Расчет механических характеристик асинхронного двигателя

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

асинхронный двигатель электропривод реверс

Введение

1. Асинхронные двигатели в системах электропривода

1.1 Параметры задания и выбор варианта задания

2. Расчет эквивалентной мощности и выбор АД

3. Проверка выбранного двигателя по нагреву

4. Проверка на перегрузку при снижении напряжения

5. Расчет теплового состояния АД

6. Расчет механических характеристик

7. Расчет резисторов пускового реостата

8. Расчет электрических потерь при пуске двигателя

9. Управление пуском асинхронных двигателей

9.1 Общие положения

9.2 Управление пуском АД с короткозамкнутым ротором

9.3 Управление пуском АД с фазным ротором в функции времени

10. Управление реверсом АД с короткозамкнутым ротором

11. Техника безопасности при эксплуатации электрических машин

11.1 Техника безопасности при монтаже электрических машин

11.2 Техника безопасности при работе с электрическими ручными машинами

11.3 Техника безопасности при работе с инструментом

Заключение

Cписок литературы

Введение

Асинхронные двигатели широко используются в промышленности благодаря простоте их конструкции, надежности в эксплуатации и сравнительно низкой себестоимости.

Наиболее простыми в отношении устройства и управления, надежными в эксплуатации, имеющими наименьшую массу, габариты и стоимость при определенной мощности, являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Их масса на единицу мощности в 1,5-2,0 раза ниже, чем у машин постоянного тока. Чаще всего асинхронные двигатели применяются при невысокой частоте включений, когда не регулируют частоту вращения или возможно ступенчатое её регулирование.

В установках, где требуется регулирование частоты вращения в относительно небольших пределах, необходимы плавный пуск, хорошие тормозные качества, ограничение токов в переходных процессах и т.д., находят широкое применение асинхронные двигатели с фазным ротором. Характерной особенностью этих двигателей является возможность уменьшения с помощью реостатов их пусковых токов при одновременном увеличении пускового момента.

При выборе двигателя по мощности следует исходить из необходимости его полного использования в процессе работы. В случае завышения номинальной мощности двигателя снижаются технико-экономические показатели электропривода, т.е. КПД и коэффициент мощности. Если же нагрузка на валу двигателя превышает номинальную, то это приводит к росту токов в его обмотках, а значит и потерь мощности выше соответствующих номинальных значений.

Для обоснованного выбора асинхронного двигателя необходимо знать, как изменяется нагрузка на валу двигателя во времени, что в свою очередь позволяет судить о характере изменения потерь мощности. С целью определения нагрузки двигателя большинства производственных механизмов, строятся так называемые нагрузочные диаграммы, под которыми понимаются зависимости развиваемых двигателем момента и мощности от времени, т.е. M=f(t) и P=f(t).

Различают следующие режимы работы двигателя: продолжительный при постоянной нагрузке на валу двигателя; кратковременный; повторно-кратковременный; ударный (момент статистической нагрузки резко увеличивается по различным законам, а затем снижается до момента холостого хода).

1. Асинхронные двигатели в системах электропривода

1.1 Параметры задания и выбор варианта задания

Вариант задания выбирается по двузначному шифру, присвоенному студенту преподавателем; для студентов заочной формы обучения - по двум последним цифрам шифра зачетной книжки.

Параметры нагрузки на каждой ступени, синхронная частота вращения АД и требуемое снижение частоты вращения ротора в процентах от номинальной приведены в таблице 1.1, а длительность ступеней - в таблице.

При расчете принять, что в период паузы (t₅) двигатель работает в режиме холостого хода без отключения от сети.

Напряжение питающей (цеховой) сети принять в зависимости от мощности двигателя:

от 22 до 75 кВт - 380 В,

от 45 до 110 кВт - 660 В,

от 45 до 75 кВт - 380 либо 660 В (выбрать по желанию).

Снижение напряжения в питающей сети для проверки выбранного АД на перегрузочную способность принять 10 % от номинального для всех вариантов.

Число ступеней пускового реостата для всех вариантов z = 2.

Таблица 1. Параметры нагрузки

Последняя цифра варианта	Мощность на ступенях нагрузки, кВт	Синхронная частота вращения, об/мин	?n, %
	Р1	Р2	Р3	Р4
0	3	5	9	4	750	5,8
1	7	13	9	18	750	5,5
2	15	10	35	22	750	4,6
3	13	6	10	5	1000	4,8
4	18	22	9	12	1000	4,0
5	22	30	40	25	1000	4,5
6	8	15	5	18	1000	4,2
7	25	12	15	10	1500	5,0
8	25	35	45	12	1500	5,7
9	45	27	40	50	1500	6,0

Таблица 2. Длительность ступеней нагрузки

Длительность ступеней нагрузки, мин	Предпоследняя цифра варианта (шифра)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
t1	10	18	12	13	9	6	16	10	11	7
t2	5	6	9	8	15	8	6	12	7	14
t3	15	8	14	9	8	18	13	15	18	10
t4	8	10	8	11	12	10	9	6	9	13
t5	7	8	7	4	6	8	6	7	5	6

Из приведенных таблиц 1 и 2 в соответствии с вариантом 08 следует:

мощности на ступенях нагрузки, кВт,

Р₁=25, Р₂=35, Р₃=45, Р₄=12,

длительность каждой ступени нагрузки, мин,

t₁=11, t₂=7, t₃=18, t₄=9, t₅=5.

Синхронная частота вращения АД-1500об/мин. Требуемое снижение частоты вращения на реостатной характеристике Дn=5,7%.

