Монтаж электрических машин Исполнитель

Монтаж электрических машин

План

1. Сушка электрических машин
2. Монтаж выводов обмоток электрических машин
3. Включение электрических машин без сушки

Монтаж электрических машин (ЭМ) большой мощности выполняется специализированными организациями с представителями завода-изготовителя. Монтаж ЭМ небольшой мощности (до 100 кВт) осуществляется монтажным или эксплуатационным персоналом предприятия. ЭМ устанавливают на чугунных или стальных плитах (рамах) из профильного металла, на сварных кронштейнах и непосредственно на фундаментах [1, 17, 20].

Рис. 1.15. Установка электрических машин при наличии ременной передачи

Перед окончательным закреплением ЭМ выверяют горизонтальное положение, а также совпадение ее оси с осью вала механизма.

При ременной передаче такую выверку выполняют посредством стальных линеек, прикладываемых к торцам шкивов (при одинаковой ширине шкивов). Если ширина шкивов разная, то выверку производят шнуровыми отвесами (рис. 1.15). От середины проводимого шкива до пола опускают два отвеса А и Б и протягивают между ними шнур, образующий прямую линию (по уровню). От середины шкива ЭМ также опускают два отвеса В и Г и перемещают ЭМ до совпадения отвесов обоих шкивов.

При непосредственном соединении ЭМ с производственным механизмом полумуфтами осевую линию выверяют центровочными скобами (рис. 1.16), насаживаемыми на полумуфты или их втулки. Скобы располагают одну против другой, устанавливая зазоры а и б в пределах 1—2 мм. Затем оба вала поворачивают вокруг оси на 90° и замеряют а₁ и б₁. Далее повторяют эти измерения еще три раза, каждый раз поворачивая оба вала на 90°. Расстояния а и б замеряют калиброванными щупами.

Рис. 1.16. Скобы для центровки валов

Результаты выверки считаются удовлетворительными, если соблюдаются равенства

и если разность показаний а₁ - а₃, б₁ - б₃, а₂-а₄ и б₂-б₄ не превышает 0,05 мм.

Если эти условия не обеспечиваются, то ЭМ перемещают в вертикальной и горизонтальной плоскости, подкладывая под ее лапы прокладки из тонкой листовой стали. После получения удовлетворительных результатов выверки окончательно закрепляют крепящие болты ЭМ. При установке ЭМ на бетонном фундаменте под плиту или салазки делают окончательную подливку жидким раствором цемента.

Сушка электрических машин

Во время транспортировки, пребывания на складах и при длительных перерывах в работе обмотки ЭМ могут отсыреть, что снижает сопротивление их изоляции. Если обмотки отсырели, их перед включением электродвигателя сушат. Для сушки обмоток крупных и ответственных ЭМ привлекают специализированные организации. Существуют различные методы сушки: индукционным нагревом, внешним нагревом, электрическим током от постороннего источника.

Наиболее распространенным является метод сушки индукционным нагревом (рис. 1.17). При использовании этого метода можно одновременно сушить несколько машин, соединяя последовательно их намагничивающие обмотки. Обмотку из изолированных проводов наматывают по наружной поверхности корпуса машины и присоединяют через понижающий трансформатор к источнику переменного тока при напряжении 36 или 65 В. Для сушки индукционным методом возможно использование сварочных трансформаторов с регулировкой тока дросселем.

При сушке индукционным методом ведется непрерывное наблюдение за температурой обмотки (не должна превышать 70 °С). Через каждый час измеряется сопротивление изоляции обмоток. В начале нагрева сопротивление изоляции падает, а затем начинает возрастать.

Рис. 1.17. Намотка витков при индукционной сушке электрических машин

Сушка заканчивается, когда прекращается нарастание сопротивления изоляции. Если в процессе сушки сопротивление изоляции достигло требуемой величины, но продолжает заметно повышаться, то сушку продолжают до тех пор, пока сопротивление изоляции не будет одинаковым в течение двух-трех часов.

Другим способом сушки ЭМ является метод внешнего нагрева (рис. 1.18), при котором машина обшивается кожухом, у которого внизу оставляют отверстие для входа нагретого воздуха, а вверху (в противоположном углу) — отверстие для выхода воздуха. Кожух должен быть огнестойким.

Воздух нагревают с помощью тепловоздуходувки, лампами накаливания, нагревательными сопротивлениями или батареями пароводяного отопления, которые устанавливают сразу за нижним входным отверстием. Температура нагретого воздуха у входа не должна быть выше 90 °С. Каждый час измеряют сопротивление изоляции обмотки.

