Совершенствование стендов для испытания и исследования тяговых электрических машин

Таким образом, для определения нужно при каждом значении тока двигателя производить измерение величин , , и . Сопротивления обмоток и определены в лабораторной работе №2.

Характеристику вращающего момента рассчитывают по формуле,

Данные для расчета и построения электромеханических характеристик снимают одновременно для каждого значения тока якоря , который изменяют с помощью ВДМ.

3.4.2 Порядок выполнения работы

Собрать схему взаимной нагрузки для испытания двигателя Д1.

Произвести запуск машин и установить минимальный ток двигателя при заданном напряжении на его зажимах (величину напряжения указывает преподаватель).

С помощью ВДМ увеличивать ток якоря от минимального значения до величины 16 А через каждые 2 А. При установке нового значения тока якоря регулировать для выполнения условия . При каждом значений тока двигателя регистрировать , , , и n.

Результаты наблюдений и расчетов занести в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Примечания:

Направление вращения указывается при наблюдении со стороны тахогенератора.

При заполнении табл. 3.3 необходимо иметь в виду, что сумма токов линейного генератора и машины, работающей в генераторном режиме, должна быть равна току, потребляемому машиной, работающей в режиме двигателя.

Произвести реверсирование машин и снять скоростную характеристику дня тех же значений тока , что и в предыдущем опыте. При реверсировании машин следует переключить тумблерами амперметр в цепи возбуждения и прибор для измерения n. Результаты измерений для соответствующего направления вращения занести в таблицу 3.4.

Таблица 3.4

Определить среднюю арифметическую величину частоты вращения для обоих направлений вращения и относительное расхождение характеристик:

Результаты расчетов занести в таблицу 3.4.

Собрать схему с ослаблением возбуждения (ОВ) машины и снять скоростные характеристики для каждой из предусмотренных ступеней ОВ при направлении вращения в опыте п.3. Минимальный ток якоря должен соответствовать максимальной частоте вращения 1800-2000 об/мин; максимальный ток не должен превышать 16 А. При проведении опыта записывать одновременно величины , и .

Коэффициент ослабления возбуждения рассчитывают по формуле:

Величина определяется как средняя арифметическая значений полученных опытным путем.

Результаты наблюдений и расчетов занести в таблицу 3.5.

Таблица 3.5

7. По данным таблиц 3.1 и 3.3 построить на миллиметровой бумаге зависимости , , при ПВ и при ОВ1 и ОВ2.

3.4.3 Содержание отчета

1. Схема проведения опыта для одного направления вращения (сплошные линии) и для противоположного (штриховые линии) с указанием цепи ослабления возбуждения (на бланке).

2. Расчетные формулы, таблицы с опытными и расчетными величинами и пояснения к ним.

3. Графики полученных зависимостей по п.7 порядка выполнения работы.

4. Исследовать и объяснить характер зависимостей , и при различных направлениях вращения двигателя Д1.

3.4.4 Контрольные вопросы

1. Какие зависимости относятся к электромеханическим характеристикам на валу тягового электродвигателя?

2. Как изменятся зависимости и при изменении подведенного напряжения .

3. Как располагается скоростная характеристика при ослабленном возбуждении по отношении к полному возбуждению?

4. Как располагается характеристика вращающего момента на валу двигателя при ослабленном возбуждении по отношению к полному возбуждению?

5. Чем объясняется расхождение характеристик тяговых двигателей?

6. Чем объясняется расхождение характеристик одного двигателя при вращении в разных направлениях?

7. Почему ГОСТ 2582-72 ограничивает допустимое расхождение скоростных характеристик?

4. Разработка инструкции по охране труда и технике безопасности при проведении лабораторных работ

4.1 Электробезопасность

На 1 группу аттестуются лица, не имеющие специальной электротехнической подготовки, но имеющие отчетливое представление об опасности электрического тока и мерах безопасности при работах на обслуживаемом участке, электрооборудовании, электроустановке. Они должны иметь практическое знакомство с правилами оказания первой помощи. Обучение на 1 группу осуществляется в форме инструктажа с последующим контрольным опросом специально назначенным лицом с группой по электробезопасности не ниже 3.

