Содержание отчета.
Название и цель проведения лабораторной работы.
Схема проведения измерений и ее описание.
Результаты измерений.
Выводы.
Контрольные вопросы.
Какие аппараты применяют для защиты осветительной сети.
Какие виды расцепителей автоматических выключателей существуют. Каково их назначение.
Опишите принцип действия электромагнитного расцепителя.
Опишите принцип действия теплового расцепителя.
Каковы условия выбора аппаратов защиты осветительной сети.
Каков принцип работы люминесцентной лампы.
Каковы преимущества люминесцентных ламп.
Какие существуют схемы включения люминесцентных ламп.
Лабораторная работа №7
Определение и устранение неисправностей автоматизированных электроприводов
Цель работы: 1) изучить методику поиска и устранения неисправностей автоматизированных электроприводов;
Приборы и инструмент: лабораторный стенд НТЦ-15, отвертка, тестер.
Краткие теоретические сведения
При эксплуатации электроприводов могут возникнуть различные неисправности от простых очевидных неполадок до сложных, требующих значительных временных затрат на поиск повреждений, которые следует устранять.
При ремонте сетей электропитания, замене распределительных щитов, замене кабелей и пр. возможно подключение привода на неверное чередование фаз, следовательно, двигатель будет вращаться в другую сторону, что в некоторых механизмах может привести к выходу оборудованию из строя. Для устранения этого в наиболее удобном и безопасном для этого месте необходимо поменять любые две фазы местами.
Если при включении двигатель начинает вращается, но гудит, не набирает оборотов и греется, то причинами могут быть: обрыв в цепи статора (чаще обрыв фазы возникает из-за срабатывания предохранителей, реже из-за неисправности выключателя, а также обрыва в обмотке статора. При обрыве фазы в двух других фазовых обмотках резко увеличивается ток в 1,7 раза, что и вызывает нагрев двигателя); обрыв или слабый контакт в цепи ротора (нарушение контакта стержней с торцевыми кольцами в обмотке ротора – для двигателя с кз-ротором); а также тривиальное заедание в рабочем механизме или механическое повреждение в двигателе; неправильное соединение концов обмоток после ремонта – одна фаза перевернута.
Если при пуске двигателя срабатывает максимальная защита или защита от перегрузки (тепловая), то причиной может оказаться неверно выбранный аппарат защиты или замыкание в цепи питания двигателя, равно как неисправность самого двигателя, как механическая так и электрический пробой изоляции в результате перегрева от перегрузок. Повторное включение автоматического выключателя после его срабатывания при пуске двигателя производят только после тщательной проверки исправности двигателя.
При возникновении неисправностей в автоматическом цикле работы привода поиск неисправности можно провести при отключенном двигателе, оставив включенными цепи управления. Следует промоделировать работу механизма путем нажатия концевых выключателей, командных кнопок и др. и по-этапно контролировать состояние аппаратов цепей управления. Как только обнаружится отклонение от цикла (см. принципиальную схему и циклограмму работы), то в нерабочей цепочке при отключенном питании следует прозвонить всю ветвь от начала до конца, либо при поданном напряжении на сбойном участке вольтметром определить место обрыва цепи. Поиск таких неисправностей следует производить лишь после тщательного изучения циклограммы работы привода в составе оборудования и полной ясности очередности работы аппаратов. Для четкой ориентации в работе электрической схемы полезно составить таблицу состояний всех аппаратов цепи управления на каждом этапе циклограммы. При проверке цепей под напряжением следует соблюдать особую осторожность во избежание поражения электрическим током.
Порядок проведения работы.
По заданию преподавателя разрабатывается принципиальная схема автоматизированного электропривода. На рисунке 7.1 представлен пример принципиальной схемы реверсивного автоматизированного электропривода.
На основе разработанной принципиальной схемы разрабатывается монтажная схема. На рисунке 7.2 представлена монтажная схема для принципиальной схемы изображенной на рисунке 7.1.
