Реферат: Приёмо-сдаточные испытания двигателей постоянного тока. Испытание электрической прочности изоляции

Реферат по предмету «Испытание, эксплуатация и ремонтЭМП»

Выполнил ст-т 5-ого куса, 12 гр., спец. 1801,Полукаров А.Н.

Самарский Государственный Технический Университет

Кафедра «Электромеханика и нетрадиционная энергетика»

Самара, 2005

Введение.

Важнейшимэтапом изготовления машины является этап испытания электрической машины. Испытанияэлектрических машин проводят с целью проверки соответствия их качестватребованиям стандартов или технических условий. Они необходимы также послекапитального или среднего ремонта машины. Для осуществления этих целейнеобходимы программы и методики испытания электрических машин. Программыиспытания электрических машин должны быть составлены таким образом, чтобы можнобыло получить все показатели и характеристики машин, установленные техническимиусловиями. Точность результатов испытаний в значительной степени зависит отметодики испытаний. Поэтому в России действует более двадцати пятигосударственных стандартов и стандартов СЭВ только на методы испытанийэлектрических машин. Кроме того, ряд методов испытаний изложен в стандартах наотдельные виды электрических машин.

Проведениеиспытаний электрических машин необходимо на всех этапах. На стадиипроектирования проводят испытания макетных и опытных образцов электрическихмашин для проверки соответствия выходных показателей и характеристик машинытребованиям технического задания. На стадии изготовления испытания отдельныхузлов машины (например обмотки) проводятся после завершения отдельныхтехнологических операций. После сборки машины испытания проводят для проверкисоответствия её выходных показателей требованиям технических условий. Приэксплуатации электрические машины периодически подлежат ремонту. После ремонтаэлектрическая машина также должна быть испытана.

Испытанияэлектрических машин на электромашиностроительных заводах являются частью общеготехнологического процесса. Повышение производительности труда приводит кусиленной автоматизации производственных процессов. Это в полной мере относитсяи к испытаниям. Так, почти на всех машиностроительных заводах испытанияпроводят на конвеерах. В последние годы всё больше испытаний проводится сприменением ЭВМ. При этом ЭВМ не только управляет испытаниями, но и позволяетоперативно анализировать результаты испытаний и на этой основе осуществлятьуправление качеством изготовления электрических машин.

Встандартах на электрические машины сформулированы технические требования кпоказателям качества электрических машин. Большинство из них нуждается впроверке путём испытаний электрических машин. К ним относятся требования понадёжности, нагреву, энергетическим показателям (КПД, коэффициент мощности), атакже требования к электрической прочности изоляции обмоток, механическойпрочности вращающихся частей машины, эксплуатационным показателям (таким, какмаксимальный, начальный пусковой и минимальный моменты, начальный пусковой ток,скорость нарастания напряжения возбуждения и др.), к работе щёточного узла,способности выдерживать кратковременные перегрузки, длительной иликратковременной работе в анормальных условиях, шумам и вибрациям,индустриальным радиопомехам.

Поперечисленным, а так же по ряду других требований к качеству электрическихмашин, в стандартах устанавливаются количественные показатели качества, а такжев ряде случаев допуски на них. При испытаниях проверяют соответствие измеренныхили рассчитанных показателей качества требованиям стандартов.

Программа приёмо-сдаточных испытаний двигателейпостоянного тока.

Встандартах на электрические машины приводятся технические требования кпоказателям качества и программы испытаний для определения этих показателей.Разработана система стандартов на методы испытаний электрических машин.Применяются стандарты на методы испытаний, являющиеся общими для всех видовэлектрических машин. Так, например ГОСТ 11828-75 и соответствующий ему СТ СЭВ1347-78 регламентирует отдельные методы испытаний. ГОСТ 25000-81 устанавливаетметоды испытаний на нагревание; ГОСТ 25941-83 – методы определения потерь иКПД; ГОСТ 11929-87 и СТ СЭВ 828-77 – методы определения уровня шума; ГОСТ12379-75 и СТ СЭВ 2412-80 – методы оценки вибрации; ГОСТ 12259 и СТ СЭВ 136-74– методы определения расхода охлаждающего газа; СТ СЭВ 295-76 – методыопределения момента инерции вращающейся части; СТ СЭВ 1107-78 – методыопределения сопротивления обмоток без отключения машины от сети.

