Учебнометодические указания для выполнения лабораторных работ для студентов по дисциплине Электрооборудование в апк
 Скачать 1.25 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ А.А. ЕЖЕВСКОГО» А.В. Рудых ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В АПК Учебно-методические указания для выполнения лабораторных работ для студентов 2 курса энергетического факультета Направления подготовки 35.03.06 - «Агроинженерия» Профиль – «Электрооборудование и электротехнологии в АПК» Уровень подготовки – бакалавр Молодежный 2020 УДК 621.31:631.(075.8) Учебно-методические указания для выполнения лабораторных работ для студентов по дисциплине «Электрооборудование в АПК». Рекомендовано к изданию методической комиссией энергетического факультета Иркутского ГАУ им. А.А. Ежевского. Рецензенты: Кузнецов Б.Ф., д.т.н., профессор Рудых А.В. Электрооборудование в АПК: Учебно-методические указания для выполнения лабораторных работ. – Иркутск.: ФГБОУ ВО Иркутский ГАУ им. А.А. Ежевского, 2020. – 78 с. Предназначено для выполнения лабораторных работ студентами энергетического факультета, направление подготовки 35.03.06 «Агроинженерия», профиль – «Электрооборудование и электротехнологии в АПК», уровень подготовки – бакалавр, по дисциплине «Электрооборудование в АПК». Рекомендовано к изданию методической комиссией энергетического факультета Иркутского ГАУ им. А.А. Ежевского, протокол №3 от 17 ноября 2020г. © А.В. Рудых  © Иркутский ГАУ им. А.А. Ежевского, 2020ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение Для обеспечения растущих потребностей человечества созданы, продолжают разрабатываться и совершенствоваться сотни тысяч рабочих машин, производственных и бытовых механизмов, подъёмно-транспортных средств и т.д. Для функционирования рабочих машин и механизмов к их исполнительным органам от привода должна быть подведена механическая энергия, за счёт которой и совершается их движение. Характер этого движения может быть разнообразным: вращательным однонаправленным и реверсивным, поступательным однонаправленным и реверсивным, а также возвратно-поступательным. Основное назначение приводного электродвигателя заключается в преобразовании электрической энергии, потребляемой им из сети, в механическую, отдаваемую через вал двигателя. Механические характеристики электроприводов необходимы для выбора рационального электропривода. Правильное сочетание механических характеристик электропривода и рабочей машины - одно из непременных условий высоких технико-экономических показателей работы производственного агрегата. Механическими характеристиками электродвигателя называются зависимости частоты или скорости вращения от вращающего момента n = 1(М) или = 2 (М). Электромеханическими характеристиками электродвигателя называются зависимости частоты или скорости вращения от тока n= 3 (I) или = 4 (I). Эти характеристики называются естественными, если они получены при номинальных условиях питания (при номинальных напряжении и частоте), номинальном возбуждении и отсутствии добавочных сопротивлений в цепях ротора (или якоря) и статора. Характеристики двигателя называются искусственными при изменении любого из перечисленных выше факторов. Обычно при исследовании электроприводов механические характеристики изображают на графиках в виде функции = (М). Однако в некоторых случаях (при теоретическом анализе механических характеристик) их изображают в виде функции М = (). При исследовании механических характеристик электродвигателей необходимо знать сопротивление их обмоток, а также значение вводимых в цепи обмоток пусковых, тормозных и других сопротивлений. ИНСТРУКТАЖ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ. В установках напряжением до 380 В, где происходит большинство случаев поражения электрическим током, причиной травматизма нередко является недооценка опасности его. Опасность поражения электрическим током зависит от многих факторов: рода тока, внешней среды, длительности и пути протекания тока через организм, индивидуальных особенностей человека. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) более опасен, чем постоянный. Установлено, что отдельные участки человеческого тела имеют различную чувствительность к электрическому току. Наиболее уязвимыми для тока являются поверхности лица, ладоней и подошв ног. При прохождении через тело человека электрический ток может вызвать паралич мышц, прекращение дыхания, остановку сердца. Прохождение тока через тело сопровождается выделением тепла. Этого тепла может оказаться достаточным для нагрева тканей организма до температуры 60-700С, при которой свёртывается белок и возникает ожог. Ожоги тела возможны также от электрической дуги, возникающей при коротких замыканиях. Электрические ожоги проникают глубоко в тело, очень болезненны и долго не заживают. Анализ причин электротравматизма показывает, что безопасную работу можно обеспечить только строгим выполнением правил по технике безопасности. 