При отключенном питании стенда проверить схему с помощью тестера. Прозвонить сначала силовые цепи: сами цепочки по потенциальным точкам и на предмет КЗ между фазами, фазой и нейтралью. Затем проверить цепи управления (как при ненажатых кнопках, так и при нажатии кнопки). После проверки преподавателем подключить стенд к сети и включить автомат QF1. Опробовать работу схемы: сначала «пуск» кнопочным постом SB1(включится пускатель КМ1), затем «стоп».
Рис. 7.1. Принципиальная схема
.
Рис.7.2. Монтажная схема.
Далее включить пускатель КМ2 кнопочным постом SB2 и вновь «стоп». Далее проверить работу блокировки реверса находу: при включенном пускателе КМ1 нажать черную кнопку кнопочного поста SB2(изменений не должно быть). Преподавателем вводятся ошибки в схему управления (обрыв в цепи блок-контакта магнитного пускателя, обрыв в цепи питания схемы управления и т.д.) и предлагается учащимся отыскать и устранить их. Исследуется работа схемы и электропривода в целом при указанных неисправностях. Изучаются методы устранения данных неисправностей. По результатам опыта составить таблицу основных неисправностей и методов их проверки и устранения.
Содержание отчета.
Название и цель проведения лабораторной работы.
Принципиальная схема автоматизированного электропривода.
Монтажная схема автоматизированного электропривода и результаты ее проверки.
Выводы.
Контрольные вопросы.
Какие наиболее частые неисправности встречаются в автоматизированных электроприводах.
Какие существуют виды элементной базы для схем автоматики.
В чем заключается методика проверки исправности схемы автоматизированного электропривода?
Лабораторная работа №8
Испытание электродвигателя переменного тока
после ремонта
Цель работы: 1) ознакомиться с устройством асинхронного электродвигателя с кз-ротором;
2) изучить методику испытания электродвигателя после ремонта;
Приборы и инструмент: лабораторный стенд нтц-15, отвертка, кусачики, тестер.
Краткие теоретические сведения
В промышленности асинхронные электродвигатели с кз-ротором получили наибольшее распространение. Их преимущества состоят в простоте изготовления и эксплуатации, а также большей, чем у двигателей постоянного тока надежности за счет отсутствия коллектора и низкой стоимости.
Двигатель состоит из статора – неподвижной части и ротора – вращающейся части. Статор представляет собой полый цилиндр, набранный из стальных пластин, имеющих вид кольца и изолированных друг от друга. Они образуют неподвижную часть магнитопровода. Пластины стягиваются болтами. Выполнение магнитопровода из отдельных пластин уменьшает потери мощности в стали, вызываемые вихревыми токами. Стальной сердечник магнитопровода статора закрепляется в стальном или алюминиевом корпусе, охватывающем его со всех сторон. С торцов сердечник магнитопровода закрывается крышками, в которых имеются места для установки подшипников. В пазы на внутренней стороне магнитопровода закладывается обмотка статора, которая у трехфазных двигателей состоит из трех по числу фаз обмоток, смещенных по окружности статора друг относительно друга на 120 градусов. Начала и концы фаз выводят наружу в клеммную коробку. По схеме соединения обмоток статора двигатели выпускаются в исполнении «звезда» (Y) и «звезда/треугольник» (Y/Δ). Схема (Y/Δ) позволяет использовать двигатель в сетях с различными напряжениями либо применять в схемах ступенчатого пуска с переключением схемы соединения обмоток (при этом отпадает необходимость в использовании реакторов. На паспортной пластинке, укрепленной на корпусе двигателя, указывают два номинальных линейных напряжения, различающиеся в 1,73 раза. Если номианальное линейное напряжение сети равно большему напряжению на пластинке, то обмотку статора включают в «звезду», если меньшему – в «треугольник».
Ротор асинхронного двигателя также набирают из стальных штампованных листов в форме диска. Насаженные на вал, они образуют ротор, имеющий форму цилиндра. По окружности диска размещены пазы, в которые закладываю обмотку. Короткозамкнутая обмотка образуется неизолированными алюминиевыми стержнями, помещенными в пазы ротора. По торцам стержни соединяются кольцами. Получается обмотка, не имеющая никаких выводов.