Рис. 1.18. Сушка электрических машин методом внешнего нагрева

ЭМ сушат также электрическим током (переменным или постоянным) от постороннего источника. Для сушки асинхронных двигателей трехфазным током применяют напряжение не более 10—15 % номинального. При этом ротор должен быть заторможен, а если ротор имеет обмотку с кольцами, то она должна быть замкнута на кольцах накоротко.

При сушке асинхронных двигателей однофазным переменным или постоянным током ротор также находится в неподвижном состоянии. Схемы включения обмоток электродвигателя в этом случае выбирают в зависимости от числа выведенных (три или шесть) концов обмотки статора (рис. 1.19).

При сушке асинхронных двигателей электрическим током от постороннего источника условия вентиляции плохие, так как ротор электродвигателя находится в неподвижном состоянии. Поэтому ток сушки в каждой фазе не должен превышать 50—70 % номинального тока электродвигателя. При этом должен вестись непрерывный контроль за нагревом обмотки с помощью термометра (температура должна быть не выше 70 °С). Если сушка ведется по схемам, показанным на рис. 1.19, в, г, то через каждые два часа переключают фазы обмотки электродвигателя, чтобы нагрев всех трех фаз шел равномерно.

В некоторых случаях может быть применен метод сушки асинхронного двигателя на холостом ходу при номинальном напряжении. При включении электродвигателя на холостой ход нагрев происходит при небольшом токе холостого хода. Вентиляция при этом хорошая, что обусловлено номинальным числом оборотов. Процесс сушки в данном случае значительно ускоряется.

Рис. 1.19. Схемы для сушки асинхронного двигателя однофазным переменным и постоянным током:

а и б — при шести выводах обмотки; в и г — при трех выводах обмотки

Сушка синхронных машин выполняется несколькими способами:

• три фазы статора и обмотку ротора присоединяют к источнику постоянного тока (рис. 1.20), который не должен превышать 50—70 % номинального тока обмоток;
• обмотки статора включают в открытый треугольник по схеме (см. рис. 1.20) и присоединяют к источнику однофазного тока;
• к сети постоянного тока присоединяют только ротор, статор обогревается теплом, исходящим от ротора; ток сушки не должен превышать 50—70 % номинального тока обмотки.

Рис. 1.20. Сушка синхронной машины постоянным током

Включение электрических машин без сушки

Измерение сопротивления изоляции у крупных машин напряжением выше 1000 В мегомметром является недостаточным для правильной оценки состояния изоляции. Состояние изоляции характеризуется не абсолютным значением сопротивления, которое зависит от изоляционных свойств материалов, а коэффициентом абсорбции сопротивления изоляции (поглощение влаги изоляцией):

где R"₆₀ и R"₁₅ — сопротивление изоляции обмотки, измеренное мегомметром на напряжение 1000—2500 В при вращении его рукоятки в течение соответственно 60 и 15 с.

Установившееся значение сопротивления изоляции для высоковольтных машин определяют при равномерном вращении мегомметра в конце одной минуты (вращение рукоятки мегомметра со скоростью 120 об/мин). Для включения ЭМ напряжением свыше 1000 В без сушки требуется соблюдение нескольких условий в зависимости от мощности машин и их номинального числа оборотов.

Рассмотрим один из методов проверки возможности включения без сушки ЭМ мощностью до 5000 кВт на напряжение до 10 кВ при скорости вращения не более 1500 об/мин. Для этой группы машин необходимо наличие двух условий.

Первое условие — величина сопротивления изоляции при температуре 75 °С должна быть не менее 1 МОм на 1 кВ. Величину сопротивления изоляции R₆₀  да измеряют мегомметром на напряжение 1000—2500 В при окружающей температуре t₁. Затем пересчитывают полученное значение R₆₀  на температуру t₂, равную 75 °С.

Пересчет производят исходя из правила снижения величины сопротивления изоляции в два раза при повышении ее температуры на каждые 18 °С. Это правило может быть выражено формулой:

где  — сопротивление при начальной температуре t1, — сопротивление при температуре 75 °С.

Для практических расчетов пользуются кривыми пересчета (рис. 1.21), позволяющими быстро получать результаты.

Второе условие — коэффициент абсорбции должен быть не меньше

Рис. 1.21. Зависимость сопротивления изоляции высоковольтных машин от температуры

Монтаж выводов обмоток электрических машин

Обмотки машин трехфазного переменного тока могут быть соединены в звезду или треугольник. Концы обмоток соединяют либо наглухо внутри машины, либо снаружи на панели зажимов. Выводы обмоток машин -переменного тока обозначают по ГОСТ 183— 66 (табл. 1.4). Обмотки многоскоростных асинхронных двигателей имеют более сложные обозначения, приводимые в специальных инструкциях или справочниках. Обозначения выводов обмоток машин постоянного тока приведены в табл. 1.5 (ГОСТ 183—66).

