Ремонт электрооборудования
 Скачать 1.8 Mb.
|
|
Методика выполнения работы 1. Изучить подробно характер повреждения кабельных конст- рукций. 2. Изучить методы определения зоны повреждения кабельных линий. 3. Освоить методику ремонта металлических оболочек. 4. Научиться проводить ремонт изоляции кабеля. 5. Приобрести навыки последовательности разделки кабеля. 131 Рис. 12. Разделка металлической оболочки и поясной изоляции кабеля: а – разметка; б – круговой надрез; в, г – продольный надрез свинцовой или алю- миниевой оболочки; д, е – снятие оболочки; ж – раскручивание и отрывание поясной изоляции; з – отрезание заполнителей Содержание отчета 1. Название и цель работы. 2. Схемы определения места повреждения кабеля. 3. Формулы для определения длины кабеля от начала до места повреждения. 4. Последовательность разделки кабеля. 132 Контрольные вопросы 1. В чем состоит соблюдение режимов по токам нагрузки сило- вых кабельных линий? 2. Как определяют места повреждения? 3. Что такое прожигание кабеля? 4. Как ремонтируют кабельные линии? 5. В чем отличие акустического метода от импульсного? 6. Как расшифровать кабель марки АВВГ-с? 7. Определите расстояние до места повреждения, если импульс проходит до точки повреждения за 100 мкс. 133 РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА «ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОМИНАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСЛЕ РЕМОНТА» Содержание расчетно-графической работы Представленная методика расчета обмоток асинхронного элек- тродвигателя при капитальном ремонте расширяет и закрепляет тео- ретические знания студентов. Номер варианта расчетно-графической работы (РГР) определя- ется по двум последним цифрам номера зачетки студента.Например, номер зачетной книжки – 12эт052, номер варианта – 52 (прил. 4). Вид паза статора и ротора указывается преподавателем. При выполнении РГР студент может использовать, кроме реко- мендуемой литературы, справочные, нормативные, специальные пе- риодические материалы, а также типовые проекты. Объем расчетно-графической работы – 10–20 страниц на листах формата А4. Цели и задачи расчетно-графической работы Асинхронные двигатели (АД) широко применяются во всех от- раслях народного хозяйства благодаря простоте своего устройства, надежности, дешевизне, легкости обслуживания и прекрасным экс- плуатационным качествам. Возрастающий спрос на АД, в особенно- сти мелких и средних мощностей, трудно было бы удовлетворить только заводами-изготовителями, если бы им не приходили на по- мощь многочисленные мастерские, в которых восстанавливаются или ремонтируются пришедшие в негодность электродвигатели [3]. Поэтому целью РГР является закрепление теоретических знаний студентов по расчету асинхронных электродвигателей при ремонте. Кроме того, в процессе эксплуатации иногда требуется изменить некоторые технические параметры: число оборотов, номинальное на- пряжение и др. [5]. Статистика поврежденных машин, нуждающихся в ремонте, по- казывает, что при перемотке АД могут встретиться следующие ти- пичные случаи. 134 Случай 1. Повреждена частично или полностью обмотка статора. Если можно определить схему обмотки, число витков, шаг и размеры сечения проводника, то восстановление двигателя целесообразно с сохранением всех его данных – напряжения, скорости вращения и мощности. В этом случае, на первый взгляд, специальных расчетов не тре- буется. Однако на ремонтном предприятий может не оказаться в на- личии материалов с соответствующими параметрами. Поэтому, что- бы каждое отступление от первоначальных данных было технически грамотным, оно должно сопровождаться расчетом для проверки его возможных последствий. Случай 2. Условия те же, что и в предыдущем случае, но требу- ется перемотать обмотку на новое напряжение с сохранением скоро- сти вращения, мощности и др. При перерасчете может возникнуть необходимость изменения схемы обмотки или ее типа. Случай 