Рисунок 1.1 Нагрузочная диаграмма



2. Расчет эквивалентной мощности и выбор АД

Многоступенчатый график нагрузки, характеризующий длительный переменный режим работы электропривода (рисунок 1), можно привести к равномерному, воспользовавшись понятием эквивалентной (среднеквадратичной) мощности, кВт,

,(1)

где P_i - мощность, кВт,

t_i - продолжительность нагрузки каждой i-й ступени графика, включая паузу, мин,

кВт.

По каталогу выбираем двигатель 4АНК200M4УЗ, имеющий следующие параметры:

номинальная мощность Р_н=37 кВт,

номинальное скольжение S_н=3,0%,

КПД в номинальном режиме _н=90,

кратность номинального момента K_m=3,0;

напряжение ротора U_р=360 В,

ток ротора I_р=62А,

постоянная времени нагрева Т_н=40 мин,

суммарный момент инерции,

приведенный к валу двигателя J=2710^-2 кгм².

Характеристика двигателя 4АНК200M4УЗ: двигатель серии 4А с фазным ротором; исполнение по способу защиты - IP44 - защита от проникновения внутрь оболочки предметов длиной до 80 мм и твердых тел размером свыше 12 мм; степень защиты от проникновения внутрь машины воды 3 ; станина алюминиевая, щиты чугунные; высота оси вращения - 200мм; установочный размер по длине станины средний; число полюсов-4; климатическое исполнение - УЗ, т.е. возможность эксплуатации электрической машины в зоне умеренного климата, в закрытых помещениях.



3. Проверка выбранного двигателя по нагреву

Выбор АД гарантирует, что данный двигатель при заданном графике нагрузки удовлетворяет требованиям по нагреву, однако проведем проверку.

Проверка по нагреву производится по методу средних потерь. Для этого вначале определяются потери в номинальном режиме по данным каталога:

Потери в номинальном режиме, кВт,

(2)

где Р_н - номинальная мощность выбранного АД, кВт,

з_н - КПД в номинальном режиме по каталогу.

кВт.

Найденные потери являются суммой потерь в меди обмоток статора и ротора, в стали и механических. Будем считать, что механические потери остаются постоянными, тогда сумму потерь разделим на две группы: постоянные потери или потери х.х., включающие в себя потери в стали, механические и дополнительные, переменные потери в обмотках, изменяющиеся с изменением нагрузки.

В большинстве случаев соблюдаются следующие соотношения:

,(3)

, (4)

где P_м - потери в меди обмоток при номинальной нагрузке, кВт,

P₀ - потери х.х. (постоянные потери), кВт.

кВт,

кВт.

Потери в обмотках являются переменными, они пропорциональны квадрату тока или квадрату коэффициента нагрузки. Исходя из этого:

Коэффициенты нагрузки по ступеням графика

,(5)

где P_i - мощность i-й ступени нагрузки,

К_нi - коэффициент нагрузки i-й ступени.

кВт,

кВт,

кВт,

кВт,

кВт.

Потери на каждой ступени графика нагрузки, кВт,

,(6)

кВт,

кВт,

кВт,

кВт,

кВт.

Средние потери за цикл, кВт,

,(7)

кВт .

Проверка выбранного двигателя по нагреву заключается в проверке условия:

,(8)

1,72 кВт < 3,3 кВт.

В нашем случае условие выполняется.



4. Проверка на перегрузку при снижении напряжения

В заводских силовых электрических цепях допускается снижение напряжения на 10%. Естественно, что при таком снижении напряжения оборудование не должно терять работоспособность. В то же время известно, что момент на валу асинхронных двигателей снижается пропорционально квадрату напряжения. Поэтому выбранный двигатель должен быть проверен на перегрузочную способность при понижении напряжения. Иногда может быть и большее понижение напряжения.

Проверка сводится к проверке условия, что максимальный момент двигателя при снижении напряжения будет не меньше момента сопротивления на валу.

Должно выполняться условие

,(9)

где P_max - максимальная мощность по нагрузочной диаграмме, кВт,

ДU - снижение напряжения, %, ДU =10%,

K_max - кратность максимального момента по каталогу.

, или - верно. Следовательно, двигатель сохраняет работоспособность при понижении напряжения в цеховой сети.

Таким образом, выбранный двигатель удовлетворяет всем поставленным условиям.



5. Расчет теплового состояния АД

Непосредственный расчет теплового режима электрической машины представляет собой сложную многофакторную задачу, решить которую возможно лишь при детальном конструктивном расчете. В данной работе рассмотрим этот процесс с качественной стороны, введя ряд допущений.

Одним из таких допущений будет представление АД однородным телом с равномерно распределенными внутри его объема источниками тепла, которыми являются потери. Процесс нагревания такого тела описывается уравнением:

,(10)

где ф_нач - начальное превышение температуры (в начале расчета ф_нач =0), °C,

Т_н - постоянная времени нагревания,

ф_уст - установившееся превышение температуры.

Если принять установившееся превышение температуры в оминальном режиме равным допустимому для данного класса термостойкости изоляции, то для любого иного режима

,(11)

где ф_доп - допустимое превышение температуры, в данном случае

ф_доп =80°C,

ДР_i - потери на i-й ступени нагрузки, кВт.



°С.

За начальное превышение температуры каждой ступени, включая паузу, принимаем конечное превышение, рассчитанное в конце предыдущей ступени.