Для аттестации на 1 группу персонал обязан изучить и усвоить как настоящее руководство, так и методические указания «Первая помощь пострадавшим от электрического тока и при ожогах».

4.1.1 Статистика электротравматизма

Известно, что в среднем электротравмы составляют 3% от общего числа травм, 12-13% от общего числа смертельных случаев - смертельные электротравмы. К наиболее неблагополучным отраслям относятся: лёгкая промышленность, где электротравматизм составляет 17% от числа смертельных несчастных случаев, электротехническая промышленность - 14, химическая - 13, строительство, сельское хозяйство - по 40%, быт - примерно 40%. В Москве от электрического тока погибает около 40 человек в год, а в Московской области в среднем 100 человек.

4.1.2 Понятие об электробезопасности. Электрические травмы

Под электробезопасностью понимается система организационных и технических мероприятий по защите человека от действия поражающих факторов электрического тока.

Электротравма - результат воздействия на человека электрического тока и электрической дуги.

Электрический ток, проходя через живой организм, производит:

- термическое (тепловое) действие, которое выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, крови, нервных волокон и т.п.;

- электролитическое (биохимическое) действие - выражается в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов;

- биологическое (механическое) действие - выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц (в том числе сердца, лёгких).

К электротравмам относятся:

- электрические ожоги (токовые, контактные дуговые, а также комбинированные);

- электрические знаки («метки»), металлизация кожи;

- механические повреждения;

- электроофтальмия;

- электрический удар (электрический шок).

В зависимости от последствий электрические удары делятся на четыре степени:

- судорожное сокращение мышц без потери сознания;

- судорожное сокращение мышц с потерей сознания;

- потеря сознания с нарушением дыхания или сердечной деятельности;

- состояние клинической смерти в результате фибрилляции сердца или асфиксии (удушья).

Основные неблагоприятные последствия, которые могут наступить вследствие поражения электрическим током:

Протекание электрического тока через органы человека может вызвать остановку сердца, дыхания; разрывы мышц, поражение мозга, ожоги. Такие повреждения характерны для поражающего тока величиной более 10 миллиампер, однако даже ток ощущения (1-2 мА) способен напугать человека, вследствие чего не исключены механические травмы (например, вследствие падения с высоты).

4.1.3 Факторы, определяющие исход поражения

Основными факторами, определяющими исход поражения, являются:

- величина тока и напряжения;

- продолжительность воздействия тока;

- сопротивление тела;

- петля («путь») тока;

- психологическая готовность к удару.

4.1.4 Величина тока и напряжения

Электрический ток, как поражающий фактор, определяет степень физиологического воздействия на человека. Напряжение следует рассматривать лишь как фактор, обуславливающий протекание того или иного тока в конкретных условиях - чем больше напряжение прикосновения, тем больше поражающий ток.

По степени физиологического воздействия можно выделить следующие поражающие токи:

- 0.8-1.2 мА - пороговый ощутимый ток (то есть то наименьшее значение тока, которое человек начинает ощущать);

- 10-16 мА - пороговый неотпускающий (приковывающий) ток, когда из-за судорожного сокращения рук человек самостоятельно не может освободиться от токоведущих частей;

- 100 мА - пороговый фибрилляционный ток; он является расчетным поражающим током. При этом необходимо иметь в виду, что вероятность поражения таким током равна 50% при продолжительности его воздействия не менее 0.5 секунды.

Следует отметить, что никакое напряжение нельзя признать полностью безопасным и работать без средств защиты. Так, например, автомобильный аккумулятор имеет напряжение 12-15 Вольт и не вызывает поражения электрическим током при прикосновении (ток через тело человека меньше порогового ощутимого тока). Но при случайном замыкании клемм аккумулятора возникает мощная дуга, способная сильно обжечь кожу или сетчатку глаз; также возможны механические травмы (человек инстинктивно отшатывается от дуги и может неудачно упасть). Точно также человек инстинктивно отшатывается при прикосновении к сети временного освещения (36 Вольт, ток уже ощущается), что грозит падением с высоты, даже если ток, протекающий через тело невелик, и не мог бы вызвать поражения сам по себе.

Таким образом, сколь угодно низкое напряжение не отменяет использования средств защиты, а лишь изменяет их номенклатуру (вид), например, при работе с аккумулятором следует пользоваться защитными очками. Производить работы на токоведущих частях без применения средств защиты можно только при полном снятии напряжения!