3. Условия те же, что и в предыдущих случаях, но требу- ется перемотать машину на новую скорость вращения, при этом не- обходимо провести полный перерасчет машины. Случай 4. Имеется заводской щиток, а прежняя обмотка не со- хранилась. Задача перерасчета электрической машины здесь услож- няется, и удовлетворительный результат будет тогда, когда новая мощность составит 85–90 % от первоначальной. Случай 5. Отсутствуют все данные машины. Это наиболее слож- ный случай, поэтому расчет может быть проведен по двум направле- ниям: а) при заданной скорости вращения и заданной мощности двига- теля; б) при заданной скорости вращения двигателя. Перечисленные выше неисправности машин – наиболее характерны, но на практике они не исчерпывают всех возможных случаев. Капитальным ремонтом является ремонт, осуществляемый с це- лью восстановления полного (или близкого к полному) ресурса изде- лия за счет замены или восстановления любых его частей, включая базовые. Капитальный ремонт служит одним из вариантов решения более сложной технико-экономической задачи – систематического обнов- ления парка асинхронных двигателей сельскохозяйственных пред- приятий. 135 Ремонт электродвигателей делится на два вида: централизован- ный и нецентрализованный. Централизованный ремонт проводят в крупных электроремонт- ных мастерских или на электроремонтных заводах, где обеспечивает- ся соблюдение передовой технологии, где есть квалифицированные кадры, необходимые материалы и механизмы. Качество ремонта электродвигателей на крупных предприятиях может быть так высоко, что надежность отремонтированной машины не уступает надежности новой. Нецентрализованный ремонт проводят в небольших мастер- ских, не имеющих преимуществ крупных специализированных пред- приятий. Результаты анализа Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-технологического института электромашиностроения пока- зали, что при существующей технологии централизованный ремонт электродвигателей мощностью более 4 кВт оправдан и стоимость от- ремонтированного электродвигателя меньше стоимости нового. Кроме того, значительный выход из строя электродвигателей (от 15 до 40 %), работающих в сельском хозяйстве, а также высокая стоимость новых электродвигателей вынуждают прибегать к нецен- трализованному ремонту двигателей малой мощности. Это позволяет избежать простоев технологического оборудования. При капитальном ремонте электрических машин возникает необходимость производить разного рода расчеты на основании геометрических размеров сердеч- ника статора и ротора. Исходные данные для расчетов обмоток асинхронного двигателя при капитальном ремонте Заданными величинами для расчета являются геометрические размеры статора и ротора (прил. 4). На практике эти исходные дан- ные можно получить в результате обмера элементов электрических машин, а именно: D а – наружный диаметр сердечника статора, мм; D – диаметр внутренней расточки статора, мм; h z – высота паза, мм; l 1 – длина сердечника статора, мм; z 1 – число пазов статора, шт.; z 2 – число пазов ротора, шт.; 136 δ – воздушный зазор между ротором и статором, мм. К техническим требованиям относятся: U л , U ф – соответственно линейное и фазное напряжение, В; 2р – число полюсов обмотки. В задании на РГР (прил. 4) указываются и другие исходные дан- ные в соответствии с рисунком 1. d 2 d 1 в h ш 0,1d 1 h z h ш d 1 d 2 0,1d 1 h z d 2 d 1 в h ш h z h ш h z d 2 в в а б в г Рис. 1. Виды паза статора и ротора: а – грушевидный паз статора; б – грушевидный паз ротора; в – трапециевидный паз статора; г – прямоугольный паз ротора В исходных данных отсутствует длина сердечника ротора (l 2 ), которую можно принять исходя из величины Н (высота оси вращения ротора). Если Н ≤ 250 мм, то l 2 = l 1 , если Н > 250 мм, то l 2 = l 1 + 5 мм. В отдельных случаях студенты могут выполнять РГЗ по заданию хо- зяйства, в котором проходят практику, или по тематике научно- исследовательской работы