Реальные превышения температуры, °С:

в течение первого цикла -

°С,

°С,

°С,

°С,

°С,

в течение второго цикла -

°С,

°С,

°С,

°С,

°С,

в течение третьего цикла -

°С,

°С,

°С,

°С,

°С,

Как видно, превышения температуры после третьего цикла остаются практически неизменными, т.е. тепловой режим двигателя достиг установившегося состояния.

,(12)

,(13)

17,50 ?С;



Рисунок 5.1 Диаграмма потерь и кривые нагрева



6. Расчет механических характеристик

Механическими характеристиками АД называют зависимости М=f(s) и n=f(M). Аналитические выражения данных характеристик достаточно сложны, требуют знания многих параметров АД и для практических целей используются редко. Более удобной является так называемая формула Клосса, вполне удовлетворительно описывающая реальную характеристику в пределах изменения скольжения от 0 до критического S_к. Вторая часть характеристики, рассчитанная по формуле Клосса, существенно отличается от реальной. Однако в этой части асинхронные двигатели не работают, и практического значения для анализа задач электропривода она не представляет.

Рисунок 6.1 Механическая характеристика M=f(s)

Для расчета естественной механической характеристики находим:

номинальную частоту вращения, об/мин,

,(14)

где n₁ - синхронная частота вращения, об/мин,

S_н - номинальное скольжение по каталогу, о.е.



Рисунок 6.2 Механическая характеристика n=f(M_e)

об/мин,

номинальный момент, Н?м,

,(15)

где Р_н - номинальная мощность,

Н?м,

критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту,

,(16)

где S_н - номинальное скольжение,

К_м - кратность номинального момента.

,

максимальный момент, Н?м,



,(17)

Н?м.

Задавшись величиной S от 0 до 1,2, можно рассчитать зависимость М=f(s), которую затем легко перевести в координаты n=f(M) по формуле:

.(18)

Расчет механической характеристики производим по упрощенной формуле Клосса, Н?м,

(19)

где К_м - коэффициент перегрузочной способности,

S - текущее значение скольжения,

S_к - критическое скольжение,

М_н - номинальный момент на валу двигателя, Н·м.

При отсутствии резисторов в цепи ротора имеем естественные характеристики.

Результаты расчета приведены в таблице 1.3, характеристики показаны на рисунках 6.1 и 6.2.

Таблица 3. Механические характеристики выбранного АД

S	0	0,02	0,4	0,6	0,8	1	1,2
n,об/мин	1000	1470	900	600	300	0	-300
Моменты М, Нм	0	165,4	533,74	394,8	303,565	248,23	208,158
Момент(естествен)	0	10,23	446,05	303,98	229,82	185,54	156,11



Введение добавочного сопротивления в цепь ротора приводит к увеличению критического скольжения, величина максимального момента при этом не изменяется. Иными словами, механическая характеристика смещается вниз, а М=f(s) - вправо. Тем самым при постоянном моменте сопротивления М_с частота вращения несколько снижается.

При реостатной характеристике частота вращения ротора, при заданном Дn=4,5%, об/мин,

,(20)

об/мин,

Скольжение, соответствующее данной частоте вращения,

,(21)

.

Сопротивление ротора выбранного двигателя, Ом,

(22)

Ом,

тогда необходимое добавочное сопротивление, Ом,



,(23)

Ом.

Критическое скольжение на реостатной характеристике,

,(24)

.



7. Расчет резисторов пускового реостата

Пусковые диаграммы строим по моментам М₁ и М_2.

По заданию пуск двигателя производится при М_с=0. Выбираем пиковый момент, Н?м,

,(25)

Н?м.

По условию задания число пусковых ступеней z=2, тогда переключающий момент, Н?м,

, (26)

Н?м,

что вполне допустимо при пуске в режиме х.х.

Рисунок 7.1 Пусковая диаграмма



По найденным моментам построена пусковая диаграмма (рисунок 7.1), из которой получаем соотношение отрезков: ab/cd и bc/cd.

Следовательно, сопротивление секций пускового реостата, Ом,

, ,(27)

Ом,

Ом.



8. Расчет электрических потерь при пуске двигателя

Электрические потери при пуске асинхронных двигателей состоят из потерь в роторной цепи, определяемых запасом кинетической энергии, которую приобретает привод к концу пуска, и потерь в статорной цепи, зависящих от соотношения активных сопротивлений статорной и роторной цепей.

Незначительными постоянными потерями в процессе пуска и влиянием намагничивающего тока можно пренебречь.

Для расчета электрических потерь необходимо предварительно определить скольжения при переходе с одной характеристики на другую. По пусковой диаграмме (рисунок 5) находим, что первое переключение должно быть при частоте вращения 1000 об/мин, второе - 1400 об/мин, следовательно по уравнениям 1.28 скольжение соответствующее ей частоте-

,

,(28)

, .

Угловая синхронная частота вращения, рад/с,

, (29)

В выражениях (1.30) - (1.32) присутствует соотношение сопротивлений , и если принять , то оно остается тем же в результате замены этого равенства на R₁ = r_р. В дальнейшем расчеты ведутся по реальным значениям сопротивлений ротора.

Потери электрической энергии, Дж, при реостатном пуске, принимая на первой реостатной характеристике

(30)

Дж,

на второй реостатной характеристике

(31)

Дж,

на естественной характеристике

,(32)

Дж.

Суммарные электрические потери при реостатном пуске, Дж,

, (33)

Дж,

в практических единицах, кВт?ч,

кВт?ч.

Для сравнения потери в случае прямого пуска, Дж,

,(34)

Дж,

в практических единицах, кВт?ч,

кВт?ч.

