Схемы присоединения двигателей к сети. 10 страница
Степень защиты. Степень защиты для электрических машин установлена в ГОСТ 17494-72. Характеристики степеней защиты и их обозначения определены в ГОСТ 14254-80. Этот стандарт устанавливает степени защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением или движущимися частями, находящимися внутри машины, и от попадания твердых посторонних тел и воды внутрь машины.
Степени защиты обозначаются двумя латинскими буквами IP (International Protection) и двумя цифрами. Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с движущимися или находящимися под напряжением частями, а также степень защиты от попадания внутрь машины твердых посторонних тел [Таблице 3.1.4].
Таблица 3.1.4
| Первая цифра | Степень защиты |
| 0 1 2 3 4 5 6 | Специальная защита отсутствует Защита от проникновения внутрь оболочки большого участка поверхности человеческого тела, например руки, и от проникновения твердых тел размером свыше 50 мм Защита от проникновения внутрь оболочки пальцев или предметов длиной не более 80 мм и от проникновения твердых тел размером свыше 12 мм Защита от проникновения внутрь оболочки твердых тел (инструментов, проволоки и т.п.) диаметром или толщиной более 2,5 мм Защита от проникновения внутрь оболочки проволоки и твердых тел размером более 1,0 мм Защита от пыли. Проникновение внутрь оболочки пыли не предотвращено полностью, однако пыль не может проникать в количестве, достаточном для нарушения работы изделия Пыленепроницаемость. Проникновение пыли предотвращено полностью |
|
|
|
Вторая цифра обозначает степень защиты от проникновения воды внутрь машины [Таблице 3.1.5].
Таблица 3.1.5
| Вторая цифра | Степень защиты |
| 0 1 2 | Степень защиты отсутствует Защита от капель воды. Капли воды, вертикально падающие на оболочку, не должны оказывать вредного действия на изделие Защита от капель воды. Капли воды, вертикально падающие на оболочку, не должны оказывать вредного действия на изделие при наклоне его на любой угол до 15° относительно нормального положения |
| Вторая цифра | Степень защиты |
| 3 | Защита от дождя. Дождь, падающий на оболочку под углом до 60° от вертикали, не должен оказывать вредного действия на |
| изделие | |
| 4 | Защита от брызг. Вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не должна оказывать вредного действия на изде- |
| лие | |
| 5 | Защита от водяных струй. Струя воды, выбрасываемая в любом направлении на оболочку, не должна оказывать вредного действия на изделие |
| 6 | Защита от волн воды. Вода при волнении не должна попадать внутрь оболочки в количестве, достаточном для повреждения |
| изделия |
|
|
|
Степени защиты, используемые в конструкции асинхронных двигателей общего назначения, представлены в [Таблице 3.1.6].
Таблица 3.1.6
| Степени защи- ты персонала от соприкосновения и попадания посторонних тел | Степени защиты от проникновения воды | ||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 0 | IP00 | IP01 | - | - | - | - | — |
| 1 | IP10 | IP11 | IP12 | IP13 | - | - | - |
| 2 | IP20 | IP21 | IP22 | IP23 | - | - | - |
| 4 | __ | — | IP43 | IP44 | |||
| 5 | - | - | - | - | IP54 | IP55 | IP56 |
У электрических машин со степенью защиты IP43 и выше, имеющих внешний вентилятор, насаженный на конец вала, степень защиты кожуха вентилятора не должна быть меньше IP20.
У машин со степенью защиты IP43 или IP44, имеющих внешний вентилятор и продуваемый воздухом ротор, степень защиты отверстий для прохода воздуха через ротор не должна быть меньше IP23.
Со стороны выхода воздуха должна быть обеспечена защита от соприкосновения пальца с вращающимся вентилятором и от попадания посторонних твердых тел диаметром более 50 мм.
Способы охлаждения. Обозначения способов охлаждения устанавливает ГОСТ 20459-75. Способы охлаждения обозначаются двумя латинскими буквами IC (International Cooling) и характеристикой цепи охлаждения.