4.1.5 Продолжительность воздействия тока

Установлено, что поражение электрическим током возможно лишь в стоянии полного покоя сердца человека, когда отсутствуют сжатие (систола) или расслабление (диастола) желудочков сердца и предсердий. Поэтому при малом времени воздействие тока может не совпадать с фазой полного расслабления, однако всё, что увеличивает темп работы сердца, способствует повышению вероятности остановки сердца при ударе током любой длительности. К таким причинам следует отнести: усталость, возбуждение, голод, жажду, испуг, принятие алкоголя, наркотиков, некоторых лекарств, курение, болезни и т.п.

4.1.6 Сопротивление тела

Величина непостоянная, зависит от конкретных условий, меняется в пределах от нескольких сотен Ом до нескольких мегом. С достаточной степенью точности можно считать, что при воздействии напряжения промышленной частоты 50 Герц, сопротивление тела человека являйся активной величиной, состоящей из внутренней и наружной составляющих. Внутреннее сопротивление у всех людей примерно одинаково и составляет 600 - 800 Ом. Из этого можно сделать вывод, что сопротивление тела человека определяется в основном величиной наружного сопротивления, а конкретно - состоянием кожи рук толщиной всего лишь 0.2 мм (в первую очередь ее наружным слоем - эпидермисом).

Примеров тому немало, вот один из них. Рабочий опускает в электролитическую ванну средний и указательный пальцы руки и получает смертельный удар. Оказалось, что причиной гибели явился имевший место порез кожи на одном из пальцев. Эпидермис не оказал своего защитного действия, и поражение произошло при явно безопасной петле тока.

Действительно, если оценить этот факт в относительных единицах и принять сопротивление кожи за 1, то сопротивление внутренних тканей, костей, лимфы, крови составит 0.15 - 0.20, а сопротивление нервных волокон - всего лишь 0.025 («нервы» - отличные проводники электрического тока!). Кстати, именно поэтому опасно приложение электродов к так называемым акупунктурным точкам. Так как они соединены нервными волокнами, поражающий ток может возникнуть при очень малых напряжениях. Именно один из таких случаев описан в литературе, когда поражение человека произошло при напряжении 5 Вольт. Сопротивление тела не является постоянной величиной: в условиях повышенной влажности оно снижается в 12 раз, в воде - в 25 раз, резко снижает его принятие алкоголя.

Таким образом, к факторам состояния человека, существенно увеличивающим вероятность смертельного поражения человека электрическим током следует отнести:

- всё, что увеличивает темп работы сердца - усталость, возбуждение, принятие алкоголя, наркотиков, некоторых лекарств, курение, болезни;

- все, что уменьшает сопротивление кожи - потливость, порезы, принятие алкоголя.

4.1.7 Путь («петля») тока через тело человека

При расследовании несчастных случаев, связанных с воздействием электрического тока, прежде всего, выясняется, по какому пути протекал ток. Человек может коснуться токоведущих частей (или металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением) самыми различными частями тела. Отсюда - многообразие возможных путей тока.

Наиболее вероятными признаны следующие:

- «правая рука - ноги» (20% случаев поражения);

- «левая рука - ноги» (17%);

- «обе руки - ноги» (12%);

- «голова - ноги» (5%);

- «рука - рука» (40%);

- «нога - нога» (6%).

Все петли, кроме последней, называются «большими», или «полными» петлями, ток захватывает область сердца и они наиболее опасны. В этих случаях через сердце протекает 8-12 процентов от полного значения тока. Петля «нога - нога» называется «малой», через сердце протекает всего 0.4% от полного тока. Эта петля возникает, когда человек оказывается в зоне растекания тока, попадая под шаговое напряжение.

Шаговым называется напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока в земле, при одновременном касании их ногами человека. При этом, чем шире шаг, тем больший ток протекает через ноги.

Такой путь тока не несет прямой опасности жизни, однако под его действием человек может упасть и путь протекания тока станет опасным для жизни.