Как видно, потери в случае прямого пуска больше, нежели при реостатном. Иначе говоря, при реостатном пуске экономится 148,51 кВт?ч.



9. Управление пуском асинхронных двигателей

9.1 Общие положения

Управление электроприводом заключается в осуществлении пуска, регулировании скорости, торможения, реверсирования, а так же поддержании режима работы привода в соответствии с требованиями технологического процесса.

Современные электроприводы для автоматических линий и механизмов обычно строятся с применением релейно-контакторной аппаратуры, на которую возлагаются функции включения питания (подсоединение к сети) силовых блоков и блоков управления, защиты и ввода первоначальных и конечных команд в систему управления приводом. Но наряду с электроприводами, выполняющими сложные функции, в ряде случаев содержащими микропроцессоры или программные устройства управления, существует большое количество электроприводов, на которые возлагаются относительно простые функции. Это обычно нерегулируемые или регулируемые ступенчато в небольшом диапазоне электроприводы с невысоким быстродействием. В задачу систем управления такими электроприводами чаще всего входит организация пуска, торможения, перехода с одной ступени на другую, реверса и осуществление этих операций в определенной последовательности во времени или по командам от рабочей машины, завершившей очередную технологическую операцию. Причем необязательно, чтобы система управления выполняла все эти функции: набор функций зависит от требований к приводу.

Автоматизация упрощает обслуживание механизмов, дает возможность осуществить дистанционное управление электроприводами. Последнее особенно важно там, где нельзя управлять двигателями в непосредственной близости по условиям территориального расположения машин или в связи с особенностями технологического процесса.

Для автоматического управления электроприводами применяются различные аппараты: контакторы, автоматы, регуляторы, реле, кнопочные станции, путевые выключатели, бесконтактные логические элементы, а так же разного рода вспомогательные электрические аппараты и машины. Каждый из этих аппаратов состоит из ряда элементов: электромагнитной системы, создающей необходимое тяговое усилие; главных и вспомогательных контактов и т.д. С помощью проводов отдельные аппараты и их элементы электрически соединяются в общую систему, призванную осуществлять заданные операции в определенной последовательности.

В системах цепи делятся на две категории: цепи главного тока и вспомогательные. К первым относятся цепи двигателей и генераторов. Вспомогательные цепи включают в себя цепи управления, где присоединяются катушки контактов и реле, контактные реле, вспомогательные контакты контакторов и другие элементы аппаратов. Кроме того, к вспомогательным относятся цепи защиты, сигнализации и цепи, связанные со специальными блокировками между отдельными электроприводами.

Принципиальная схема содержит условные графические изображения элементов всех аппаратов и машин, которые располагаются на схеме так, чтобы её было удобно читать, а не по действительному пространственному расположению элементов, т.е. отдельные токоведущие элементы аппаратов и машин показаны на схеме в электрической цепи вне зависимости от кинематической или конструктивной связи этих элементов. Каждому аппарату в схеме присваивается буквенное обозначение, соответствующее функции данного аппарата.

В схемах предусмотрены различные способы защиты двигателей от перегрузки и короткого замыкания, от резкого снижения питающего напряжения и др.



9.2 Управление пуском АД с короткозамкнутым ротором

Схема управления асинхронным двигателем с использованием магнитного пускателя (рисунок 9.1) включает в себя магнитный пускатель, состоящий из контактора KM и двух встроенных в него тепловых реле защиты KK. Такая схема обеспечивает прямой (без ограничения тока и момента) пуск АД, отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FA) и перегрузки (тепловые реле KK).

Для пуска двигателя замыкается выключатель QF и нажимается кнопка пуска SB1. При этом получает питание катушка контактора KM, который, включившись, своими главными силовыми контактами в цепи статора подключает двигатель к источнику питания, а вспомогательным контактом шунтирует кнопку SB1. Происходит разбег асинхронного двигателя по его естественной характеристике. При нажатии кнопки остановки SB2 контактор KM теряет питание и отключает АД от сети. Начинается процесс торможения асинхронного двигателя выбегом под действием момента нагрузки на его валу.

Рисунок 9.1 Принципиальная схема управления пуском АД с короткозамкнутым ротором



9.3 Управление пуском АД с фазным ротором в функции времени

Упрощенная схема управления пуском АД с фазным ротором в функции времени в две пусковые ступени приведена на рисунке 9.2. В данной схеме применены реле времени KT1 и KT2, имеющие свои контакты KT1 и KT2 в цепях силовых контакторов KM2 и KM3. Контакты KT1 и KT2 работают на замыкание после потери питания катушек реле KT1 и KT2 с задержкой по времени.

При замыкании рубильника Q напряжение сразу подается на катушки реле времени KT1 и KT2 через замкнутые контакты KM1 и KM2. Тем самым контакты реле KT1 и KT2 оказываются разомкнутыми. После нажатия кнопки пуска SB1 получает питание катушка контактора KM1, в результате чего подается напряжение на статор двигателя, блокируется кнопка SB1 и теряет питание катушка реле времени KT1. Начинается отсчет времени пуска со всеми пусковыми резисторами. После выдержки времени замыкается контакт KT1, получает питание силовой контактор KM2, что приводит к выводу из цепи ротора резистора R_Д1 и к потере питания реле времени KT2. По окончании времени установки катушки реле KT2 замыкается контакт реле KT2, получает питание силовой контактор KM3, шунтируется оставшийся резистор R_Д2, двигатель переходит на естественную характеристику. Все время автоматического пуска складывается из двух установок реле времени KT1 и KT2 и времени разгона двигателя по естественной характеристике.

