Эксплуатация электродвигателей

Энергетика — область хозяйственно-экономической дея тельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий:

  • получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащение ядерного топлива;
  • передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка мазута на тепловую электростанцию;
  • преобразование с помощью электростанций первичн ой энергии во вторичную, например химической энергииугля в электрическую и тепловую энергию;
  • передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи.

Электрический двигатель — электрическая машина (электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.

Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением. Эти двигатели наиболее распространены в настоящее время.

Целью данного курсового проекта ставится изучение асинхронного электрического двигателя в целом, а в отдельности изучить его конструкцию, принцип действия, технические характеристики, его назначение.

Задачей курсового проекта является проведение эксплуатационных работ у асинхронного электрического двигателя, описание производимых работ, определение неисправностей и устранение выявленных повреждений.

1 Аналитическо-технологическая часть

В данном курсовом проекте будут рассматриваться асинхронные электрические двигатели, которые находятся в эксплуатации у предприятии БКЭС ГУП ОКС. Эксплуатация электрических двигателей осуществляется в соответствии с системой планово – предупредительного ремонта (ППР).

Система ППР служит для обеспечения безотказной работы электрического оборудования. Это связано с тем, что преждевременный износ отдельных частей и деталей электрооборудования выше допустимого может привести к аварийному выходу его из строя. Поэтому основной задачей технического обслуживания электротехнического оборудования является содержание его в постоянном рабочем состоянии.

Видами эксплуатационных работ, выполняемых на асинхронных электрических двигателях, будут являться:

4 стр., 1803 слов

Классификация топливно-энергетических ресурсов. Виды возобновляемых ...

... только источники энергии, но и произведенные энергетические ресурсы: тепловую энергию (в первую очередь энергию горячей воды и водяного пара) и электрический ток. Произведенные энергетические ресурсы получают, используя энергию первичных и вторичных энергоресурсов. Электрическая энергия впоследствии ...

  • осмотры;
  • техническое обслуживание.

В данном курсовом проекте будет рассматриваться исключительно техническое обслуживание асинхронных электрических двигателей, которое проводится без демонтажа и разборки. В техническое обслуживание входит:

  • очистка асинхронного двигателя от пыли и грязи;
  • проверка исправности заземления;
  • крепление элементов электрического двигателя;
  • проверка степени нагрева, уровня вибрации и шума;
  • проверка надежности контактных соединений;
  • измерение сопротивления изоляции.

Сроки технического обслуживания для асинхронных электрических двигателей, находящихся в сухом помещении 1 раз в 3 месяца.

Асинхронные электрические двигатели — наиболее распространенные электрические машины. Они являются основными преобразователями электрической энергии в механическую. В настоящее время асинхронные электродвигатели потребляют около половины всей вырабатываемой в мире электроэнергии и находят широкое применение в качестве электропривода подавляющего большинства механизмов. Это объясняется простотой конструкции, надежностью и высоким значением КПД этих электрических машин.

В зависимости от рода тока электроустановки, в которой должна работать электрическая машина, они делятся на машины постоянного и переменного тока.

Машины переменного тока могут быть как однофазными, так и много фазными. Наиболее широкое применение нашли трехфазные асинхронные электрические двигатели.

В настоящее время асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами. Они потребляют около 50% электроэнергии, вырабатываемой электростанциями страны. Такое широкое распространение асинхронные электродвигатели получили из-за своей конструктивной простоты, низкой стоимости, высокой эксплуатационной надежности. Они имеют относительно высокий КПД: при мощностях более 1кВт КПД=0,7:0,95 и только в микродвигателях он снижается до 0,2-0,65.

Наряду с большими достоинствами асинхронные двигатели имеют и некоторые недостатки: потребление из сети реактивного тока, необходимого для создания магнитного потока, в результате чего асинхронные двигатели работают с соs =1. Кроме того, по возможностям регулировать частоту вращения они уступают двигателям постоянного тока.

Появление трехфазных асинхронных двигателей связано с именем М.О.Доливо-Добровольского. Эти двигатели были изобретены им в 1889г.

В зависимости от типа обмотки ротора различают асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым или с фазным ротором.

В данном курсовом проекте мы будем рассматривать асинхронных электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Так как они являются наиболее подходящим электроприводом для небольших насосов Они значительно дешевле электродвигателей всех других типов и, что очень существенно, обслуживание их гораздо проще. Пуск этих электродвигателей — прямой асинхронный, при этом не требуется каких-либо дополнительных устройств, что дает возможность значительно упростить схему автоматического управления агрегатами.

На предприятии БКЭС ГУП ОКС эксплуатируются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором АИР 56 А2.

Асинхронные электродвигатели АИР 56 А2 (ранее выпускались двигатели 4А, 4АМ) с короткозамкнутым ротором, благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных контактов, высокой ремонтопригодности, невысокой цене по сравнению с другими электрическими двигателями применяются практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Они используются для привода вентиляционного оборудования, насосов, компрессорных установок, станков, эскалаторов и многих других машин.