Простота конструкции и отсутствие скользящего электрического контакта, как у двигателей постоянного тока, значительно упрощает обслуживание и ремонт асинхронных двигателей с кз-ротором. Внимания требуют лишь осмотр состояния клемм подключения двигателя (из-за окислов контакт ухудшается и может приводить к нагреву клеммы и даже расплавлению изоляции питающих проводов, что в свою очередь может вызвать замыкание на корпус двигателя) и состоянию подшипников (при длительной эксплуатации необходима замена смазки), а также обязательное измерение сопротивления изоляции между фазами (для двигателей со схемой «звезда/треугольник») и фазой и корпусом. Изоляция обмоток электрических машин и проводов относительно легко подвергается изменениям под влиянием температуры, влажности, загрязнения и т.д. Происходит старение изоляции, что отрицательно влияет на ее качество, электрическую прочность. По этой причине контроль за ее качеством должен быть периодическим.
Согласно ПУЭ измерение сопротивления изоляции силовых и осветительных электроустановок, работающих при номинальном напряжении 127-660В, производят мегометром с напряжением 1000В. Допустимые нормы сопротивления изоляции для электрических машин, проводов и кабелей указывают в технических условиях или ГОСТах. Для электрических машин напряжением до 1000В сопротивление изоляции обмоток должно составлять не более 0,5 Мом. Двигатели, имеющие пониженное сопротивление изоляции подвергают сушке горячим воздухом или путем электрического подогрева обмоток.
Проверка соответствия параметров двигателя после ремонта проводится на опыте холостого хода.
Порядок проведения работы.
В данной работе исследуется асинхронный электродвигатель переменного тока М1 (см. электрическую схему рис. 8.1) . При выключенном стенде с помощью измерительных приборов производится замер сопротивлений обмоток статора электродвигателя (тестером) и сопротивлений изоляции измеряется мегометром или при его отсутствии с помощью тестера и сравнивается с требуемыми.
Рис.8.1. Электрическая принципиальная схема.
Для проверки параметров работы на холостом ходу смонтировать схему управления двигателем по рис.8.2.
Проверить правильность монтажа при помощи тестера. После проверки схемы преподавателем запитать стенд от сети и подать в схему напряжение (поочередно включить сетевой выключатель стенда, затем автомат QF1). Проверить работу схемы. Нажатием черной кнопки кнопочного поста SB1 запустить двигатель. Замерить ток двигателя и его скорость. Останов двигателя производится нажатием красной кнопки поста SB1. Записать показания приборов.
Эти значения должны соответствовать паспортным значениям.
Рис.8.2. Монтажная схема.
Содержание отчета.
Название и цель проведения лабораторной работы.
Схема проведения измерений и ее описание.
Результаты измерений.
Выводы.
Контрольные вопросы.
Каков принцип работы двигателя переменного тока.
В чем преимущества двигателей переменного тока по сравнению с двигателями постоянного тока.
Каково основное отличие характеристик двигателей переменного тока от двигателей постоянного тока.
Лабораторная работа №9
Испытание электродвигателя постоянного тока после ремонта
Цель работы: 1) изучить методику испытания электродвигателя после ремонта;
Приборы и инструмент: лабораторный стенд НТЦ-15 отвертка, кусачики, тестер.
Краткие теоретические сведения
Электродвигатель постоянного тока с независимым и параллельным возбуждением широко применяют в промышленности, транспортных, крановых и других установках для привода механизмов, где требуется широкое плавное регулирование частоты вращения. Одна и таже электрическая машина может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Это свойство электрической машины называют обратимостью.
Обмотка якоря электродвигателя (выводы Я1 и Я2 на стенде) имеет малое сопротивление, и если подать напряжение на нее без подключения обмотки возбуждения (выводы М1 и М2 на стенде), то произойдет короткое замыкание. Прямой пуск двигателя вызывает резкий бросок тока и следовательно резкий рывок вала, что неблагоприятно воздействует на рабочие механизмы. Поэтому при пуске электродвигателей обычно применяют либо плавный пуск (в регулируемых приводах плавно увеличивается напряжение) либо ступенчатый (в цепи якоря с выдержками времени шунтируются добавочные резисторы).