Защита АД предусмотрена такая же, как в схеме , приведенной на рис.7 Нажатием кнопки остановки SB2 двигатель отключается от сетью, при этом катушка контактора КМ1 теряет питание и замыкающие контакторы его КМ1 размыкают цепь статора.



Рисунок 9.2 Принципиальная схема пуском АД с фазным ротором

10. Управление реверсом АД с короткозамкнутым ротором

Основным элементом в схеме управления реверсом (рисунок 10.1) является реверсивный магнитный пускатель, который включает в себя два линейных контактора (KM1 и KM2) и два тепловых реле защиты (KK). Такая схема обеспечивает прямой пуск и реверс асинхронного двигателя, а также торможение АД противовключением при ручном (неавтоматическом) управлении.

Рисунок 10.1 Принципиальная схема управления реверсом АД с короткозамкнутым ротором

В схеме (см. рисунок 8) предусмотрена также защита от перегрузок АД (реле KK) и коротких замыканий в цепях статора (автоматический выключатель QF) и управления (предохранители FA). Кроме того, в ней обеспечивается и нулевая защита от исчезновения (снижения) напряжения сети (контакторы KM1 и KM2).

Пуск двигателя в условном направлении “Вперед” или “Назад” осуществляется нажатием соответственно кнопки SB1 или SB2, что приводит к срабатыванию контактора KM1 или KM2 и подключению АД к сети (при включенном автоматическом выключателе QF).

Для обеспечения реверса или торможения двигателя сначала нажимается кнопка SB3, что приводит к отключению включенного до тех пор контактора (например, KM1), а затем - кнопка SB2, что приводит к включению контактора KM2 и подаче на АД напряжения питания с другим чередованием фаз. После этого магнитное поле двигателя изменяет свое направление вращения и начинается процесс реверса, состоящий из двух этапов - торможения противовключением и разбега в противоположную сторону.

В случае необходимости только затормозить двигатель при достижении им нулевой скорости следует вновь нажать кнопку SB3, что приведет к отключению его от сети и возвращению схемы в исходное положение. Если кнопку SB3 не нажимать, последует разбег АД в другую сторону, т. е. его реверс.

Во избежание короткого замыкания в цепи статора, которое может возникнуть в результате одновременного ошибочного нажатия кнопок SB1 и SB2, в реверсивных магнитных пускателях иногда предусматривается специальная механическая блокировка - рычажная система, которая предотвращает одновременное включение двух контакторов. В дополнение к механической в такой схеме используется типовая электрическая блокировка, применяемая в реверсивных схемах управления, которая заключается в перекрестном включении размыкающих контактов аппарата KM1 в цепь катушки аппарата KM2, и наоборот.

Отметим, что повышению надежности работы ЭП и удобства его в эксплуатации способствует использование в схеме управления воздушного автоматического выключателя QF, который исключает возможность работы привода при обрыве одной фазы и при однофазном коротком замыкании, как это может иметь место при использовании предохранителей.



11. Техника безопасности при эксплуатации электрических машин

К эксплуатации и ремонту электрически машин допускаются электромонтеры, имеющие квалификационную группу не ниже 3 и прошедшие инструктаж на рабочем месте. Ответственность за безопасность при обслуживании и ремонте несет руководитель электрической службы хозяйства.

Электромонтеры должны иметь основные защитные средства для установок напряжением до 1000 В: диэлектрические перчатки, инструмент и изолированными рукоятками, закоротки (или переносное заземление) и указатели напряжения. Дополнительные средства: диэлектрические галоши, резиновые коврики, изолирующие подставки и плакаты.

Перед применением защитных средств следует внешним осмотром убедиться в их исправности, обращая внимание на дату их проверки.

При проведении работ по техническому обслуживанию и ремонту необходимо строго соблюдать правила техники безопасности при эксплуатации электрических машин.

Распоряжение на проведение работ (устное или оформленное нарядом) дает руководитель электрической службы хозяйства или лицо, его заменяющие, с квалификацией не ниже 4 группы.

При техническом обслуживании электроустановки должны быть выключены от питающей сети. Между ножами и губками отключающего рубильника необходимо положить лист изоляционного материала, а на рукоятку привода рубильника или автоматического выключателя повесить плакат: «Не включай, работающие люди». Перед началом работ необходимо принять меры, предупреждающие вращения электродвигателя от рабочей машины. Рабочие электрифицированных механизмов должны быть проинструктированы по правилам эксплуатации и техники безопасности при работе на электроустановках.



11.1 Техника безопасности при монтаже электрических машин

Помещения, в которых монтируют электрические машины, освобождают от лесов, строительного мусора и обеспечивают достаточным освещением. Все проемы в перекрытиях перекрывают щитами или ограждают прочными перилами. Каналы в полу на время монтажа при отсутствии постоянных перекрытий закрывают временными щитами.

В машинных помещениях четко обозначают границы монтажных площадок, рассчитанных на вес подлежащих монтажу машин. При недостаточной прочности площадок временно под них устанавливают дополнительные опоры.

Все применяемые для подъема тяжелых деталей подъемные устройства, а так же тросы должны проходить периодические осмотры и испытания для проверки их пригодности и иметь соответствующий паспорт. При пользовании электрифицированным инструментом, сварочными трансформаторами и машинами необходимо обеспечить надежное заземление частей их, которые могут оказаться под основным напряжением. Места для сварки должны быть ограждены металлическими щитами.