Каждая цепь охлаждения машины имеет характеристику, обозначаемую латинской буквой, указывающей вид хладагента, и двумя цифрами. Первая цифра обозначает устройство цепи для циркуляции хладагента, вторая — способ подвода энергии для циркуляции хладагента. Если машина имеет две или более цепи охлаждения, то в обозначении указываются характеристики всех цепей охлаждения. Если воздух является единственным хладагентом машины, то разрешается опускать букву, обозначающую природу газа.
|
|
|
В асинхронных двигателях применяются следующие способы охлаждения:
IC01 — двигатели со степенями защиты IP20, IP22, IP23 с вентилятором, расположенным на валу двигателя;
IC05 — двигатели со степенями защиты IP20, IP22, IP23 с пристроенным вентилятором, имеющим независимый привод;
IC0041 — двигатели со степенями защиты IP43, IP44, IP54 с естественным охлаждением;
IC0141 — двигатели со степенями защиты IP43, IP44, IP54 с наружным вентилятором, расположенным на валу двигателя;
IC0541 — двигатели со степенями защиты IP43, IP44, IP54 с пристроенным вентилятором, имеющим независимый привод.
Классы нагревостойкости системы изоляции. Изоляционные материалы, применяемые в электрических машинах, разделяются по нагревостойкости на классы по ГОСТ 8865-70.
|
|
|
Изоляционный материал относится к тому или иному классу в зависимости от максимальной допустимой температуры [Таблице 3.1.7]. Двигатели работают при различных температурах окружающего воздуха. За номинальную температуру окружающего воздуха для умеренного климата, если не оговорено противное, по ГОСТ 15150-69 принимают температуру 40 °C. Предельно допустимое превышение температуры обмотки двигателя получается вычитанием из температурного индекса системы изоляции числа 40 [Таблица 3.1.7].
Таблица 3.1.7
| Класс нагревостойкости системы изоляции | Температурный индекс материала, °C | Максимальное допустимое превышение температуры наиболее Haipe- той точки, °C | Максимальное допустимое превышение средней температуры обмотки, измеренное по методу сопротивления, °C |
| Е | 120 | 80 | 75 |
| В | 130 | 90 | 80 |
| F | 155 | 115 | 100 |
| Н | 180 | 140 | 125 |
Превышение температуры обмотки обычно измеряют методом сопротивления.
Превышение температуры для обмоток из медного провода рассчитывается по формуле
®об-®ср=^—(235 + 0о)+0о-®ср>
ко
где ©об — температура обмотки в конце испытания, °C;
©о — температура обмотки в холодном состоянии, °C;
©ср — температура охлаждающего агента в конце испытания, °C;
R — сопротивление обмотки в конце испытания, Ом;
Ro — сопротивление обмотки в холодном состоянии (при температуре ©о), Ом.
Температура обмотки, измеренная по методу сопротивления, ниже температуры наиболее нагретой точки, поэтому температуры, определенные этим методом, не должны превышать значений, указанных в четвертом столбце [Таблицы 3.1.7].
При выборе более высокого класса нагревостойкости (например, F вместо В) могут быть достигнуты на выбор две цели:
1) увеличение мощности двигателя при неизменном теоретическом сроке службы,
2) увеличение срока службы и надежности при неизменной мощности.
В большинстве случаев применение более нагревостойкой изоляции имеет целью повысить надежность двигателя в тяжелых условиях работы.
Исполнение по способу монтажа. Конструктивные исполнения по способу монтажа устанавливаются ГОСТ 2479-79.
Напряжения. Для условий России асинхронные двигатели выполняются на номинальные напряжения и схемы соединений статорных обмоток (при частоте сети 50 Гц) согласно [Таблице 3.1.8].
Таблица 3.1.8
| Мощность двигателя, кВт | Номинальное напряжение, В | Схема соединения | Число выводов концов |
| От 0,06 до 0,37 | 220, 380 | Д, Y | 3 |
| От 0,55 до 11 | 220, 380, 660 | Д, Y | 3 |
| От 15 до 110 | 220/380 380/660 | Л У | 6 |
| От 132 до 400 | 380/660 | A/Y | 6 |
По заказу потребителя двигатели могут быть изготовлены на другие напряжения до 660 В и другие схемы соединений.