Кромеперечисленных стандартов, распространяющихся на все виды машин, разработаныстандарты на методы испытаний машин постоянного тока – ГОСТ 10159-79

СогласноГОСТ 183-74 различают следующие виды испытаний:

приёмочные

приёмо-сдаточные

периодические

типовые

квалификационные

Насинтересуют, прежде всего, приёмо-сдаточные испытания электрических машин.Приёмо-сдаточным испытаниям подвергают каждую электрическую машину. Программыэтих испытаний значительно короче, чем приёмочных (Приёмочные испытанияпроводятся на опытном образце продукции с целью приёмки её для серийногопроизводства. Программа этих испытаний наиболее подробная.). Цельприёмо-сдаточных испытаний – установить пригодность каждой изготовленной машинык эксплуатации за минимально возможное время испытаний.

Впрограмму приёмо-сдаточных испытаний двигателей постоянного тока согласно ГОСТ183-74 входят следующие испытания:

измерениесопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками

измерениесопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии

испытаниеДПТ при повышенной частоте вращения

испытаниеизоляции обмоток на электрическую прочность относительно корпуса машины и междуобмотками

испытаниеэлектрической прочности межвитковой изоляции обмоток

определениечастоты вращения ДПТ при холостом ходе

проверкакоммутации при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке по току

испытаниемашины на нагревание

определениеобласти безыскровой работы (для машин с добавочными полюсами) и коэффициентполезного действия

Короткорассмотрим каждый из пунктов программы испытаний ДПТ:

Измерениесопротивления изоляции обмоток

относительнокорпуса машины и между обмотками — величина сопротивления изоляции обмотокэлектрических машин – важный интегральный показатель отображающий состояние изоляцииобмотки, хотя и не позволяющий уверенно судить о её надёжности. Для измерениясопротивления обмоток используются мегаомметры генерирующие постоянноенапряжение.

Измерениесопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии – измерениетаких сопротивлений обмоток и их сравнение, позволяет позволяет выявить ошибкив числе витков и схеме соединений, качество пайки, несимметрию сопротивленияразных обмоток. Для многовитковых катушек из медного провода различиесопротивлений позволяет судить о качестве технологии.

ИспытаниеДПТ при повышенной частоте вращения — одно из ответственных испытанийдвигателя. Требуется для проверки механической прочности вращающихся частеймашины. ГОСТ 183-74 устанавливает величину повышенной частоты вращения прииспытаниях, которая в большинстве случаев превышает на 20% предельнуюноминальную частоту вращения. Повышенная частота вращения выдерживается втечении 2-х минут после чего проводится тщательный осмотр машины.

Определениечастоты вращения ДПТ при холостом ходе – при холостом ходе определяется частотавращения двигателя. Частоту вращения электродвигателя при ХХ определяют приноминальном напряжении в цепи якоря и номинальном токе возбуждения. При этомтемпература обмотки возбуждения и подшипников должна быть близкой к рабочей.Если двигатель имеет последовательное возбуждение, то опыт проводят принезависимом возбуждении.

Проверкакоммутации при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке по току –коммутация машин постоянного тока оценивается в соответствии с ГОСТ 183-74степенью искрения визуально. Согласно упомянутому стандарту установлена шкала,состоящая из пяти степеней, для оценки класса коммутации или степени искрения:1-полное отсутствие искрения; 11/4-слабое точечное искрение; 11/2 — слабоеискрение под большей частью щётки; 2 — искрение под всем краем щётки ипоявление следов почернения коллектора не устраняемых протиранием егоповерхности; 3 – значительное искрение под всем краем щётки с вылетающимиискрами, подгаром и разрушением щёток. Допускаемая степень искрения отконкретного вида машины и указывается в технических условиях. Если степеньискрения не указана, то считается, что при номинальном режиме работы она должнабыть не выше класса 11/2.

Испытаниемашины на нагревание – цель этого испытания – проверка соответствия температурыразличных частей машины требовааниям стандартов или технических условий.Тепловое состояние машины при работе с номинальной нагрузкой и в номинальномрежиме имеет решающее значение для оценки результатов её испытания.