Работы организуют так, чтобы избежать одновременное ведение их на разных высотах. При необходимости устраивают сплошные настилы со сплошными ограждениями, исключающие падение предметов с высоты. Кроме общих мер, обеспечивающих безопасность персонала при производстве работ, соблюдаю следующие меры предосторожности: не оставляют на весу поднятые конструкции или оборудование; не производят перемещение, подъем и установку щитов, блоков магнитных станций без принятия мер, предупреждающих их опрокидывания; не крепят стропы, тросы и канаты за изоляторы, контактные детали или отверстия в лапах; внимательно следят за подаваемыми сигналами.

Для допуска к работе в действующих электротехнических установках с напряжением до и выше 1000 В и работы на высоте каждый наладчик подвергается медицинскому освидетельствованию и проходит проверку знаний и правил техники безопасности и технической эксплуатации электроустановок в соответствующей комиссии, о чем выдается ему удостоверение с указанием соответствующей группы допуска.

Он должен не только знать, но и практически освоить методы оказания первой помощи при несчастных случаях, связанных с поражением пострадавшего электрическим током.

Каждый раз, приступая к наладке объекта, руководитель группы наладчиков должен провести вводный инструктаж по технике безопасности, инструктаж каждого исполнителя на рабочем месте и проверить состояние защитных средств. На рабочем месте наладчика должен быть установлен прочный деревянный стол для размещения на нем приборов при сборке схемы испытания, а около стола должен иметься резиновый коврик или деревянная решетка. Подводку питания к испытательной схеме, а также всю коммутацию схемы выполняют изолированными проводами с изоляцией, соответствующей применяемому напряжению.

Рабочее место должно быть ограждено и достаточно освещено, а в местах, где имеется опасность попадания под напряжение, должны висеть плакаты: «Стой», «Опасно для жизни», «Под напряжением, не прикасаться», «Работать здесь» и т.д. На рабочее место наладчика категорически запрещается допускать посторонних лиц.

При производстве наладочных работ в действующих или находящихся под напряжением электроустановках руководитель группы наладчиков должен допуск к работе, получив от эксплуатирующей организации соответствующий наряд, и совместно с лицом, допустившим к работе, проварить наличие условий, обеспечивающих безопасное ведение работ. В местах, где имеется или может появиться высокое напряжение, должен быть назначен от эксплуатационного персонала наблюдающий.



11.2 Техника безопасности при работе с электрическими ручными машинами

В строительстве наибольшее распространение получили ручные машины с электрическим и пневматическим приводом.

Электрические ручные машины. По обеспечению безопасности работ электрические ручные машины различают на классы:

* 1 - машины, работающие при напряжении тока свыше 42 В, у которых доступные для прикосновения металлические детали отделены одной рабочей изоляцией от частей, находящихся под напряжением;

* 2 - машины, работающие при напряжении тока свыше 42 В, у которых все доступные для прикосновения металлические детали отделены двойной или усиленной изоляцией от частей, находящихся под напряжением;

* 3 - машины, работающие при напряжении тока 42 В от автономных источников тока или от внешней электрической сети общего назначения преобразователя тока.

Электрические ручные машины 1 класса для производства строительных работ не допускаются. Вторая дополнительная изоляция машин 2 класса обеспечивает безопасность работ в случае повреждения рабочей изоляции машин. В машинах 3 класса безопасность достигает низким напряжением тока до 42 В и отделением машины посредством преобразователя тока от электрической сети общего пользования.

Безопасность применения электрических машин достигается также защищенностью их изоляции от воздействия влаги.

По степени защиты от воздействия влаги ручные машины изготавливают в незащищенном, брызгозащищенном и водонепроницаемом исполнениях.

Конструкция ручных машин или специальное виброзащитное устройство, которым оборудуют машины, должны обеспечивать виброзащиту рук рабочего оператора.

Уровень шума ручных машин должен соответствовать требования действующих норм и технических условий, устанавливаемых на отдельные типоразмеры машин. При использовании ручных машин масса, передаваемая на руки оператора, не должна превышать 10 кг; в случае большей нагрузки следует применять приспособления для подвешивания машины.

Основные требования и правила безопасности производства работ электрическими машинами изложены в ГОСТ.

Работать ручными машинами могут лица, имеющие специальные удостоверение на право использования этими машинами, полученное в результате производственного обучения, которое включает изучение устройства и принципа работы, безопасных методов труда, мер защиты и приемов указания первой медицинской помощи.

Ручные машины выдаются рабочему - оператору для эксплуатации только после тщательной проверки и испытания их на стенде раздаточного пункта - мастерской для установления нормальной и безопасной работы электрических и пневматических машин.

В случае любой внезапной установки ручной машины, произошедшей в результате обесточивания сети или прекращения подачи сжатого воздуха от компрессора, обрыва или повреждения электрокабеля или воздухопровода, неисправности самой машины, ее немедленно следует выключить.

Эксплуатация электрических ручных машин запрещается со снятым средствами виброзащиты, глушителями шума, ограждающими кожухами; при использовании машины для работ, не предусмотренных в инструкции по эксплуатации и паспорте; превышение продолжительности работ, предусмотренной режимом согласно паспорту; натягивания, перекручивания, перегибания кабеля и воздуховода, пересечения их канатами, проводами, газоводами; во взрывоопасных и с химически агрессивной средой помещениях; воздействия влаги непосредственным попаданием на небрызгозащищенную машину капель и брызг в помещения или на открытой площадке дождя и снега; использования машин 2 класса защиты в металлических сооружениях с ограниченной возможностью перемещения рабочих.