Таблица № 1 – Технические параметры асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором АИР 56 А2

Электродвигатель

АИР 56 А2

Мощность, кВт

0,18

Оборот/минуту

2700

Ток при 380 В, А

0,55

КПД,%

65

Коэф. мощности

0,77

I п /Iн

5

М п/ Мн

2,2

М max/ Мн

2,2

Момент инерции,кгм2

0,00042

Масса,кг

3,5

Масса электрического двигателя приведена для алюминиевого корпуса.

Рисунок 1 – Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором АИР 56 А2.

Расшифровка условного обозначения — электродвигатель АИР 56 А2:

  • «А» — асинхронный двигатель;
  • «И» – Интерэлектро;
  • «Р» — привязка мощностей к установочным размерам;
  • 56 — высота оси вращения (габарит);
  • А — установочный размер по длине станины;
  • 2 — число полюсов.

Принцип действия асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии индуктированного тока ротора с магнитным потоком статора. При включении обмотки трехфазного двигателя под напряжение источника трехфазного переменного тока внутри расточки статора образуется вращающееся магнитное поле, частота вращения которого равна

Силовые линии вращающегося магнитного поля пересекают стержни короткозамкнутой обмотки ротора, и в них индуктируется ЭДС, которая вызывает появление тока и магнитного потока в роторе двигателя.

Взаимодействие магнитного поля статора с магнитным потоком ротора создает механический вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться. Частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного поля. Поэтому двигатель называется асинхронным.

Для включения двигателя в сеть его статорные обмотки должны быть соединены в «звезду» или «треугольник».

Рисунок 2 – Схема включения электродвигателя в сеть.

а) звезда

б) треугольник

Для включения двигателя по схеме «треугольник» нужно начало первой обмотки соединить с концом второй, начало второй обмотки — с концом третьей и начало третьей — с концом первой. Места соединения обмоток подключают к трем фазам сети.

Чтобы двигатель включить в сеть по схеме «звезда», нужно все концы обмоток соединить электрически в одну точку, а все начала обмоток присоединить к фазам сети.

Схемы включения всегда приводятся на обратной стороне крышки, закрывающей коробку выводов электродвигателя.

Для изменения направления вращения трехфазного асинхронного электродвигателя достаточно поменять местами две любых фазы сети независимо от схемы включения электродвигателя. Для быстрого изменения направления вращения двигателя применяют реверсивные рубильники, пакетные выключатели или реверсивные магнитные пускатели.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором наряду с простотой конструкции, высокой надежностью в работе, долговечностью, низкой стоимостью и универсальностью, обладает одним существенным недостатком: при его пуске возникает пусковой ток, значение которого в 5-7 раз больше номинального. Большой пусковой ток, на который электрическая сеть обычно не рассчитана, вызывает значительное снижение напряжения, что, в свою очередь, отрицательно влияет на устойчивую работу соседних электроприемников.

Чтобы уменьшить пусковые токи трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей больших мощностей, их включают с помощью переключателя схем со «звезды» на «треугольник». При этом сначала обмотки двигателя соединяются по схеме «звезда», потом, после того как ротор двигателя наберет номинальную частоту вращения, его обмотки переключаются в схему «треугольник».

Снижение пускового тока двигателя при переключении его обмоток со звезды на треугольник происходит потому, что вместо предназначенной для данного напряжения сети схемы «треугольник» каждая обмотка двигателя включается на напряжение в √3 раз меньшее, а потребляемый ток снижается в три раза. Снижается также в три раза и мощность, развиваемая электродвигателем при пуске. Поэтому изложенный способ снижения пускового тока можно использовать лишь при нагрузке не более 1/3 номинальной.

На каждом электрическом двигателе должен быть технический паспорт в виде металлической пластинки, укрепленной на его корпусе. В паспорте трехфазного асинхронного электродвигателя приводятся его основные технические данные, тип электродвигателя, заводской номер, соответствие стандартам, номинальные: напряжение, ток, мощность, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, масса.

В данном курсовом проекте мы рассматриваем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором АИР 56 А2, который эксплуатируется на предприятии БКЭС ГУП ОКС.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором состоит из корпуса 7, неподвижного статора 6, вращающего ротора и двух подшипниковых щитов 4 с подшипниками качения или скольжения, расположенными в центре щитов. Статор двигателя состоит из сердечника 6 и трехфазной обмотки 8. Корпус изготовляется из чугуна или из алюминиевых сплавов.

Сердечник статора набирается из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,3 или 0,5 мм, изолированных друг от друга покраской лаком для уменьшения потерь на вихревые токи. На внутренней поверхности сердечника имеются открытые пазы для укладки в них трехфазной обмотки, выполненной из изолированного провода. Оси обмоток расположены симметрично под углом 120° друг к другу.

Ротор асинхронного электродвигателя состоит из вала, опирающегося на подшипники, сердечника и обмотки. Сердечник ротора набирается из штампованных листов электротехнической стали. На внешней поверхности сердечника имеются пазы, в которых размещаются медные или алюминиевые стержни обмотки ротора без изоляции. Концы стержней путем сварки или литья под давлением соединяются с кольцами. В результате получается короткозамкнутая обмотка ротора, напоминающая беличье колесо.