Определениеобласти безыскровой работы (для машин с добавочными полюсами) и коэффициентполезного действия – цель испытаний – определить для отдельных нагрузок впределах от ХХ до номинальной и выше верхний и нижний пределы отклонения тока вобмотке добавочных полюсов от соответствующего тока цепи якоря, при которомкоммутация соответствует степени искрения 1.

Вп.3 более подробно рассмотрим испытание  электроизоляции обмоток ДПТ.

Испытание  электроизоляции обмоток ДПТ.

Электрическаяпрочность изоляции обмотки в значительной степени предопределяет надёжностьмашины. Поэтому испытания электрической прочности обмоток машины обязательны влюбой программе – полной или сокращённой. Испытание изоляции обмоток позволяетвыявлять имеющиеся и потенциальные дефекты изоляции.

Электроизоляцияхарактеризуется сопротивлением Ri и максимальным напряжением Uпр, которое онаспособна выдерживать без пробоев. В программу испытаний ДПТ включено 3 видаиспытаний изоляции обмоток – это измерение сопротивления изоляции обмотокотносительно корпуса машины и между обмотками; испытание изоляции обмоток наэлектрическую прочность относительно корпуса машины и между обмотками;испытание электрической прочности межвитковой изоляции обмоток. Рассмотримкаждый вид испытаний изоляции обмоток в отдельности.

Измерение сопротивления изоляции.

Величинасопротивления изоляции обмоток электрических машин – важный интегральныйпоказатель состояния изоляции обмотки. Для измерения сопротивления обмотокиспользуются мегаомметры генерирующие постоянное напряжение. Источникамипостоянного напряжения могут быть генераторы, а также статические выпрямляющиеустройства.

Втаблице приведен ряд соответствия номинальных значений напряжений ДПТнапряжению измерения сопротивления обмоток.

Uн, В 110 220 660 3000 6000 Uмо, В 125 250 500 1000 2500

Сопротивлениеизоляции обмотки существенно зависит от температуры. Влияние температурывызывает необходимость измерять сопротивление изоляции обмотки несколько раз –в горячем и холодном состоянии машины. Сопротивление изоляции измеряется такжедо и после испытания на электрическую прочность.

Сопротивлениена корпус и между фазовыми обмотками следует измерять поочерёдно приэлектрическом соединении остальных цепей с корпусом машины. При измеренииэлектрического сопротивления нулевой провод соединяется с нулевым выводом, авысоковольтный с одним из выводов машины.

Значениесопротивления изоляции должно быть не менее (в рабочем состоянии):

Rmin=Uн/(1000+0.01Pн)

гдеUн – номинальное напряжение машины,

Pн– номинальная мощность

Нарисунках изображены электрические схемы соединения при измерении сопротивленияизоляции на корпус (рис.1) и сопротивления между обмотками (рис.2):

Испытаниеэлектрической прочности изоляции.

Испытанияна электрическую прочность изоляции производят на установках с частотой тока50Гц синусоидального напряжения. Значение Uисп и время приложения (1 мин.)устанавливается  ГОСТ 173-74. Uисп прикладывается между выводами обмотки присоединённых вместе выводах других обмоток и корпуса машины. Напряжение плавноподнимается до Uисп, после выдержки плавно снижается до нуля и отключается.Максимальное испытательное напряжение в соответствии с стандартом 1.3-1.5 Uном.

Дляприёмо-сдаточных испытаний ДПТ время выдержки может быть сокращено до 1 сек., приэтом Uисп увеличивается на 20% и в этом случае напряжение прикладывается сразу.

Послеиспытания ДПТ на нагрев и других испытаний при которых воздействуют механическии электрически на машину (укладка обмоток, пропитка и т.д.) снова проводятиспытания. Во избежание повреждения изоляции каждое последующее испытаниепроводится с понижением Uисп таким образом, чтоб Uисп соответствовалотребованию тех. документации.

Установкадля испытания прочности изоляции повышенным напряжением должна иметьвозможность регулирования напряжения, приборы для измерения и автоматическогоотключения и сигнализацию о резком увеличении тока утечки. Источникомнапряжения служат силовые однофазные трансформаторы. Мощность используемыхтрансформаторов должна быть пропорциональна квадрату мощности испытуемого ДПТ.