Работа электрической ручной машины следует немедленно прекратить при возникновении одной из следующих неисправностей: повышенного шума и вибрации; повреждения исполнительных инструментов; нарушения работы выключателя, штепсельного разъема, кабеля; искрения щеток на коллекторе, появления дыма или запаха, характерного для горящей изоляции; вытекания смазки из сочленений элементов машины.

Электрические машины через 50 ч работы, но не реже 1 раза в два месяца должны проходить проверку - ревизию, а также после каждой смены щеток.

Пневматические ручные машины. До начала работы пневматических ручных машин должна быть проведена проверка наличия средств виброзащиты, глушителя шума на машине, вентиля или запорного устройства на воздуховоде; надежности и герметичности соединения рукава с ниппелем и переходником; состояния резьбы ниппеля; наличия и чистоты сетки - фильтра и отсутствия повреждений в воздуховоде; соответсвия давления в магистрали или в компрессорной установке давлению, допустимому или нормальной работе машины; надежности крепления в машине исполнительного инструмента; работы машины на холостом ходу, в том числе надежности действи Пускового устройства.

Эксплуатация пневматических ручных машин запрещается при возникновении одной из следующих неисправностей: появлении повышенного шума и вибрации; обнаружении люфта в соединении ниппеля и пусковой рукоятки; возникновении надрывов, трещин, в воздухо - подводящем рукаве; присоединении рукава к машине, минуя запорный кран или вентиль; течи смазки из корпуса машины.

Давления сжатого воздуха в магистрали должно быть не менее 0,5 МПа на входе в ручную машину.

В процессе эксплуатации должно быть обеспечено надежное закрепление крепежных деталей, чистота конуса шпинделя, исключение повреждения и перегибов рукава под острым углом. Кроме того, необходимо следить за бесперебойной работой машины, по возможности избегая работы вхолостую.

11.3 Техника безопасности при работе с инструментом

В строительстве для производства различных основных и доводочных процессов и операций при обработке дерева, камня, бетона, металла применяют ручной и механизированный инструмент.

Номенклатура и количество строительного ручного инструмента определяются составом нормокомплектов, а их эксплуатация - согласно технической документации предприятий - изготовителей. Безопасность производства работ, высокая производительность труда зависят от правильного подбора ручного инструмента, с учетом его характеристик и характер выполняемых технологических операций, а также использования исправного инструмента.

Основные требования, которые предъявляются к инструменту с точки зрения его исправности: ударные ( молотки, кувалды ), рубящие ( зубила, стамески и др. ) инструменты не должны иметь наклепа, скоса, выбоин, трещин и заусенцев на бойках; углы заточки рабочих режущих граней должны соответствовать углам, предусмотренным техдокументацией. Сами грани должны быть ровными, без вмятин, сколов, выкрошенных участков; инструменты должны быть ровными ( за исключением инструментов особой формы ), не искривленными, погнутыми скрученными; инструменты ( пилы, отвертки, напильники, стамески и др. ), имеющие острые концы для насадки рукояток, должны применяться только с исправными рукоятками ( без трещин, сколов, окантованными металлическими кольцами ).

В случае разрушения деревянных рукояток при изготовлении новых следует руководствоваться следующими правилами. Древесина, идущая на изготовлении рукояток, должна быть сухой, из твердых и вязких пород ( береза, граб, бук ) с влажностью не более 12% . При этом по возможности обеспечивать направление волокон древесины по длине рукоятки, что позволит снизить поломки. Для лучшего сцепления и обхвата рукой рукоятки ударных инструментов ее изготовляют овального сечения, иногда с плавными ребрами, с утолщением к свободному концу. Рукоятки топоров, молотков, кувалд при насадке на металлические части расклинивают для более надежного соединения. Во избежание несчастных случаев при работе с инструментом следует выполнять ряд требований. Так, рубку металла зубилами, клиньями необходимо производить в предохранительных очках и удерживать инструмент при ударах кувалдой с помощью клинодержателя.

Гаечные, газовые ключи подбирают по размерам соединяемых элементов ( гаек, трубопроводов ). Запрещается работать ключами , не соответствующими размерам элементов, с использованием металлических подкладок, а также удлинителей в виде других ключей, отрезков труб. При перевозки или перевозке инструмента его острые части следует закрывать чехлами. Во время работы инструмент должен быть разложен в порядке, предусмотренном технологической операцией, находиться в местах, исключающих его соприкосновение с влагой, огнем, пачкающими веществами, возможности движения по нему людей, машин.

Для предохранения металлических частей от коррозии, а деревянных от разбухания и трещин инструмент необходимо хранить в нерабочее время в сухом, проветриваемом обслуживание двигателей, генераторов, синхронных компенсаторов связано не только с опасностью поражения электрическим током, но и с опасностью механического травмирования работающего. Поэтому, как правильно, нельзя выполнять работы на вращающихся машинах. Исключением являются те работы, которые не могут быть произведены на остановленной машине: например, испытания генераторов, синхронных компенсаторов и их защит, шлифование колец ротора двигателя, проверка щеток и др. Во время выполнения этих работ следует остерегаться захвата одежды или обтирочного материала валом машины. Вращающийся генератор или синхронный компенсатор, даже если он не возбужден, считается находящимся под напряжением, так как напряжение в обмотке статора создается за счет остаточного намагничивания стали ротора.