1. Приступая к выполнению лабораторной работы, необходимо убедиться, что напряжение на рабочем месте отсутствует, т.е. автоматические выключатели на главном щите и на рабочем стенде должны быть выключены. 2. Электрическую схему следует собирать только при отключённом вводном автоматическом выключателе (рубильнике) на рабочем стенде. 3. Перед включением электрической схемы следует убедиться в том, что никто из студентов не может попасть под напряжение. При каждом включении нужно предупреждать товарищей словом «включаю». 4. После подачи напряжения на рабочий стенд категорически запрещается присоединять провода к схеме, подкручивать клеммы и переставлять оборудование. 5. Электрическую схему можно разбирать только после снятия напряжения при помощи автоматических выключателей или рубильников с рабочего стенда и после остановки электродвигателей и рабочих машин. 6. Переключения под напряжением следует производить с помощью рубильников, реостатов и других предназначенных для этого устройств, предусмотренных в схеме по ходу выполнения работы. 7. В процессе проведения работы не следует прикасаться к токоведущим частям и аппаратам, находящимся под напряжением. 8. Не снимать самовольно ограждений безопасности, кожухов, защищающих ремённые передачи и т.п., не устанавливать самодельных предохранителей. 9. Если работа ведётся с электрическими машинами, имеющими вращающиеся части, и с сопротивлениями, которые нагреваются в процессе работы, нужно убедиться, что они надёжно закрыты или принять меры, предотвращающие попадания на опасные части машины концов одежды, волос, проводов. 10. При обнаружении неисправности в электрических установках, приборах, предохранителях, сети и т.д. студент обязан немедленно прервать выполнение работы до приведения установки в надлежащий порядок. 11. При выполнении лабораторной работы следует учитывать особенность работы лабораторного оборудования и следить за надёжностью крепления проводов в винтовых зажимах при сборке схемы. Следует помнить , что вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть всегда замкнуты на приборы с малым внутренним сопротивлением или накоротко и что на разомкнутых концах вторичной обмотки трансформатора тока могут воз- никнуть опасные, высокие напряжения. Следует помнить, что конденсатор, отключенный от источника тока, сохраняет заряд. Для пересоединений конденсаторов в схеме необходимо конденсатор предварительно разрядить. Следует помнить, что перегорание плавкой вставки предохранителя при коротких замыканиях может сопровождаться разбрызгиванием расплавленного металла. Следует помнить, что на лабораторном столе не должно быть посторонних предметов, в особенности металлических (линеек, инструментов и т.д.) 12. Для измерения нескольких напряжений одним вольтметром следует пользоваться только проводами, которые снабжены специальными, хорошо изолированными щупами. 13. Следует проводить измерения сопротивления изоляции или сопротивления обмоток специальными приборами только при полном отключении исследуемой установки от электрической сети. 14. Всем студентам следует предупреждать нарушения требований безопасности со стороны товарищей. 15. Категорически запрещается касаться рукой или ногой вращающихся частей электродвигателей и машин или производить их торможение. 16. При несчастном случае немедленно оказать первую помощь пострадавшему. В случае необходимости вызвать скорую помощь по телефону - 03. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 1. Лабораторные работы выполняются бригадой студентов в количестве 3-4 человек. 2. Все лабораторные работы выполняются непосредственно под руководством преподавателя. 3. При выполнении лабораторных работ студент обязан хорошо усвоить цель, содержание, физическую сущность и методику проведения этой работы. К выполнению работы студент допускается лишь с разрешения преподавателя, проверившего подготовленность студента. 4. При сборке электрических схем студенты должны сначала собрать последовательные (токовые) цепи, а затем присоединить параллельные цепи: вольтметры, параллельные обмотки ваттметров и счётчиков, цепи управления и сигнализации, обращая особое внимание на плотность контактов. 5. Собранная схема обязательно проверяется всеми студентами, выполняющими данную работу. При этом обратить особое внимание на следующее: - целостность соединительных проводов; - соответствие приборов роду тока и пределам напряжения; - положение рукояток аппаратов управления и автоматизации, которые должны находиться в отключённом состоянии. 6. Включать собранную схему студенты должны только после проверки её преподавателем. 7. Выполнение лабораторной работы студенты должны вести в строгом соответствии с программой работы и порядком выполнения. В случае неясности нужно обращаться к преподавателю. 8. Производимые отсчёты и результаты измерений студенты должны заносить в заранее заготовленные таблицы наблюдений (протокол к лабораторной работ). Экспериментальная часть работы считается выполненной только после проверки и утверждения результатов опытов преподавателем. 