Навигация

   




 

Автореферат

Васьковцов Алексей Андреевич
Тема выпускной работы магистра:
исследование и обоснование микропроцессорной системы определения технического состояния послеремонтного электрического двигателя
Руководитель: Доц. Буркивченко В.И.

Введение
     Электромашина является важным «узлом» в человеческой жизни. Важной задачей Эл.машин – превращение электрической энергии в механическую(кручение, перемещение). Основное требование к двигателю – сохранять свои параметры неизменными на протяжении всего рабочего цикла. Но мир не идеален, и в ходе работы на электродвигатель действую силы которые приводят к нарушению работы, а то и к выходу из строя устройства. Появляется необходимость в ремонте (так как не всегда есть возможность приобрести новый двигатель). Но при ремонте электрооборудования, из-за несовершенства производства того или иного материала, может произойти такое, что двигатель не сможет выполнять свои задачи. Но это обнаружиться только когда он будет доставлен на место работы.      Поэтому появилась необходимость проведения испытаний двигателя в послеремонтный период. А в ВЕК высоких технологий, еще и возможность минимального вмешательства человека в измерительный процесс. Для этого на помощь пришли микросхемы…
Актуальность
      Во время капитализма и максимизации прибыли каждая секунда простоя стоит огромных денег. Поэтому каждый старается сделать свое производство как можно меньше времени простаивающее.
      Вот почему, при поломке какого-нибудь элемента, необходимо иметь запасной, чтоб на время ремонта или замены (покупки) основного заменить его. Ломается все - электронные приборы, высокоточные измерительные приборы, железные и чугунные стержни, электрические двигатели...
      Но не каждое предпиятие имеет возможность, при поломке электрического двигателя, сразу же поставить НОВЫЙ (купленный) двигатель из-за нехватки денежных средств. Поэтому многие останавливаются на варианте ремонта вышедшего из строя двигателя.
     На организации, цеха, занимающиеся ремонтом двигателей, ложится большая ответственность за качество ремонта электрических двигателей. От того как правильно они отремонтируют эл.двигатель будет зависеть как долго и качественно будет он работать на своем рабочем месте. Поэтому качество ремонта необходимо контролировать не только во время ремонта, но и после ремонта.

Общие сведения

1. ОБЪЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ
Электрическая машина переменного тока состоит из неподвижной части – статора и вращающейся – ротора В основе работы большинства эл.машин переменного тока лежит принцип вращающегося магнитного поля, скорость вращения которого определяется частотой питающей сети и числом пар полюсов машины. Электрические машины подразделяются на синхронные и асинхронные машины. Асинхронной называют такую машину переменного тока, у которой скорость вращения ротора n отличается от скорости вращения поля n 1 и изменяется в зависимости от нагрузочного момента. Асинхронные машины общего назначения применяются главным образом как двигатели в двух исполнениях: с короткозамкнутым и с фазным включением ротора. Широко распространены во всех отраслях промышленности асинхронные микромашины мощностью от доле ватта до 500 Вт с различной скоростью вращения. По конструкции делятся на: 1) трехфазные двигатели с короткозамкнутым и массивным ротором; 2) однофазные двигатели с конденсаторным пуском и с расщепленными или экранированными полюсами; 3) двухфазные исполнительные двигатели с короткозамкнутым и полым ротором. В различных схемах автоматики используют асинхронные тахогенераторы, которые являются надежными измерителями скорости вращения. Синхронной называют такую машину переменного тока скорость вращения ротора которой при любом режиме работы равна скорости вращения поля: n=n1. Синхронная машина может возбуждаться постоянным током или с помощью постоянных магнитов. Такие машины применяют как в качестве генераторов так и в качестве двигателей. Среди специальных синхронных машин часто используют синхронные реактивные двигатели с сосредоточенными и распределенными обмотками на статоре, а также редукторные, гистерезисные и шаговые двигатели. В системах синхронной связи широко применяют различные сельсинные передачи с использованием трехфазных и однофазных сельсинов.
Рисунок 1 – Двигатель электрический (4 кадра, 65.7 кБ, разрешение 150*148 точек)

2. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ АСИНХРОННЫЕ КОРОТКОЗАМКНУТЫЕ ОДНО- И ДВУХСКРОСТНЫЕ ТИПА АОД БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