кафедры. В этом случае задание на прове- дение расчетов обсуждается на кафедре и утверждается ее заведую- щим [4]. Обработка исходных данных Определение параметров тела статора Полюсное деление (τ, м) – это длина части окружности расточ- ки, приходящейся на один полюс τ = πD/2р, (1) 0,1d 2 d 1 137 где D – диаметр расточки статора, м; 2р – число полюсов. Площадь, которую занимает один полюс вращающегося поля на внутренней поверхности статора, так называемая площадь попереч- ного сечения зазора или площадь полюсного деления (м 2 ), равна 1 l Q , (2) где l 1 – полная длина активной стали. Отдельные листы стали в сердечнике не прилегают друг к другу совершенно плотно даже в том случае, когда никакой изоляции меж- ду ними нет. Поэтому для получения чистой длины активной стали (l 0 , м) необходимо длину статора умножить на опытный коэффициент заполнения (k c ), учитывающий неплотность прилегания листов и за- висящий от их толщины и рода изоляции между листами l 0 = k c l 1 , (3) где k c – коэффициент, учитывающий уменьшение длины сердечника статора из-за изоляции между листами стали (для электродвигателей четвертой серии при изоляции листов стали лаком k c = 0,95, а при изоляции стали оксидной пленкой k c = 0,97; для электродвигателей серии АИР k c принимается равным 0,97), или можно воспользоваться таблицей 1. Таблица 1– Коэффициент заполнения пакета сталью Толщина листа, мм Коэффициент k c , при листах неизолированных, оксидированных покрытых лаком 1 0,98 0,97 0,5 0,95 0,93 0,35 0,93 0,91 0,25 0,91 0,88 0,15 0,86 0,81 Высота спинки статора (h a , м) определяется в результате обмера электрической машины или путем вычисления, как в нашем случае 138 ), 2 ( 2 1 1 z a a h D D h (4) где 1 z h – высота зубца статора, м; D a – наружный диаметр пакета стали, м. Высота зубца статора ( 1 z h , м) при трапециевидных пазах (рис. 1, в) принимается равной действительной высоте зубца ( 1 z h = h z1 ), а при грушевидных пазах (рис. 1, а) равна 1 z h = h z1 + 0,1 d 1 . (5) Площадь поперечного сечения тела статора (S а , м 2 ), или просто сечения тела статора, если нет продольных вентиляционных каналов, получается как произведение его высоты h a на чистую длину стали l 0 S а = h а · l 0 (6) Ширина зубца статора (b cp.z1 , м) вполне определенна, если по всей высоте зубца она остается постоянной, но если этого нет, то в качестве расчетной ширины зубца может быть принята ширина в средней части между самым узким и самым широким местом зубца и для грушевидных пазов b cp.z1 (рис. 1, а) равна , 2 1 2 1 1 1 z z z ср b b b (7) где 2 1 2 1 1 2 d z ) h d D ( π b ш z - + + = , 1 1 1 1 1 2 2 d z ) d h D ( π b Z z - - ′ + = При трапециевидных пазах (рис. 1, в) 2 1 2 1 1 1 z z z . ср b b b + = , (8) где 2 1 1 2 1 ( 2 ) ø z D d h b d z , 1 1 1 1 2 2 d z ) h D ( π b Z z - + = 139 Исходя из средней ширины зубцов статора, определяем пло- щадь, приходящуюся на один полюс (м 2 ) 0 1 1 2 l b p z S z ср z (9) Для грушевидной формы паза его площадь равна (м 2 ) ) ( 2 ) ( 2 2 1 2 2 2 1 d d h r r S П , где r 1 = 2 1 d ; r 2 = 2 2 d ; h = 1 z h – (r 1 + r 2 + h ш ); d 1 , d 2 – размеры паза статора, а для трапециевидной ) ( 2 2 2 1 2 2 d d h r S П , где h = h z1 – (r 2 + h ш ). Определение параметров тела ротора Полная высота зубца ротора ( 2 z h , м) для паза (рис. 1, г) принимается равной действительной высоте зубца, а для грушевид- ной формы (рис. 1, б) 2 2 2 0,1 z z h h d При этом средняя расчетная ширина зубца ротора определяется так же, как и для статора (м) 2 2 2 2 1 2 z z z ср b b b , где ; - ) 2 ( 1 2 2 1 2 1 d z h d D b z z ; ) 2 ( 2 2 2 2 2 2 d z d h D b Z z D' – внешний диаметр ротора, D' = D – 2 При форме паза ротора (рис. 1, г) средняя расчетная ширина зубца равна (м) 140 2 2 2 2 1 2 z z z ср b b b , где 1 2 2 1 d z D π b z - ′ = , 1 2 2 2 2 - ) 2 ( d z h D b Z z Высота тела ротора h p , м, определяется на практике непосредст- венным измерением, но в данной