При колебаниях напряжения в пределах ±5% номинального значения двигатели могут нагружаться номинальной мощностью. При отклонениях 78
напряжения, превышающих 5%, необходимо иметь в виду следующие последствия:
- при уменьшении напряжения увеличивается скольжение, уменьшаются пусковой и максимальный моменты, пусковой ток, увеличиваются ток нагрузки, температура обмотки;
- при увеличении напряжения уменьшается скольжение, увеличиваются пусковой и максимальный моменты пропорционально квадрату напряжения, пусковой ток, несколько уменьшается температура обмотки.
Частота сети. Двигатели переменного тока общего назначения в СССР изготавливаются на частоту сети 50 Гц.
Для работы от сети 60 Гц при поставках на экспорт в серии 4А предусмотрена специальная модификация. При питании двигателя от сети с частотой, отличающейся от номинальной частоты двигателя, необходимо учитывать, что свойства его изменяются. Двигатели, спроектированные на 50 Гц, могут использоваться для работы от сети 60 Гц, но их показатели изменяются согласно [Таблицы 3.1.9]. Частота вращения при этом увеличивается на 20 %.
Таблица 3.1.9
| Напряжение сети 50 Гц, В | Напряжение сети 60 Гц, В | Коэффициент пересчета параметров двигателя, рассчитанного на частоту 50 Гц | |||||
| Допустимая мощность | Допустимый момент | Ток при допустимой мощности | Пусковой момент | Максимальный момент | Пусковой ток | ||
| 220 | 220 | ||||||
| 380 | 380 | ||||||
| 440 | 440 | 1,00 | 0,83 | 1,00 | 0,83 | 0,83 | 0,83 |
| 500 | 500 | ||||||
| 660 | 660 | ||||||
| 380 | 440 | 1,15 | 0,96 | 1,00 | 0,96 | 0,96 | 0,96 |
| 500 | 550 | 1,10 | 0,91 | 1,00 | 0,91 | 0,91 | 0,91 |
Выбор защиты.
Устройства защиты должны защищать обмотку двигателя от разрушающего действия процессов, возникающих при обрыве фазы, перегрузке по току, стоянке под напряжением, нарушении условий охлаждения.
Одновременно устройства защиты должны защищать сеть и пускорегулирующие устройства от коротких замыканий в двигателе.
По принципу действия различают токовую и температурную защиты. Токовая защита реализуется с помощью предохранителей с плавкими вставками, автоматических выключателей, тепловых реле. Температурная защита осуществляется с помощью устройств встроенной температурной защиты.
Правильный выбор защиты очень важен для обеспечения долговечности двигателя. Эффективность защиты зависит от условий применения. Ниже приводятся общие правила выбора защиты в типичных ситуациях.
Все электродвигатели должны иметь защиты от коротких замыканий и стоянки под напряжением. Для этих целей должны применятся предохранители с плавкими вставками и автоматические выключатели.
Все электродвигатели, работающие в режиме S1, должны иметь защиту от перегрузки по току.
Электродвигатели, обмотки которых при пуске переключаются с треугольника на звезду, рекомендуется защищать трехполюсными тепловыми реле с ускоренным срабатыванием в неполнофазных режимах. Для двигателей, работающих в повторно-кратковременных режимах, рекомендуется встроенная температурная защита. Двигатели, работающие в кратковременном режиме S2 с возможным затормаживанием ротора без технологического ущерба, должны иметь защиту тепловыми реле. Если затормаживание ротора влечет за собой технологический ущерб, следует применять температурную защиту.
Выбор защиты в специальных случаях, например при затяжных пусках, требует специального рассмотрения.
В [таблице 3.1.10] показана эффективность различных типов защиты для наиболее распространенных ситуаций.