Двигатели асинхронные короткозамкнутые типа АОД мощностью до 1600 кВт предназначены для привода механизмов с тяжелыми условиями пуска (дымососов, вентиляторов и других механизмов с аналогичными характеристиками).
Структура условного обозначения
односкоростных АОД -Х-Х У1; двухскоростных АОД -Х/Х-Х/Х У1:
АОД - асинхронный обдуваемый двигатель;
Х (Х/Х) - мощность, кВт;
Х (Х/Х) - число полюсов;
У1 - климатическое исполнение (У) и категория размещения (1)
по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Условия эксплуатации
Высота над уровнем моря до 1000 м.
Температура окружающего воздуха от 40 до -45°С.
Относительная влажность воздуха не более 80% при температуре 20°С.
Тип атмосферы II по ГОСТ 15150-69.
Запыленность окружающего воздуха не более 10 мг/м3.
Окружающий воздух не должен содержать огне- и взрывоопасных, а также химически агрессивных примесей.
Группа механического исполнения М6 по ГОСТ 17516.1-90.
Номинальный режим работы двигателя S1 по ГОСТ 183-74.
Степень защиты двигателей IР44, IР54 по ГОСТ 17494-87.
Степень защиты коробки выводов IР54, IР55.
Способ охлаждения двигателей 1САО1А61 по ГОСТ 20815-93.
Допустимые уровни шума двигателей по ГОСТ 16372-93.
Допустимые вибрации двигателей соответствуют ГОСТ 20815-93.
Требования техники безопасности к двигателям соответствуют ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.1-75.
Двигатели, за исключением исполнения с изоляцией Монолит-2 для категории размещения У1, поставляются со встроенными электронагревателями. Номинальные данные и рабочие характеристики двигателей для внутрироссийских поставок соответствуют ГОСТ 183-74. На экспорт двигатели могут поставляться по стандарту МЭК 34-1.

Двигатели допускают прямой пуск от полного напряжения сети при напряжении на выводах двигателя в процессе пуска не ниже 0,8 Uн. Допускается производить два пуска подряд из холодного состояния или один пуск после продолжительной работы двигателей под нагрузкой. Последующие пуски допускаются через 3 ч. Общее число пусков 500 в год и 10000 пусков за срок службы.
Двигатели допускают два пуска в сутки (в период пусконаладочных работ до шести). Двухскоростные двигатели допускают шесть переключений схемы обмотки.
Для двухскоростных двигателей пуск должен быть ступенчатым (первоначально на нижнюю частоту вращения, затем переключение на верхнюю).
Допустимые пусковые режимы двигателей поставщик определяет при проверке их применяемости с конкретным механизмом.
Двигатели мощностью до 1250 кВт при 2р = 4 и двухскоростные двигатели до 400 кВт выполнены на щитовых подшипниках качения с консистентной смазкой.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей типа АОД, выполненных на щитовых подшипниках качения
Остальные двигатели выполнены на щитовых подшипниках скольжения. Смазка подшипников: автономная, кольцевая или комбинированная (принудительная и кольцевая).
Форма исполнения двигателей 1250 кВт при 2р = 4 по ГОСТ 2479-79.
Рабочий конец вала выполнен по ГОСТ 12080-66.
Изоляция обмотки статора выполнена на термореактивных связующих и используется в двигателях при перегревах, соответствующих классу В по ГОСТ 8865-93.
Схема соединения фаз статора - "звезда".
Выводные устройства двигателей рассчитаны на подсоединение медных и алюминиевых кабелей и на разделку кабелей с последующей заливкой места разделки кабельной массой на сухую разделку.
Обмотка ротора короткозамкнутая, выполнена из алюминиевых или медных стержней прямоугольного сечения, вваренных в короткозамыкающие кольца.
Направление вращения двигателей правое. По заказу потребителя двигатели выполняются на левое направление вращения.
Охлаждающий воздух наружного цикла забирается из окружающего пространства центробежным вентилятором со стороны противоположной механизму и подается в трубки воздухоохладителя, из которых выбрасывается со стороны механизма.

3. КРАНОВЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
     Крановые электродвигатели предназначены для привода крановых и других механизмов, работающих в кратковременных и повторно-кратковременных режимах, в том числе с частыми пусками и электрическим торможением. Крановые электродвигатели могут быть использованы также для механизмов длительного режима работы.
     Крановые электродвигатели применяются в: жилищном и капитальном строительстве, энергетике, транспорте, горнодобывающей и металлургической промышленности, изготовляются в одно- и двухскоростных исполнениях, экспортируются в страны с умеренным и тропическим климатом. Поставляются для комплектации башенных, козловых, портальных, мостовых и других кранов.
     По виду климатического исполнения крановые электродвигатели бывают: У1, У2, УХЛ1, УХЛ2, Т1, Т2.
     Номинальный режим работы S3, ПВ=40%. Степень защиты IP54.
     Способ охлаждения: односкоростных крановых электродвигателей - IC0141 (закрытый двигатель с обдувом наружной поверхности).
     Двухскоростных крановых электродвигателей - как IC0141, так и IC0040 (закрытый двигатель с естественным охлаждением).

4. ТЯГОВЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
     Тяговый электродвигатель, двигатель предназначенный для приведения в движение транспортных средств (электровозов, электропоездов, тепловозов и теплоходов с электроприводом, трамваев, троллейбусов, электромобилей и т.п.).
     Тяговые электродвигатели классифицируют по роду тока (Тяговые электродвигатели постоянного и переменного тока), системе передачи вращающего усилия от вала двигателя к движущему механизму (Тяговые электродвигатели. с индивидуальным и групповым электроприводом), системе вентиляции (Тяговые электродвигатели с самовентиляцией - при мощности двигателя до 250 квт, независимой и смешанной вентиляцией). Наиболее применяемые в качестве постоянного тока электродвигатели, однофазные коллекторные переменного тока электродвигатели и трёхфазные асинхронные электродвигатели. Тяговые электродвигатели, предназначенные для транспортных средств, работающих во взрывоопасных условиях, выпускаются в закрытом (герметичном) исполнении. Мощность современных тяговых электродвигателей - от нескольких квт до нескольких Мвт.

5. ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
      В ходе эксплуатации электромашин с ней происходит множество процессов, в том числе и вредных. К вредным процессам можно отнести перегрев ротора и статора, износ элементов, поломки в результате ударов. Все эти влияния приводят к выходу электромашины из строя.
      После этого события с двигателем можно сделать две вещи – выбросить (как делают в развитых странах) и отремонтировать. Чем в нашей стране и занимаются.
      Но при прохождении ремонтных работ не на заводе-изготовителе параметры электродвигателя могут заметно ухудшиться, что не желательно т.к. данная электромашина не сможет выполнять ее прямые задачи и ее нельзя будет использовать на том же месте и в тех же условиях, в которых она использовалась ранее, до ремонта.
      Для этого необходимо контролировать параметры машины при самом ремонте и после ремонта до ввода в эксплуатацию. Это необходимо для того чтобы при вводе ее в эксплуатацию, она смогла выполнить свои рабочие установки без потерь времени на повторный ремонт и восстановление утраченных способностей.
      В ходе проверки необходимо провести несколько десятков тестов, по которым можно определить работоспособность электромашины. А перечень работ входят:
1. испытание машины по частям
2. испытание машины в сборе
3. измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками
4. измерение сопротивления обмоток при холодном состоянии и при повышении температуры
5. испытание электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса и между
6. обкатка машины
7. определение тока и потерь холостого хода асинхронной машины
8. определение характеристик холостого хода синхронной машины.
9. измерение частоты вибрации
10. измерение уровня шума
     Для рассмотрения выберем исследование и измерение сопротивления обмоток при холодном состоянии и при рабочем нагревании. А также частоту вибрации при нагреве двигателя.

6. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИЙ ОБМОТОК ПРИ ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ И ПРИ НАГРЕВАНИИ. ЧАСТОТА ВИБРАЦИЙ ДВИГАТЕЛЯ
     Для измерения сопротивления выберем метод определения сопротивления при помощи амперметра и вольтметра. В набор для измерения напряжения должно входить три вольтметра: на Umax =500B , 1000В и 6000В. Амперметры должны иметь переделы 100 – 200А.
     Для измерения температуры – датчик температуры с линейной зависимостью выходной величины от температуры с температурными показателями 0 - 120о С.
     В качестве измерителя вибраций – датчик виброметр.....
Список использованной литературы
1. Волков Н.И., МилавзоровВ.П. Электромашинные устройства автоматики - М., «Высшая школа» 1978 г . 335 стр
2. Красножон А.Ф. Приемо-сдаточные испытания электрических машин после ремонта. - Д., «ДМЗ» 1993 г. 102 стр