расчетно-графической работе пре- дусмотрено нахождение h p аналитическим путем исходя из средних значений индукции в теле ротора (расчет h p приводится в следующем пункте). После проведенных расчетов выбирают главную изоляцию паза и тип обмотки. В таблице 2 приведены изоляционные материалы, ис- пользуемые для изоляции пазов статоров всыпных обмоток асин- хронных электродвигателей с высотами оси вращения (Н) до 250 мм. Пользуясь этими данными, необходимо выбрать изоляционные мате- риалы для изоляции пазов электродвигателя. Для дальнейшего расче- та необходимо выбрать тип обмотки. Обмотки машин переменного тока подразделяются на однослойные (концентрические, шаблонные и всыпные) и двухслойные (концентрические и петлевые). Однослойные обмотки при укладке в пазы полностью занимают площадь паза и поэтому имеют более высокий коэффициент заполне- ния, они просты в изготовлении и при ремонте. В электродвигателях серий 4А и АИР с высотами оси вращения от 50 до 160 мм включи- тельно на все числа полюсов, за исключением двухполюсных с высо- тами оси вращения 160 мм, обмотки выполняются однослойными. Электродвигатели на все числа полюсов с высотами оси враще- ния от 180 до 355 мм и двухполюсные электродвигатели с высотами оси вращения 160 мм выполняются со всыпными двухслойными об- мотками. Двухслойная обмотка является шаблонной и может быть выполнена с любым шагом. Степень укорочения при четырех и более полюсах принимается в диапазоне от 0,75 до 0,85, а для обмоток, имеющих два полюса, она принимается в диапазоне от 0,56 до 0,75. 141 Таблица 2 – Толщина изоляции однослойных и двухслойных обмоток статоров асинхронных электродвигателей с высотой оси вращения до 250 мм и напряжением до 660 В Тип обмотки Высота оси вращения, мм Материал Тол- щина, мм Число слоев Односторонняя толщина пазо- вой изоляции, мм Наименование, марка Класс В Класс F Класс Н Однослойная 50–80 90–132 160 Пленкостеклопласт 0,20 0,25 0,40 1 1 1 0,20 0,25 0,40 Изофлекс Изофлекс Изофлекс Имидофлекс Имидофлекс Имидофлекс Двухслойная 180–250 Пленкостеклопласт 0,40 1 0,40 Изофлекс Имидофлекс Определение магнитной индукции в воздушном зазоре, теле и зубцах статора и ротора Магнитная цепь машины переменного тока образуется за счет сердечников статора и ротора. Воздушный зазор, расположенный между этими двумя частями, играет большую роль в определении па- раметров и технико-экономических показателей машины. Магнитная индукция в зазоре (В δ ) увеличивается с ростом мощности машины и несколько уменьшается с увеличением частоты вращения. В данном случае ее выбирают по кривым в зависимости от полюсного деления и частоты вращения (рис. 2). По выбранному значению В δ определя- ют магнитный поток Ф (Вб) 1 l B Ф i , (10) где α i – коэффициент полюсного перекрытия, α i = 0,65 ÷ 0,75. 142 Рис. 2. Максимальная индукция в воздушном зазоре в зависимости от полюсного деления для машин: а – закрытого исполнения; б – защищенного исполнения Правильность выбора величины индукции в воздушном зазоре можно проверить по расчетным значениям индукций в спинке и в зубцах статора и ротора, приведенных в таблице 3 или 4. Таблица 3 – Ориентировочные значения индукций в сердечниках статоров электродвигателей серии 4А Число полюсов обмотки Значение индукций в зубцах и спинке статора при высоте оси вращения, мм 2р 56 63 71 80 90 100 112 132 160 180 200 225 250 2 B z 1,80 1,70 1,80 1,85 1,95 1,95 2,05 1,85 1,95 1,95 2,00 1,75 1,90 2 В а 1,40 1,40 1,50 1,70 1,60 1,60 1,70 1,65 1,55 1,55 1,70 1,40 1,45 4 B z 1,80 1,80 1,95 1,95 1,95 1,80 1,90 1,85 1,90 1,90 1,90 1,80 1,75 4 В а 1,60 1,55 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,65 1,70 1,60 1,60 1,50 1,55 6 B z 1,80 1,90 1,80 1,80 1,75 1,95 1,90 1,65 1,70 1,80 1,85 1,75 6 В а 1,45 1,60 1,55 1,50 1,40 1,55 1,50 1,45 1,65 1,45 1,55 1,45 8 B z 1,90 1,70 1,75 1,75 1,85 1,90 1,80 1,80 1,90 2,00 1,95 8 В а 1,15 1,10 1,10 1,10 1,40 1,30 1,25 1,30 1,20 1,30 1,15 а б |