В обмотке статора генератора даже при отсутствии возбуждения наводится значительная ЭДС за счет остаточного намагничивания ротора. Поэтому при работе в цепях возбуждения необходимо применять индивидуальные средства защиты : инструмент с изолирующими рукоятками, диэлектрические галоши, резиновые диэлектрические коврики, перчатки.

На синхронных компенсаторах подстанций применяют ти - ристроную систему возбуждения, однако на старых подстанциях встречается система и ионного возбуждения. Ионным возбудителем называется устройство, которое с помощью ртутных выпрямителей преобразует переменный ток в постоянный. Ионные возбудители получают пит

ание от выпрямительного трансформатора напряжением выше 1000 В. Несмотря на то что при нормальной работе напряжение в целях возбуждения значительно ниже 1000 В, при обрыве дуги или обратном зажигании в ртутном выпрямителе напряжение в цепях возбуждения может быть значительно выше 1000 В. Поэтому цепи возбуждения, в том числе приборы и аппараты, расположенные на главном щите управления, рассматриваются как находящиеся под напряжением выше 1000 В. Работы в цепях ионного возбуждения проводят на отключенном оборудовании, соблюдая соответствующие меры предосторожности.

При выполнении работ по разборке электрической машины и очистке ее деталей следует строго соблюдать меры безопасности труда и пожарной безопасности. Надо пользоваться только проверенными тросами и исправными грузоподъемными устройствами, соответствующими массе поднимаемого груза. При работе с токсичными и легковоспламеняющимися моющими жидкостями необходимо принимать меры, исключающие отравление их парами и воспламенение при соприкосновении с открытым огнем. При разборке следует применять только исправные инструменты и механизмы.

Строповку грузов при подъеме производят стропами - короткими кусками цепи или стального каната, снабженными крюками, петлями, коушами и т.д.

Устанавливать на место монтажа щиты, шкафы и пусковые ящики массой более 196 Н ( 20 кг ) следует не менее чем двум рабочим.

При установке конструкций, закрепляемых в стенах, потолках или полах с помощью цементного раствора, нельзя удалять поддерживающие детали (подпорки, растяжки и т.д) до полного затвердевания раствора.

При наличии кабельных каналов сзади или спереди щита на время его монтажа необходимо закрыть их плитами или досками толщиной не менее 50 мм.

Работы по установке двигателей средней и большой мощности на фундаменты и конструкции производят только грузоподъемными механизмами, установленными или подвешенными на месте монтажа.

Работы по установке электродвигателей на фундаменты следует выполнять в рукавицах.

Электродвигатели массой до 490 Н ( 50 кг ) на низкие фундаменты можно устанавливать вручную, но не менее чем двумя рабочими.

Запрещается проверять пальцами совмещение отверстий в собираемых панелях щитов или в полумуфтах ( для этой цели используют специальные шаблоны ).

Запрещается перемещение и установка щитов без принятия мер, предупреждающих их опрокидывание.

При затяжке болтовых соединений полумуфт запрещается: пользоваться вместо гаечных ключей каким - либо другим инструментом; удлинять гаечные ключи другими ключами, отрезками труб и т.д.; пользоваться неисправнями гаечными ключами или ключами несоответсвующих размеровю

Перед пробным пуском электродвигателя необходимо проверить; крепление фундаментных болтов и прочих элементов оборудования; отсутствие посторонних предметов внутри или вблизи оборудования; наличие защитного заземления.



Заключение

По заданной нагрузочной диаграмме электропривода определили эквивалентную мощность и выбрали асинхронный двигатель 4АНК200M4УЗ с фазным ротором, при чем учли условие Р_н?Р_э. Проверили выбранный двигатель на нагрев по методу средних потерь. Условие ДР_ср?ДР_н, - выполняется. А так же проверили на перегрузочную способность при снижении напряжения в сети. Условие - выполняется. Произвели расчет теплового режима выбранного двигателя по заданной нагрузочной диаграмме, до установившегося теплового состояния двигатель прошел 4 цикла.

Определили сопротивление добавочного резистора, который необходимо включить в цепь ротора выбранного двигателя для снижения частоты вращения на заданную величину при номинальном моменте сопротивления. Построили естественную и реостатную механические характеристики двигателя.

Рассчитали сопротивления секций пускового резистора и потери электрической энергии при реостатном и прямом пуске. Пришли к выводу, что при прямом пуске расходуется в 1,5-2 раза больше энергии.

Начертили и изучили схемы управления пуском и реверсом асинхронных двигателей.

Список литературы

1. Справочник по Электрические машинам / Под Ред. И.П. Копылова, Б. К. Клокова, М.: Энергоатомиздат, 1998.

2. Чиликин, М.Г. Общий курс электропривода/ М.Г. Чиликин, А. С. Сандлер, М.: Энергоатомиздат, 1984.

3. Вольдек, А.И. Электрические машины / А.И. Вольдек, Л.: Энергия, 1978.

4. Касаткин, А.С. Электротехника / А.С. Касаткин, М. В. Немцов, М.: Высшая школа, 2000.

5. Москаленко, В. В. Электрический привод / В. В. Москаленко, М.: Высшая школа, 1991.

6. Асинхронные двигатели в системах электропривода: методические указания к выполнению курсовой работы / Авилов В. Г., Беляев В. П., Савельева Е. Н.

7. Испытания асинхронных двигателей при ремонте Слоним Н.М.

8. Электрические машины и привод : Учеб. Пособие/ З.Г. Гиоев;

9. Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов/И.П. Капылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков

10. Ремонт электрооборудования промышленных предприятий Атабеков В.Б.

Размещено на Allbest.ru

...