Напряжениена первичной стороне трансформатора должно регулироваться регуляторомнапряжения, а не реостатом. Установка должна обеспечивать синусоидальноенапряжение, так как гармоники приводят к существенному увеличению ёмкостноготока и неправильной оценке свойств изоляции. Рекомендуется выбирать Uномтрансформатора выше, чем напряжение испытуемой машины. При необходимостиизмерения высокого выходного напряжения используются трансформаторы напряжения.

Испытанияпеременным током имеют следующие недостатки: невозможность контроля токаутечки, пониженное напряжение на лобовых частях из-за ёмкостного тока пазовойизоляции. Поэтому для крупных ДПТ испытанию переменным током предшествуетиспытание постоянным током:

Uисп.пост=1.6 Uисп. перем

Испытание электрической прочности межвитковойизоляции.

Проверкаэлектрической прочности межвитковой изоляции имеет важное значение дляэлектрических машин. Отказы двигателей из-за межвитковых замыканий достигают90% от общего количества для некоторых типов. Испытания электрической прочностимежвитковой для разных типов машин отличают некоторые особенности. Для ДПТ прииспытаниях электрической прочности изоляции необходимо следить за тем, чтобынапряжение между коллекторными пластинами не превысило допустимой величины и невызвало круговой огонь на коллекторе. Следовательно испытательное напряжениеследует повышать постепенно, контролируя состояние коллекторно-счёточного узла.Машины с последовательным или параллельным возбуждением следует испытывать принезависимом возбуждении. Повышать частоту вращения ДПТ сверх допустимой неследует.

Испытаниеэлектрической прочности межвитковой изоляции производится путём повышения Uномдо значения 1.3-1.5 Uном на 3-5 мин. Если при испытании повышенные токи могутвызвать нагрев выше допустимого, то время испытаний сокращают до 1 минуты. Прииспытании ДПТ если число пар полюсов 2p=4, то повышение напряжения якорнойобмотки ограничивается величиной Uk max – это напряжение между двумяколлекторными пластинами, и оно не должно превышать 24В. Uk max ≤ 24В.

Рассмотримиспытание электрической прочности межвитковой изоляции ДПТ более подробно. Напрактике для испытаний межвитковой изоляции повышенным напряжением используетсядва метода.

I.Первый метод заключается в индуцировании в витках обмотки напряжения повышеннойчастоты. Для примера рассмотрим испытание обмотки якоря уложенной в паз.

Послеукладки секций в пазы, но ещё до соединения, ЭДС повышенной частотыиндуцируется с помощью сердечника, который прикладывается к двум зубцам междукоторыми расположена испытуемая секция, как показано на рисунке. Сердечникимеет П-образный профиль и набран из листовой ЭТС. На сердечнике находитсятакже обмотка возбуждения подключенная к источнику частотой 10кГц. В результатеЭДС, приходящаяся на один виток, повышается примерно в 200 раз по сравнению сиспытаниями при 50Гц. Для обнаружения замыкания между витками катушкииспользуют П-образный контрольный сердечник с намотанной на нём многовитковойизмерительной катушкой. Выводы катушки соединяются с вольтметром. Сердечникприкладывается к тем же зубцам на некотором расстоянии от первого, чтопозволяет избежать магнитной связи между ними.

Этотспособ применяется также для испытания полюсных многовитковых катушек. Методобнаруживает не только КЗ, но и ошибки в числе витков, шаге секций, схемесоединений, а также наличии двойного КЗ на землю.

II.Второй метод – метод «бегущей волны» — испытание на КЗ и других дефектовобмоток. При этом методе на вывод обмотки с помощью преобразователей и переключателейподаются импульсы высокого напряжения частотой 50Гц резких фронтов. При этомимеется возможность создания межвиткового напряжения 1-2кВ.

Дляобнаружения пробоя используется несколько методов. В основе одного из них лежитсравнение формы импульсов прошедших через какие-либо две обмотки пазо-секции. Спомощью переключателя импульсы подаются поочерёдно на концы обмоток. Выходыподсоединяются к электронному осциллографу. При появлении дефекта в одной изчастей форма импульсов меняется, а изображение на экране будет раздвоено.

Список литературы

ГольдбергО.Д. Испытания электрических машин. Учеб. для вузов по спец. «Электромеханика».– М.: Высш шк., 1990.

ГОСТ2582-81 Машины электрические вращающиеся тяговые. Общие технические условия.

ГОСТ10159-79 Методы испытаний машин постоянного тока.

еще рефераты
Еще работы по науке и технике