Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСТКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра ЭКМ

«Разработка приемно-сдаточных испытаний синхронного двигателя»

по дисциплине «Технология производства электрических машин»

Подготовил: ст.гр.

З-7301 Рахманкулов З.Ю.

Принял: П.Р. Баранов

Томск - 2014 год

Введение

Синхронным двигателем называется двигатель переменного тока, у которого частота вращения т.е. скорость ротора, равна частоте вращения магнитного поля и не зависит от нагрузки на валу.

Достоинства синхронного двигателя:

высокие технико-экономические показатели (КПД и);

абсолютно жесткая механическая характеристика;

возможность генерирования реактивной энергии;

возможность конструирования тихоходных двигателей (с частотой вращения 94 - 100 об/мин) при сохранении высоких технико-экономических показателей;

сравнительно высокая перегрузочная способность (т.е. отношение максимального вращающего момента к номинальному).

Недостатки:

сложность конструкции и дороговизна;

сложность регулирования скорости;

необходимость в источниках переменного и постоянного тока;

сложность пуска и реверсирования.

Синхронные двигатели применяют в установках средней и большой мощности (более 100 кВт), не требующих частых пусков, реверсирования и регулирования скорости. К ним относятся привода мощных насосов, компрессоров, воздуходувок, вентиляторов, аэродинамических труб и т.д.

По действующему стандарту ГОСТ 183-74 приемо-сдаточные испытания каждой машины включают: измерения сопротивлений изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками, изоляции заложенных температурных преобразователей, обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии, термометров сопротивления при постоянном токе в практически холодном состоянии; испытание изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками на электрическую прочность; определение характеристики установившегося замыкания (для гидрогенераторов на месте установки), холостого хода (для гидрогенераторов на месте установки); испытания при повышенной частоте вращения (для турбогенераторов); измерение сопротивления изоляции подшипников, температуры масла в подшипниках (для гидрогенераторов на месте установки); проверку состояния уплотнений вала в сборе и определение утечки воздуха при избыточном давлении не менее номинального давления водорода (для машин с водородным охлаждением).

Для примера рассмотрим Электродвигатель СДМ-15-49-6УЗ

Двигатели синхронные серии СДМ предназначены для привода цементных и сырьевых мельниц и рассчитаны для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 6000В в продолжительном режиме S1, сos ? = 0,9. Категория размещения двигателей 3, степень защиты IP00. Возбуждение двигателей от тиристорных возбудителей. Двигатели выполняются на подшипниках скольжения с кольцевой смазкой, с одним или двумя концами вала. Выводные концы обмотки статора могут располагаться коробке выводов или направляться вниз, в фундаментную яму. Охлаждение двигателей в режиме самовентиляции.

Мощность, кВт1600, Частота вращения, об/мин1000, Количество полюсов 6 - 16 Напряжение, В6000, КПД, %95.7
Габаритные и присоединительные размеры, мм

1. Общие сведения

Двигатели синхронные серии СДМ предназначены для привода цементных и сырьевых мельниц и рассчитаны для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 6000В в продолжительном режиме S1, Cos=0.9.

Двигатели синхронные серии СДВ предназначены для вентиляторов и других механизмов с большими моментами инерции вращающихся частей и рассчитаны для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц, напряжением 6000В в продолжительном режиме S1, Cos =0.9.

Категория размещения двигателей 3, степень защиты IP00. Возбуждение двигателей от тиристорных возбудителей. Двигатели выполняются на подшипниках скольжения с кольцевой смазкой, с одним или двумя концами вала. Выводные концы обмотки статора могут располагаться в коробке выводов или направляться вниз, в фундаментную яму. Охлаждение двигателей в режиме самовентиляции.

Условия эксплуатации:

высота над уровнем моря, не более 1000 м; температура окружающего воздуха от минус 20 до плюс 40-С;

относительная влажность воздуха 70% при температуре плюс 20-С.

После сборки двигатели проходят приемно-сдаточные испытания. Это сокращенный вид испытания, который позволяет проверить работоспособность двигателя. Приемо-сдаточным испытаниям подвергается каждая машина, прошедшая ремонт или выпускаемая заводом-изготовителем. Программа приемо-сдаточных испытаний включает в себя внешний осмотр машины, измерения сопротивления обмоток, испытания на нагревание в течение 1 ч, проверку частоты вращения и реверсирования при номинальных значениях напряжения, токов нагрузки и возбуждения для электродвигателей, для тяговых генераторов - проверку напряжений, соответствующих продолжительному режиму при низшем и высшем напряжении, при номинальной частоте вращения, испытания на повышенную частоту вращения, проверку биения коллектора, проверку коммутации, сопротивления и электрической прочности изоляции.

