Краткие теоретические сведения

Сердечники активной стали асинхронных двигателей набирают­ся из листов электротехнической стали, обладающей высоким элек­трическим сопротивлением (в результате легирования ее кремни­ем) и низкими потерями при перемагничивании, определяемыми узкой (с малой площадью) петлей гистерезиса.

Листы сердечников статоров асинхронных электродвигателей, работающих при частоте 50 Гц, выполняются толщиной 0,5 мм и реже 0,35 мм. Сердечники статоров электродвигателей, работающих при больших частотах, выполняются из листов стали толщиной 0,2 и 0,1 мм. Торцевые листы сердечников делают утолщенными или образуют с помощью точечной сварки двух тонких листов.

Для уменьшения потерь от вихревых токов листы стали, как пра­вило, изолируют друг от друга лаковой пленкой, которая наносит­ся при пропускании листов между валиками лакировальной маши­ны с последующей сушкой. Наряду с этим применяют оксидную межлистовую изоляцию, образуемую пленкой оксида железа при нагре­вании листов в окислительной среде. В электродвигателях старых выпусков изоляция производилась обклейкой стальных листов тонкой бумагой.

В процессе ремонта электродвигателя после изготовления сталь­ных листов шихтованных сердечников производят проверку изоля­ции, которая зависит от качества лаковой пленки н состояния по­верхности листа после вырубки на прессе и снятия грата. На пла­стинах, подвергающихся лакировке, не должно быть большого грата или заусенцев.

Изоляция лаковых пленок в испытуемом столбике из листов ак­тивной стали считается нормальной, если ее сопротивление не мень­ше определенного значения, установленного опытом. Испытания про­водят по схеме, изображенной на рис. 1. Отлакированные высушен­ные листы устанавливают столбиком между двумя латунными пластинами1-5, из которых одна (нижняя) изолирована от станины 6 установки. С помощью рычага 2 грузом 3 листы сжимаются. Испы­туемый столбик листов соединяется через пластины 1-5 и зажи­мы 4 с измерительной схемой. Измерения производят методом ампер­метра-вольтметра, определяя сопротивление столбика листов стали.

После окончательной сборки сердечника производят испытания, целью которых является определение исправности сердечника в це­лом. При этих испытаниях проверяется отсутствие замыканий в сер­дечнике и вызванных этими замыканиями местных перегревов, а также оценка потерь мощности в стали сердечника. Эти испытания производят индукционным методом при вынутом роторе. В спинке статора намагничивающей обмоткой (рис. 24), накладываемой на сердечник статора, создается магнитная индукцияВ = 1 Тл. Для контроля индукции в спинке и ЭДС намагничивающей обмотки на сердечник накладывают также контрольную обмотку.

 

 

 

Методические указания

Для испытания отдельных листов набора (см. рис. 1) берут 30—40 листов. Давление, создаваемое грузом, выбирают около 6 кг/см² (600 кПа). В качестве источника тока используют сухую батарею, аккумулятор или выпрямитель напряжением около 15 В. Если напряжение источника больше, то необходимо понизить его потенциометром RP до указанного рабочего значения. Для ограни­чения тока и предохранения амперметра от повреждений в цепь введено балластное сопротивление R.

По показаниям амперметра и вольтметра сопротивление столбика, находящегося под давлением, определяется по формуле:

R = U/I

Расчет веса груза ведут по формуле:

 

P = sр

 

где s — площадь стального листа, м²; р — давление, Н/м²; mln— отношение плеч рычага.

Из подсчитанного таким образом веса груза необходимо вычесть силу давления, производимого весом рычага 4и пластины 1.

Пример. Площадь стального листа статора асинхронного дви­гателя S = 36 см Столбик, составленный из 40 таких листов, уста­новлен на приспособлении (см. рис. 23). Отношение плеч нажим­ного рычага т : п = 1 : 8. Вес рычага 20 Н; вес пластины, под кото­рой находится столбик, 5 Н. При включении столбика пластин под напряжение 12 В ток в цепи оказался равным 0,32 А. Требует­ся определить вес груза и сопротивление столбика.

Необходимое давление:

С учетом веса рычага и пластины вес груза, который необходимо подвести к концу рычага,

Р = 270 — 25 = 245 Н = 24,5 кг

Сопротивление столбика

R - 12/0,32 = 37 Ом.