В процессе эксплуатации электродвигателя постоянного тока его узлы изнашиваются и требуют периодического обслуживания и ремонта. Двигатели постоянного тока имеют коллектор, на котором происходит коммутация секций обмоток якоря под напряжением, что вызывает искрение при переходе щетки на соседнюю ламель. Работа в таких условиях вызывает быстрый износ щеток и поверхности ламелей коллектора. Поэтому периодически необходимо производить осмотр коллектора и проверку состояния щеток. Изношенные и поврежденные щетки необходимо немедленно менять, а загрязнение коллектора угольным налетом от щеток может стать причиной роста тока потребления двигателем и следовательно скорейшему износу коллектора. Немаловажное значение имеет и состояние механических узлов двигателя: целостность подшипников, наличие и своевременная замена в них смазки, а также чистота и отсутствие окислов на зажимах выводов двигателя и подводимых к нему проводов.
Обязательна и проверка сопротивления изоляции двигателя во избежание поражения электрическим током обслуживающего персонала. Изоляция обмоток электрических машин и проводов относительно легко подвергается изменениям под влиянием температуры, влажности, загрязнения и т.д. Происходит старение изоляции, что отрицательно влияет на ее качество, электрическую прочность. По этой причине контроль за ее качеством должен быть периодическим.
Согласно ПУЭ измерение сопротивления изоляции силовых и осветительных электроустановок, работающих при номинальном напряжении 127-660В, производят мегометром с напряжением 1000В. Допустимые нормы сопротивления изоляции для электрических машин, проводов и кабелей указывают в технических условиях или ГОСТах. Для электрических машин напряжением до 1000В сопротивление изоляции обмоток должно составлять не более 0,5 Мом. Сопротивление изоляции обмоток измеряют между отдельными обмотками, а также между каждой обмоткой и корпусом электрической машины.
Поэтому после ремонта двигатель подвергают тщательному осмотру и проверке по всем этим пунктам.
Порядок проведения работы.
В данной работе исследуется электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением. Для этого при выключенном стенде с помощью измерительных приборов производится замер сопротивлений обмоток якоря и возбуждения и сопротивление изоляции этих обмоток. Измерения проводятся с помощью тестера (или мегометра при его наличии в лаборатории).
Для проверки рабочих параметров двигателя собирается схема рис. 9.1.
Рис. 9.1. Электрическая принципиальная схема.
Схема монтируется по монтажной схеме рис.9.2. Проверить правильность монтажа при помощи тестера. Подготовить стенд к работе от сети: вывести регулятор ЛАТРа в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению, убедиться, что остальные аппараты, неиспользуемые в работе не попадут под напряжение при включении стенда.
После проверки схемы преподавателем запитать стенд от сети и подать в схему напряжение. Затем плавно увеличить выходное напряжение регулируемого источника постоянного напряжения с помощью ЛАТРа до номинальной величины (см.табличку) на двигателе ( 110В).
Рис.9.2. Монтажная схема.
При номинальном значении питающего напряжения контролируется потребляемый ток и скорость вращения вала электродвигателя. Эти значения сравниваются с паспортными данными электродвигателя.
Содержание отчета.
Название и цель проведения лабораторной работы.
Схема проведения измерений и ее описание.
Результаты измерений.
Выводы.
Контрольные вопросы.
Каков принцип работы двигателя постоянного тока.
Каково их основное применение.
Каков их основной недостаток.
Лабораторная работа №10
Испытание силовых трансформаторов после ремонта
Цель работы: 1) изучить назначение и устройство трансформатора;
2) изучить методику испытания трансформатора.
Приборы и инструмент: лабораторный стенд НТЦ-15, отвертка, тестер.
Краткие теоретические сведения.
Трансформатор – это устройство, имеющее две или более индуктивно-связанных обмоток и предназначенных для преобразования посредством электромагнитной индукции одной системы переменного тока в другую (с другим значением номинального напряжения). Область применения трансформаторов очень широка, чем и объясняется их конструктивное разнообразие и большой диапазон мощностей.