9. Если результаты наблюдений будут признаны неудовлетворительными, то опыт необходимо повторить. 10. После окончания работы с разрешения преподавателя студенты должны разобрать схему, уложить на место провода и приборы, сдать преподавателю выдаваемые приборы, привести в порядок рабочее место. 11. Результаты измерений и наблюдений, полученные в процессе выполнения работы, частично обрабатываются в лаборатории, а окончательно – дома. По этим данным составляется отчёт о выполненной работе в соответствии со всеми пунктами, указанными в программе работы. 12. Электрические схемы выполняются в строгом соответствии с правилами начертания и обозначения элементов согласно ГОСТа. 13. Графики изображаются на миллиметровой бумаге и вклеиваются в отчёт. Координатные оси должны иметь обозначения изображаемых величин, размерность и масштаб. 14. При сдаче отчёта преподаватель опрашивает студента в объёме материала выполненной работы. Работа зачитывается в том случае, если студент показывает знание цели, физической сущности, методики выполнения работы, использованных машин и оборудования, может объяснить и проанализировать полученные результаты. 15. Студент, выполнивший все работы и своевременно сдавший отчёты по ним, получает зачёт по соответствующей части курса. Лабораторная работа № 1 ПОДКЛЮЧЕНИЕ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ К СЕТИ Цель работы: Исследовать способы подключения АД с к.з. ротором к питающей сети. Программа работы: 1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места. 2. Изучить технический паспорт асинхронного электродвигателя серии АИ. 3. Изучить обозначение асинхронных электродвигателей серии АИ. 4. Изучить способы подключения асинхронного электродвигателя с к.з. ротором к питающей сети. 5. Определить опытным путём начала и концы обмоток асинхронного электродвигателя с к.з. ротором. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 1.1 Технический паспорт асинхронного двигателя В сельскохозяйственных электроприводах наибольшее распространение получили асинхронные электродвигатели (АД) с короткозамкнутым ротором (около 90%). Заводы-изготовители выпускают АД с заводским щитком, на котором указаны основные паспортные технические данные: АИР132М4СУ1 № 6120429 3 50 Нz 11 кW Cоs 0,85 1450 об/мин /Y 220/380 38,4/22,2 к.п.д. 88,5% 83,5 кг IР44 S1 кл.изол. В АИР132М4СУ1 – тип электродвигателя; № 6120429 - заводской номер; 3 50 Hz – число фаз, род тока, частота тока питающей сети, Гц; 11 кW – номинальная мощность электродвигателя, кВт; Cоs 0,85 – номинальный коэффициент мощности АД, о.е.; 1450 об/мин – частота вращения ротора АД при номинальной нагрузке, об/мин; / 220/380 - схемы подключения обмоток АД : - «треугольник» Y – «звезда» и номинальные напряжения соответствующие этим схемам, В; 38,4/22,2 А – номинальные токи статора на и , А; к.п.д. 88,5% - номинальный коэффициент полезного действия АД, %; 83,5 кг – масса АД, кг; IР44 – исполнение АД по степени защиты; S1 – режим работы АД; кл.изол. В – класс нагревостойкости изоляции. Номинальный режим АД соответствует условиям работы и данным, указанным в его паспорте. При этом режиме АД в отношении нагрева, коэффициента полезного действия, коэффициента мощности, коммутации, электрической прочности и другим показателям должен удовлетворять установленным требованиям. Номинальной мощностью (Рн) АД называется мощность, развиваемая на валу двигателя при номинальном режиме; эта мощность выражается в кВт и указывается в паспорте. Номинальной частотой вращения ( n н ) , номинальным напряжением (Uн), номинальным током (I н) и номинальным коэффициентом полезного действия (н) называются частота, напряжение, ток и к.п.д., указанные в паспорте АД, при условии, что остальные величины, характеризующие режим работы, имеют также номинальное значение. 1.2 Обозначение электродвигателей серии АИ Наиболее распространённой электрической машиной, применяемой для привода сельскохозяйственных машин и механизмов, является трёхфазный асинхронный электродвигатель с коротко-замкнутым ротором. Это обусловлено сравнительно небольшой его стоимостью, простотой конструкции и высокой надёжностью в эксплуатации. Асинхронные электродвигатели в целях упорядочения их шкал мощностей, скоростей и т. д., а также унификации применения выпускаются сериями, как в основном исполнении, так и в различных модификациях, с учётом областей применения, климатических условий, степени защищённости и т. д. Двигатели серии АИ - новая, разработанная совместно со странами Интерэлектро, унифицированная серия асинхронных двигателей, отвечающая перспективному уровню развития мирового электромашиностроения. Они предназначены для работы в зоне умеренного климата при температуре окружающей среды - - 45…+40 С и относительной влажности воздуха до 80% при температуре + 20 С. По сравнению с двигателями серии 4АМ двигатели серии АИ имеют улучшенные энергетические показатели, снижен уровень шума, повышены надёжностные показатели. |