Для защиты от шагового напряжения служат дополнительные средства защиты - диэлектрические боты, диэлектрические коврики. В случае, когда использование этих средств не представляется возможным, следует покидать зону растекания так, чтобы расстояние между стоящими на земле ногами было минимальным - короткими шажками. Безопасно также передвижение по сухой доске и прочим сухим, не проводящим ток предметам.

4.2 Общие положения

Настоящая типовая инструкция разработана для студентов и аспирантов университета, занятых эксплуатацией лабораторного стенда (ЛС) «Испытание коллекторного ТД», работа которых связана со снятием параметров и характеристик, наблюдением и корректировкой решаемых задач по готовым программам; лаборантов, занятых на ЛС разработкой, проверкой, отладкой стенда.

4.3 Требования безопасности перед началом работы

Перед началом работы студент обязан:

- осмотреть и привести в порядок рабочее место; отрегулировать освещенность на рабочем месте, убедиться в достаточности освещенности, проверить правильность подключения оборудования в электросеть;

- убедиться в наличии защитного заземления корпуса ЛС; протереть специальной салфеткой поверхность экрана и защитного фильтра; проверить правильность установки стола, стула, подставки для ног, положения оборудования и, при необходимости, произвести регулировку рабочего стола и кресла, а также расположение оборудования в соответствии с требованиями эргономики и в целях исключения неудобных поз и длительных напряжений тела.

Студенту запрещается приступать к работе при:

- отсутствии информации о результатах аттестации условий труда на данном рабочем месте или при наличии информации о несоответствии параметров данного оборудования требованиям санитарных норм;

- обнаружении неисправности оборудования;

- отсутствии защитного заземления устройств лабораторного стенда;

- отсутствии углекислотного или порошкового огнетушителя и аптечки первой помощи;

4.4 Требования безопасности во время работы

Студент во время работы обязан:

- Быть внимательными и дисциплинированными, точно выполнять указания преподавателя.

- Не приступать к выполнению работы без разрешения преподавателя.

- Размещать приборы, материалы, оборудование на своем рабочем месте таким образом, чтобы исключить их падение или опрокидывание.

- При проведении работы, не допускать предельных нагрузок измерительных приборов.

- Не прикасаться и не наклоняться (особенно с неубранными волосами) к вращающимся частям машин.

- Источник тока к электрической цепи подключать в последнюю очередь. Собранную цепь включать только после проверки и с разрешения преподавателя. Наличие напряжения в цепи проверять только приборами или указателями напряжения.

- Не производить пересоединений в цепях и смену предохранителей без отключения источника электропитания.

- Не оставлять рабочее место без разрешения преподавателя.

- Обнаружив неисправность в электрических устройствах, находящихся под напряжением, немедленно отключить источник электропитания и сообщить об этом преподавателю.

4.5 Требование безопасности после окончания работы

По окончании работ студент должен отключить источник питания, после чего разобрать электрическую цепь. По окончании работ студент обязан осмотреть и привести в порядок рабочее место.

4.6 Требование безопасности в аварийных ситуациях

Студент обязан:

- во всех случаях обнаружения обрыва проводов питания, неисправности заземления и других повреждений электрооборудования, появления запаха гари немедленно отключить питание и сообщить об аварийной ситуации руководителю и дежурному электрику и сообщить в отдел охраны труда;

- при обнаружении человека, попавшего под напряжение, немедленно освободить его от действия тока путем отключения электропитания и до прибытия врача оказать потерпевшему первую медицинскую помощь;

- при любых случаях сбоя в работе технического оборудования немедленно вызвать представителя инженерно-технической службы;

- в случае появления рези в глазах, резком ухудшении видимости невозможности сфокусировать взгляд или навести его на резкость, появлении боли в пальцах и кистях рук, усилении сердцебиения немедленно покинуть рабочее место, сообщить о происшедшем руководителю работ и обратиться к врачу;

- при возгорании оборудования, отключить питание и принять меры к тушению очага пожара при помощи углекислотного или порошкового огнетушителя, вызвать пожарную команду и сообщить о происшествии руководителю работ.

Запрещается трогать разъемы кабелей и прикасаться к питающим проводам. При появлении запаха выключить лабораторный стенд.

Нельзя работать при плохом освещении и плохом самочувствии.

Запрещается работать с влажными руками.

Размещено на Allbest.ru