Трансформатор состоит из магнитопровода, на котором размещен каркас, с навитыми на него обмотками (две и более). Обмотка на которую подают напряжение питания называется первичной. Остальные обмотки, с которых снимается преобразованное напряжение называются вторичными.
Магнитопровод трансформаторов изготавливается из стальных листов, изолированнных друг от друга лаковой изоляцией или окисдыми пленками. Это позволяет понизить потери мощности от вихревых токов, вызывающих нагрев магнитопровода.
По конфигурации магнитопровода трансформаторы подразделяют на стержневые и броневые. В стержневых трансформаторах обмотки размещены на стержнях магнитопровода и охватывают его. В броневых трансформаторах магнитопровод охватывает обмотки, как бы «бронирует» их. Горизонтальные части магнитопровода, не охваченные обмотками, называют нижним и верхним ярмом.
Трасформаторы большой и средней мощности обычно изготавливают стержневыми, так как они проще по конструкции , имеют лучшие условия охлаждения обмоток, что особенно важно в мощных трансформаторах, имеющих большие габариты.
Броневые магнитопроводы используются в маломощных трансформаторах.
Первичную обмотку располагают как можно ближе к магнитопроводу для повышения его к.п.д., а вторичные обмотки через изоляционную пропитанную бумагу (для исключения вероятности электрического контакта первичной обмотки со вторичными цепями) вплотную к первичной для улучшения магнитной связи между ними.
По способу охлаждения трансформаторы делятся на сухие и масляные. Сухие трансформаторы имеют естественное воздушное охлаждение, которое может быть использовано только для трансформаторов малой мощности. При увеличении мощности увеличивается интенсивность тепловыделения и нагрев обмоток. Чтобы обеспечить допустимую для изоляции температуру нагрева, применяют более интенсивные способы отвода тепла. Для этого магнитопровод с обмотками помещают в специальный бак, заполненный трансформаторным маслом. Масло является одновременно и изолятором и теплоносителем, т.е. изолирующей и охлаждающей средой. Интенсивность охлаждения обеспечивается за счет большей по сравнению с воздухом теплопроводности. Это пример естественного масляного охлаждения. В трансформаторах большой мощности масло принудительно охлаждают. Такие системы называют принудительным масляным охлаждением. Для масляных трансформаторов характерно применение расширителей (они обеспечивают отвод излишков масла в свободную полость, ограничивающую его взаимодействие с влажным атмосферным воздухом), вызванное зависимостью объема масла от температуры т.е. от величины нагрузки трансформатора.
В процессе эксплуатации трансформаторов они требуют периодического обслуживания. Для сухих трансформаторов ввиду простоты их конструкции обслуживание заключается в удалении пыли с клеммных колодок и проверке состояния контактов. Обязательным является проверка сопротивления изоляции обмоток между ними и каждой обмоткой и корпусом, так как изоляция обмоток трансформаторов относительно легко подвергается изменениям под влиянием температуры, влажности, загрязнения и т.д. Происходит старение изоляции, что отрицательно влияет на ее качество, электрическую прочность. По этой причине контроль за ее качеством должен быть периодическим.
Согласно ПУЭ измерение сопротивления изоляции силовых и осветительных электроустановок, работающих при номинальном напряжении 127-660В, производят мегометром с напряжением 1000В. Допустимые нормы сопротивления изоляции трансформаторов указывают в технических условиях или ГОСТах. Для электрических машин напряжением до 1000В сопротивление изоляции обмоток должно составлять не более 0,5 Мом. Сопротивление изоляции обмоток измеряют между отдельными обмотками, а также между каждой обмоткой и корпусом электрической машины.
Трансформаторы прошедшие ремонт должны быть подвергнуты тщательной проверке на сопротивление изоляции и соответствие паспортным данным. Замер сопротивления изоляции проводится при отключенных первичных и вторичных цепях, а проверка рабочих параметров исследуется в опытах холостого хода и при работе под нагрузкой. Отклонения от паспортных значений не должны быть значительными.