Таблица 3.1.10 — Эффективность защит
| Причины опасного превышения температуры обмотки двигателя | Токовая защита | Темпера- турная защита | |
| Плавкие предохранители | Тепловые реле | ||
| Перегрузка током I = 1,2 1ном | НЭ | Э | Э |
| Номинальный режим, температура превышает | |||
| допустимую | НЭ | УЭ | Э |
| Режимы с пусками, торможениями, реверсами | НЭ | УЭ | э |
| Режимы при частоте пусков 15 ч 1 и выше | НЭ | УЭ | э |
| Заклинивание ротора | УЭ | УЭ | э |
| Обрыв фазы питающей сети | НЭ | УЭ | э |
| Отклонение напряжения в сети | НЭ | э | э |
| Отклонение частоты сети | НЭ | э | э |
| Повышение температуры окружающей среды | НЭ | э | э |
| Неудовлетворительная работа системы охлаж- | |||
| дения (закупорка вентиляционных отверстий, | |||
| покрытие корпуса двигателя теплоизолирую- | |||
| щими веществами) | НЭ | НЭ | э |
Примечание — В таблице приняты обозначения: НЭ — защита неэффективна, УЭ — защита условно эффективна, Э — защита работает эффективно.
При окончательном выборе типа защиты следует принимать во внимание следующие технико-экономические факторы: вероятность возникновения аварийного режима; ущерб, приносимый выходом из строя двигателя в результате аварийного режима; стоимость защиты.
Плавкие предохранители предназначены для защиты электродвигателей от стоянки под током и больших перегрузок. Номинальный режим работы предохранителей по ГОСТ 17242-79 продолжительный.
Предохранители выбирают по току плавкой вставки из условия
1вс — 1номК1/а,
где Ki — кратность пускового тока двигателя;
а = 3,0 — при редких пусках с ПВ до 2,5 с; а = 2,5 — при нечастых пусках с ПВ = 2,5+10 с; а = 1,6+2,0 — при частых пусках с ПВ более 10 с.
Тепловые реле предназначены в основном для защиты двигателей в режиме S1. Допустимо применение их для режима S2, если исключено увеличение длительности периода нагружения. Для режима S3 применение тепловых реле допускается в исключительных случаях при коэффициенте загрузки двигателя не более 0,7.
Для защиты обмоток, соединенных в звезду, могут применяться однополюсные реле (два реле), двухполюсные и трехполюсные реле. Защита обмоток, соединенных в треугольник, должна осуществляться трехполюсными реле с ускоренным срабатыванием в неполнофазных режимах.
Многоскоростные двигатели должны иметь отдельные реле на каждой ступени скорости при необходимости полного использования мощности на каждой ступени или одно реле с уставкой, выбранной по току ступени наибольшей скорости для двигателей с вентиляторной нагрузкой.
Номинальный ток тепловых элементов выбирается по номинальному току двигателя так, чтобы номинальный ток двигателя находился между минимальной и максимальной уставками реле по току. Рекомендации по настройке тепловых токовых реле приводятся в инструкциях по установке и эксплуатации реле.
Встроенная температурная защита состоит из трех последовательно соединенных датчиков температуры — позисторов, размещаемых в каждой фазе обмотки двигателя, и исполнительного устройства. Тип позистора определяется классом нагревостойкости изоляции обмотки. Как правило, позисторы устанавливают при изготовлении двигателя.
Схемы присоединения двигателей к сети.
Односкоростные двигатели. Как было указано ранее, двигатели до 11 кВт включительно имеют три выводных конца в вводном устройстве и зажим заземления. Обмотки этих двигателей соединены в звезду или треугольник и предназначены для включения на одно из стандартных напряжений. Двигатели мощностью от 15 до 400 кВт имеют шесть выводных концов во вводном устройстве и зажим заземления. Эти двигатели могут включаться на два напряжения: 220/380 или 380/660 В.
Схемы включения обмоток показаны на (рисунке 3.1.14).
Многоскоростные двигатели. Двухскоростные короткозамкнутые двигатели с соотношением частот вращения 1:2 имеют на статоре обмотку, выполненную по схеме Даландера. При низшей частоте вращения обмотка соединяется в треугольник, при высшей — в двойную звезду.
Схема соединения обмоток показана на (рисунке 3.1.15, а).
Обмотки двухскоростных двигателей с соотношением частот вращения 2 : 3 и 3 : 4 соединяются либо в тройную звезду (рисунке 3.1.15, в, либо в треугольник — двойную звезду без дополнительной обмотки (рис. 3.1.15, а) или с
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 687; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!