Большую роль при оценке качества испытуемой машины играет сравнение результатов прием о-с даточных испытаний с соответствующими показателями, полученными при приемочных испытаниях головных образцов машин данного типа. Программа приемо-сдаточных испытаний устанавливается стандартами, однако на ряде предприятий с целью повышения качества выпускаемых машин она расширяется, особенно при производстве электрических машин, предназначенных для ответственных приводов. На предприятиях с массовым производством машин небольшой мощности, например асинхронных, при механизации и автоматизации большинства технологических процессов оказывается возможным сократить программу приемо-сдаточных испытаний до минимума, гарантирующего качество выпускаемых машин. Проведение приемо-сдаточных испытаний на большинстве таких предприятий автоматизировано, что существенно сокращает время изготовления машины. В этих случаях приемо-сдаточные испытания по полной программе проводятся на выборочных экземплярах машин.

Приемо-сдаточные испытания проводятся в целях проверки качества изготовления и сборки серийных ГЦН и соответствия их характеристики требованиям технических условий на поставку. Методика и объем испытаний определяются программой приемо-сдаточных испытаний, разрабатываемой проектантом насоса.

Если позволяет время, то проведение такой программы испытаний при разработке изделий военного назначения, особенно не одноразового применения, может дать хорошие результаты для оценки не только конструкции, но и процедур при применении и обслуживании. Если такая программа выполняется оценочной группой, она может быть одновременно использована и как программа приемо-сдаточных испытаний. Желательно, чтобы представители разрабатывающей организации работали в контакте с оценочной группой не только для того, чтобы обеспечить правильное обращение с аппаратурой, но и установить обратную связь с заводом для передачи сообщений об отказах и встретившихся трудностях

Все измерения, испытания и опробования в соответствии с действующими директивными документами, инструкциями заводов-изготовителей и настоящими нормами, произведенные монтажным персоналом в процессе монтажа, а также наладочным персоналом непосредственно перед вводом электрооборудования в эксплуатацию, должны быть оформлены соответствующими актами и протоколами.

2. Измерение сопротивления изоляции

Измерение сопротивления изоляции обмотки статора относительно корпуса машины и между обмотками производят с помощью мегаомметра не менее чем на 1000 В в практически холодном состоянии, при котором за температуру обмотки принимают температуру окружающей среды.

DT-6605 - цифровой измеритель сопротивления изоляции

Данный прибор представляет собой управляемый микрокомпьютер, 4-х диапазонный высоковольтный измеритель сопротивления изоляции, предназначенный для измерения сопротивления изоляции, напряжения переменного/постоянного тока, прозвонки цепи/ измерения сопротивления изоляции.

Он разработан в соответствии со следующими стандартами безопасности: синхронный двигатель самовентиляция статор

IEC 61010-1 (CAT IV 600 В Степень загрязнения 2) IEC 61010-031 (требования безопасности к щупам электрическим ручным для электрических измерений и испытаний) ™

Диапазон испытания изоляции: от 0,1 МОм до 60 ГОм ™ Напряжение испытания изоляции: 500 В, 1000 В, 1500 В, 5000 В ™ Напряжение переменного/постоянного тока: от 0,5 В до 600 В ™ Тестирование электропроводности цепи при 200 мА ™ Сопротивление: от 0,1 Ом до 6 кОм ™ Функция автоматической разрядки и функция предупреждения о наличии испытательного высокого напряжения.

Сопротивление изоляции характеризует ее состояние в данный момент времени и не является стабильным, так как зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются температура и влажность изоляции в момент проведения измерения.

В ГОСТ 183-74 нормы сопротивления изоляции не определены, так как абсолютных критериев минимально допустимого сопротивления изоляции не существует. Они могут быть установлены в стандартах на конкретные виды машин или в ТУ с обязательным указанием температуры, при которой должны проводиться измерения, и методов пересчета показаний приборов, если измерения проводились при иной температуре обмоток.