У машин постоянного тока выводы обмотки якоря Я2 и обмотки дополнительных полюсов Д1 соединены внутри машины; на доску зажимов выведены Я1 и Д2. В некоторых случаях обмотка дополнительных полюсов состоит из двух половин и включается по обе стороны якоря. Здесь на доску зажимов выведены оба конца обмотки дополнительных полюсов Д1 и Д2.

При эксплуатации бывают случаи, когда обозначения выводов обмотки неясны и их надо определить опытным путем. Прежде чем определять начала и концы обмоток при шести концах от трех обмоток следует найти выводы каждой фазы прозвонкой, которую выполняют при помощи вспомогательной батареи и лампочки или гальванометра (вместо батареи можно воспользоваться также трансформатором безопасного освещения на напряжение 12—36 В с соответствующей лампочкой).

Таблица 1.4

Таблица 1.5

Один полюс вспомогательной цепи прикладывают к одному из шести концов, а затем поочередно касаются вторым полюсом остальных пяти концов; при касании ко второму концу данной обмотки замыкается лампа или гальванометр. Затем находят два конца второй обмотки и проверяют целость цепи оставшейся третьей обмотки.

После определения выводов обмоток находят начала и концы каждой обмотки. Если начало и конец каждой фазы определены правильно, то при поворачивании ротора электродвигателя от руки стрелка прибора не отклонится. При неправильной маркировке начала и конца какой-либо из трех фаз стрелка заметно отклонится. В этом случае, поочередно переключая концы каждой фазы, добиваются такого положения, при котором стрелка будет неподвижна, что будет соответствовать правильной маркировке выводных концов.

При определении начала и концов обмоток способом гальванометра и источника постоянного тока (сухой батареи или аккумулятора) принимают Cl, С2 и СЗ за предполагаемые начала обмоток, а С4, С5 и Сб — за предполагаемые концы этих обмоток. Начало обмотки С1 подключают к плюсу источника тока, а конец этой обмотки С4 — к минусу. Если замкнуть кнопкой К цепь батареи, то в момент включения тока в обмотках других фаз будет индуктироваться э.д.с. обратной полярности: на началах обмоток С2 и СЗ будет минус, а на концах С5 и С6 — плюс.

Заметив, в какую сторону отклонится стрелка гальванометра при включении цепи постоянного тока на обмотку C1 — С4, подключают батарею на обмотку С3 — С6. Если при замыкании цепи кнопкой К стрелка гальванометра, оставшегося подключенным к обмотке С2 — С5, отклонится в ту же сторону, значит маркировка сделана правильно. При отклонении стрелки гальванометра в другую сторону концы обмотки С2 — С5 нужно перемаркировать. Чтобы убедиться в правильности маркировки, надо повторить опыт два раза, переключая гальванометр на две разные обмотки и присоединяя источник к двум другим обмоткам.

При определении начал и концов обмоток способом вольтметра и источника переменного тока пониженного напряжения соединяют последовательно какие-либо две фазы и пропускают по ним ток пониженного напряжения (например, 36 В). Для контроля силы тока, которая не должна превышать номинальную, включают амперметр. К третьей фазе подключают вольтметр или лампу накаливания.

В том случае, когда включенные последовательно две фазы соединены неправильно, т.е. разноименными концами, вольтметр покажет почти полное напряжение. Если концы одной из двух последовательно соединенных обмоток переменить местами, то соединение будет правильным и вольтметр на третьей фазе покажет незначительное напряжение, близкое к нулю. После этого нужно определить начало и конец третьей фазы. Для этого к одной из фаз, начало и конец которой уже определены, присоединяют последовательно третью фазу, начало и конец которой еще окончательно не установлены.

Для определения полярности щеток в машинах постоянного тока возбуждают полюса машины небольшим током нужного направления, дают якорю небольшой толчок в сторону его нормального вращения и по отклонению стрелки милливольтметра, присоединенного к щеткам, определяют полярность. Толчок сообщают якорю от руки, рычагом, талью или краном в зависимости от величины якоря. Существуют и другие более сложные способы определения полярности щеток.

Полярность выводов работающей машины постоянного тока находят с помощью вольтметра. Если результаты измерения сопротивления изоляции ЭМ мощностью до 5000 кВт на напряжение до 10 кВ при скорости вращения не более 1500 об/мин удовлетворяют приведенным двум условиям, то обмотка такой машины может быть испытана повышенным напряжением выпрямленного тока в течение 1 мин.