Иногда бывает трудно установить причину получившегося очень низкого сопротивления: плохая лакировка листов или наличие гра­та и заусенцев. Для выяснения этого необходимо заложить столбик из того же количества листов, предварительно сложив их попарно таким образом, чтобы в каждой паре листов стороны, очищенные от грата, оказались обращенными навстречу друг другу. Если при измерении такого столбика сопротивление изоляции окажется вы­соким, то это будет означать, что лаковая пленка достаточно хоро­шая, а причиной низкого сопротивления столбика при нормальной сборке является наличие грата. Если подсчет площади листа при его сложной конфигурации труден, то площадь берут из паспорта электродвигателя.

При испытаниях собранного сердечника индукционным методом необходимо учесть пояснения и расчетные формулы, приводимые ниже. При этом частота переменного тока должна быть 50 Гц. Если такую частоту обеспечить невозможно, то испытание следует отло­жить на время снижения нагрузки в сети.

Намагничивающую и контрольную обмотки желательно выпол­нять проводом ПР или ПРГ (или другими проводами, изолированны­ми пропитанной в лаке хлопчатобумажной лентой). При отсутствии провода нужного сечения можно воспользоваться обмоткой из параллельных ветвей. Применение свинцовых и бронированных кабелей не допускается. Во избежание повреждения изоляции провода обмотки рекомендуется накладывать на прокладки электрокартона поверх корпуса статора.

На время испытаний корпус статора следует надежно заземлить проводом сечением не менее 50 мм⁸.

Число витков намагничивающей обмотки определяется по формуле:

ω = 45 U₁/Q

где U₁— напряжение, подключаемое при испытании к намагни­чивающей обмотке. В: 

Q = (I — nb_e) h_cnk_CT — поперечное сечение спинки статора, см²; п — число вентиляционных каналов; b_e — ширина вентиляционных каналов, см; k_CT — коэффициент запол­нения стали (табл. 1); h_cn — высота спинки, см.

Таблица1. Значения коэффициентов заполнения стали

Вид изоляции листов	Коэффициент заполнения стали при толщине стали, мм
	0.5	0.35
Оклейка бумагой	0,9	0,87
Лакировка	0,93	0,91
Без изоляции или оксидная изоляция	0,95	0,93

 

Значение h_cn (см) определяется по формуле

 

где D_н и D_в — наружный и внутренний диаметры статора, см; h_зуб — высота зубца стального листа, см (рис. 25).

Если через спинку статора проходят стяжные болты, то вы­сота спинки (рис. 26) определяется по формуле h_cn=  - h_зуб– d_отв

Если в результате расчетов число витков окажется дробным, ю надо принять ближайшее целое число.

При выборе источника питания для намагничивающей обмотки следует учитывать, что более высокое напряжение позволяет применить обмотки с большим числом витков и, следовательно, более близким к расчетному значению.

Значение тока намагничивающей обмотки для создания магнит­ной индукции, равной 1 Тл, с необходимой точностью заранее под­считать трудно, так какой зависит от марки и качества стали, от конструкции сердечника (от наличия стыков в разъемах статора и между сегментами пакета).

 

 

Но приближенно расчет тока возмож­но сделать (так как значение тока определит выбор сечения прово­да обмотки, пределы измерения амперметра и ваттметра) по форму­ле:

 

I= ;

 

где h_cn— высота спинки, см; F — удельная МДС, А/м, равная 200—250 для повышеннолегированной и высоколегированной ста­лей и 450—500 для слаболегированной и среднелегированной сталей.

В обоих случаях большее значение относится к статорам с числом сегментов более четырех и разъемным статорам. Допускаемый ток нагрузки для намагничивающей обмотки в зависимости от сечения приведен ниже:

 

Сечение провода, мм2	6	10	16	25	35	50
Ток нагрузки, А	30	45	60	85	105	130

 

Мощность, необходимая для питания намагничивающей обмот­ки, кВ-А,

 

Р_исп = IU₁*10^-3.

 

Число витков контрольной обмотки;

 

W₂ = W₁

 

где U₂— напряжение на зажимах контрольной обмотки, которое выбирают из условия удобного отсчета показаний по шкале установ­ленного вольтметра PV2.

Намагничивающая обмотка присоединяется к источнику питания через отдельные предохранители и двухполюсный рубильник или автомат, которые выбирают из значений тока, потребляемого намаг­ничивающей обмоткой.