Измерение сопротивления изоляции обмоток преследует цель установить возможность проведения её испытаний высоким напряжением без повышенного риска повреждения хорошей, но имеющей большую влажность изоляции.

Измерение вибрации и шума электрических машин предусмотрено как обязательное только в приемочных испытаниях. Однако вопросам снижения вибрации и шума в последнее время уделяется все большее внимание. Возрастающие требования к виброакустическим характеристикам электрических машин находят отражение в стандартах и ТУ на конкретные виды машин новых серий. Учитывая, что эти характеристики имеют меньшую стабильность по сравнению с другими техническими данными машин, а также жесткие требования стандартов и ТУ к их допустимому уровню, многие предприятия проводят измерение шума и вибрации каждой выпускаемой машины. Таким образом, эти испытания для большого числа видов машин переходят в программы приемо-сдаточных испытаний.

Для снятия виброакустических характеристик применяются специальное оборудование и аппаратура, которая позволяет не только измерить уровни шума и вибрации испытуемых машин, но и получить данные для анализа причин ухудшения этих характеристик. Например, для данного случая выбираем 4-х канальный виброметр с функцией логгера PCE-VM 5000 для измерения виброскорости, виброускорения в диапазоне от 10 Гц.

Виброметр PCE VM 5000

Основными приборами для измерения шума являются шумомеры. В шумомере механические звуковые колебания, воспринимаемые микрофоном, преобразуются в электрические, которые усиливаются и затем, пройдя через корректирующие фильтры и выпрямитель, регистрируются стрелочным прибором. Диапазон измеряемых суммарных уровней шума обычно составляет 30--130дБ при частотных границах 20--16 000 Гц.
Для определения спектра шума и его уровней в октавных полосах шумомер подключают к фильтрам и анализаторам.

Цифровой шумомер AR824

Измерительный диапазон 30-130 Дб, Точность шумомера - 1,5 Дб

Разрешение шумомера - 0,1 Дб

Испытания при повышенной частоте вращения проводятся для всех видов машин. Их целью является проверка механической прочности вращающихся частей. Все электрические машины, кроме коллекторных и ряда машин специального исполнения, должны без повреждений и остаточных деформаций выдерживать в течение 2 мин повышение частоты вращения на 20% сверх номинальной, причем двигатели с регулированием частоты -- на 20 % сверх наибольшей, двигатели с последовательным возбуждением постоянного и переменного тока -- на 20% сверх наибольшей, указанной на паспортной табличке, но не менее чем на 50% сверх номинальной. Те же нормы применимы к двигателям со смешанным возбуждением, если в них предусматривается регулирование частоты вращения в пределах не свыше 35% сверх номинальной.

При проведении испытаний на повышенную частоту вращения для безопасности персонала запрещается использование ручных тахометров. Измерения частоты должны быть дистанционными. Чтобы исключить случайное превышение заданной испытательной частоты вращения, повышение частоты вращения должно быть плавным.

Измерение сопротивления обмоток при постоянном токе проводят в практически холодном состоянии до начала сушки генератора методом вольтметра и амперметра, при этом используют магнитоэлектрические приборы класса точности не ниже 0,5. Отсчеты по приборам производят одновременно при установившихся значениях определяемых величин. Сопротивления обмоток находят как среднее значение по данным не менее трех измерений, которые проводят при различных значениях тока. Точность измерений в большей мере зависит от качества контактов в местах присоединения измерительных приборов, при этом присоединение вольтметра рекомендуется производить отдельно от токовых цепей.

Вольтметр ЦВ2131 АС

Вольтметры переменного тока ЦВ2131 АС

цифровые щитовые однопредельные приборы, предназначены:

- для измерения постоянных напряжений и токов;

- для измерения действующих значений напряжений и токов переменного тока;

- индикации результата измерения.

Цифровой амперметр ца2131

Амперметры переменного тока цифровые щитовые однопредельные приборы, предназначены:

- для измерения постоянных напряжений и токов;

- для измерения действующих значений напряжений и токов переменного тока;

- индикации результата измерения.

Измерение сопротивлений термометров сопротивления при постоянном токе проводят при температуре окружающей среды методом вольтметра и амперметра с погрешностью измерения сопротивления не выше 0,5%. Измерения рекомендуется проводить непосредственно на сборке выводов.

Размещено на Allbest.ru