загальним вимогам, зокрема витримувати без ознак передчасного зношування або разрегулировки, що перешкоджають їхній нормальній роботі:
установлену для контактних і струмоведучих частин темпера-' турові нагрівання й припустимого перегріву;
струми короткого замикання, а також електродинамічні зусилля, створювані цими струмами в струмоведучих і контактних частинах апарата;
певне (установлене заводом для даного апарата) кількість циклів включень і відключень;
перевищення номінальної напруги в межах, гарантованих заводомовиготовлювачем і зазначених у паспорті апарата;
відключення контактами апарата струмів робітників і аварійних режимів, на які розрахований апарат.
Специфічні вимоги визначаються призначенням і режимом роботи апарата, а також умовами навколишнього середовища (високою температурою повітря, підвищеною вологістю й ін.).
Електричні апарати повинні встановлюватися з урахуванням вказівок і рекомендацій заводівовиготовлювачів з метою забезпечення безпеки й максимальної зручності їх обслуговування.
Наведені вимоги повинні враховуватися при монтажі, регулюванні й налагодженню електричних апаратів.
Захисні обладнання. Електроживлення споживачів електроенергії здійснюється, як відомо, по трифазній системі, яка в мережах напругою до 1000 В може бути з незаземленнои (ізольованої) нейтралью або із глухозаземленной нейтралью генератора або трансформатора. Електричні мережі, напругою 380/220 В виконують звичайно із заземленої нейтралью.
При незаземленнои нейтрали людей, прикоснувшийся до однієї з фаз мережі в момент, коли повністю порушена ізоляція іншої фази, попадає під лінійну напругу.
Якщо нейтраль заземлена наглухо, то при торканні до одній фазі мережі людина попадає під фазну напругу, яка менше
лінійного в ]/3 раз.
Поразка людини струмом може відбутися й у результаті дотику до металевих частин електроустаткування або електроустановки, які нормально не перебувають під напругою, але внаслідок ушкодження ізоляції на них з'явився потенціал небезпечної величини.
Так, при ушкодженні ізоляції обмотки електродвигуна його корпус, а також металеві частини з'єднаного з ним оборудо-
вания можуть виявитися під напругою, що представляють загрозу життю людину. Щоб виключити в таких випадках можливість поразки електричним струмом застосовують спеціальні обладнання— захисні заземлення.
Захисне заземлення являє собою навмисне електричне з'єднання із землею металевих частин електричної установки й електроустаткування, що нормально не перебувають під напругою, за допомогою заземлюючих провідників і за-землителей.
Призначення захисного заземлення полягає в тому, щоб створити між частинами електроустаткування, що нормально не перебувають під напругою, і землею електричне з'єднання настільки
Рис. 92. Схеми захисних заземлень у мережах напругою до 1000 В: а и при ізольованої нейтрали, б — при заземленої нейтрали (занулення)
мчервоного опору, при якім струм, що проходить через тіло людини, прикоснувшегося до несправного встаткування, знизиться до величини, що не загрожує його життя й здоров'ю.
При випадковому дотику людини до заземлених частин, що нормально не перебувають, але з якихось причин оказавшимся під напругою, увесь струм або його більша частина пройде не через тіло людини, а через заземлення, причому чим менше буде опір захисного заземлення, тим більше буде його захисна дія.
В електроустановках напругою до 1000 У с заземленої нейтралью генераторів або трансформаторів застосовується система, при якій захисні провідники з'єднані із заземленої нейтралью. Наявність такого з'єднання перетворює замикання струмоведучих частин на заземлені частини установки в коротке замикання, що викликає відключення аварійної ділянки автоматом або запобіжником. Цю систему називають зануленням. Основна мета занулення — забезпечення автоматичного відключення аварійної ділянки мережі, на якій провідники, що перебувають під напругою, замкнули на металеві частини електроустановки. Схеми захисних заземлень показані на мал. 92.
Для характеристики захисних обладнань прийняті визначення* наведені в табл. 53,
Т а б л и ц а 53 Визначення, прийняті для характеристики захисних обладнань
Назва
Визначення
Заземлитель
Заземлюючі провідники
Заземлююче обладнання
Заземлення якої-небудь частини електроустановки
Занулення якої-небудь частини електроустановки
Нульове проведення
Нейтраль або
нейтральна крапка
Глухозаземленная нейтраль
Ізольована нейтраль
Опір -заземлюючого обладнання
Замикання на землю
Струм замикання на землю
Замикання на корпус
Напруга щодо землі при замиканні на корпус
Металевий провідник або група провідників, що перебувають у безпосередньому зіткненні із землею
Металеві провідники, що з'єднують частини, що заземлюються, устаткування або електроустановки із за-
землителем
Сукупність заземлителей і заземлюючих провідників
Навмисне електричне з'єднання частини електроустановки із заземлюючим обладнанням, виконане відповідно до чинних правилам» і нормами
Навмисне електричне з'єднання частини електроустановки з нульовим проведенням мережі, виконане відповідно до чинних правил і нормами
Проведення мережі, з'єднаний із глухозаземленной нейтралью трансформатора або генератора
Крапка з'єднаної в зірку трифазної обмотки (трансформатора або генератора), що має однакову напругу стосовно всіх зовнішніх затисків
Нейтраль трансформатора або генератора, приєднана до заземлюючого обладнання безпосередня або через малий опір (трансформатори струму й ін.)
Нейтраль, не приєднана до заземлюючого обладнання або приєднана через апарати, що мають великий опір (трансформатори напруги й ін.)
Сума опорів, що складається з опору заземлителя щодо землі й опору заземлюючих провідників
Випадкове електричне з'єднання, що перебуваютьо під напругою частин електроустановки безпосередньо із землею або з конструктивними елементами, не ізольованими від землі
Струм, що проходить у землю в місці замикання
Замикання, що виникло в електричних машинах, апаратах, лініях, на їхні заземлені конструктивні елементи
Напруга між корпусом і крапками землі, що перебувають поза зоною струмів у землі, але не ближче 20 ы
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 170 | Нарушение авторских прав