Необходимо помнить, что напряжение на зажимах контрольной обмотки (У_а пропорционально магнитной индукции в стали, и если это напряжение отличается от расчетного, то магнитная индукция не будет равна 1Тл. Значение магнитной индукции при испытании может быть пересчитано по формуле:

В = kU_t,     

 

где k = 45/(Qw₂).

В процессе испытаний осуществляют контроль температуры ста­ли. Для этого в наиболее холодные и наиболее горячие зубцы, а также равномерно по расточке и длине статора устанавливают тер­мометры или термопары.

Если через 90 мин после начала испытаний максимальный пере­грев стали относительно температуры окружающего воздуха не пре­высит 45С° и максимальная разность температур между отдельными зубцами не превысит 25С° и при этом удельные потери не превосходят 2,5 Вт/кг для повышеннолегированной и высоколегированной ста­лей и 5,5 Вт/кг для слаболегированной и среднелегированной ста­лей, то состояние активной стали статора считается нормальным.

Расчет удельных потерь в стали (Вт/кг) производят по формуле:

Р_{w =}

 

где Р_в~ показания ваттметра без учета k_Tp; k_Tp — коэффициент трансформации трансформатора тока.

Если индукция в спинке не равна 1 Тл (U_t не равно расчетно­му), то действительное значение удельных потерь пересчитывают по формуле

Р_w1 = Р_w (U_2p//U₂)²,

 

где Р_w— удельные потери при испытании, Вт/кг; U_2p н U₂— расчетное и действительное напряжения контрольной обмотки.

Место испытаний должно быть ограждено, снабжено установлен­ными предостерегающими плакатами. В процессе испытаний следу­ет все показания снимать с приборов не прикасаясь к ним и к ста­тору.

Порядок выполнения работы

1. Провести испытание изоляции набора листов активной ста­ли, для чего необходимо:

- набрать 30 листов стали и пакет уложить в собранную по рис. 1 установку;

- произвести расчет усилия давления груза; произвести расчет веса груза;

- включить выключатель SA и установить напряжение на вольтметре PV = 15 В;

- рассчитать сопротивление столбика стальных листов;

- отключить питание, вынуть столбик листов и сложить листы так, чтобы в каждой паре листов стороны, очищенные от грата, ока­зались обращенными друг к другу;

- включить питание и вновь замерить сопротивление.

Сделать заключение о состоянии изоляции стальных листов.

2. Произвести испытание активной стали статора, для чего необходимо:

- рассчитать число витков намагничивающей обмотки;

- рассчитать значение тока, потребляемого намагничивающей об­моткой, и выбрать сечение провода и измерительные приборы;

- рассчитать мощность, потребляемую намагничивающей обмоткой;

- рассчитать число витков контрольной обмотки;

- собрать схему согласно рис. 2;

- произвести пробное включение намагничивающей обмотки, про­верив частоту питающей сети по частотомеру PF и напряжение на зажимах контрольной обмотки, которое не должно значительно от­личаться от расчетного значения (при необходимости сделать пере­счет значения магнитной индукции);

- через 10 мин после начала испытания напряжение снять, про­верить на ощупь нагрев стали по всей расточке статора. Выбрав наиболее холодный зубец, заложить в него термопары или термо­метры;

- включить напряжение и через 10 мин вновь его снять, опреде­лить на ощупь зубцы, имеющие повышенный нагрев, и также уста­новить в них термопары или термометры;

- установить равномерно по всей расточке статора и по длине активной стали термометры или термопары, причем на участках активной стали, где производился ремонт, установка термометра или термопар обязательна;

- включить напряжение и вести прогрев статора в течение 90 мин, записывая температуру через каждые 10 мин (если во время испы­тания температура какой-либо точки активной стали достигнет 100С°, а также при появлении дыма или искр из какого-либо уча­стка стали или намагничивающей обмотки, то испытание немедлен­но прекратить);

- рассчитать удельные потери в стали;

Сделать вывод о пригодности активной стали статора к эксплу­атации.

3. Составить отчет по работе.

 

Контрольные вопросы

1. Из какой стали и какой толщины изготавливают активные части элект­рических машин?

2. В каком случае требуется полнаяперешихтовка активной стали?

3. Чем изолируют листы активной стали?

4. Каким давлением спрессовываются листы активной стали при сборке?

5. В чем сущность испытаний активной стали индукционным методом?

6. Какие требования обязательно должны соблюдаться при проведении испытаний активной стали индукционным методом?

Практическое занятие 12

 

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1432; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!