150141 (Використання трифазного асинхронного двигуна в мережах однофазного струму)

Тема: Використання трифазного асинхронного двигуна в мережах однофазного струму

ЗМІСТ

Розділ I. Будова і принцип дії асинхронного двигуна

Розділ IІ. Апаратура управління і захисту електроприводу

Розділ IІІ. Схеми включення трифазних асинхронних електродвигунів в однофазну мережу за допомогою конденсаторів

Розділ IV. Схеми включення трифазних асинхронних електродвигунів в однофазну мережу за допомогою активних опорів

Розділ V . Експлуатація електродвигунів

Розділ VІ. Догляд за електродвигуном

Список використаної літератури

Розділ I. Будова і принцип дії асинхронного двигуна

Основними частинами асинхронного двигуна (рис.1.1.) є нерухомий статор і обертовий ротор, які розділені повітряним зазором. Статор складається із станини (або корпуса) з лапами; стального осердя із штампованих, ізольованих один від одного, листів електротехнічної сталі з пазами для укладання обмотки статора; обмотки статора, виготовленої з ізольованого мідного дроту, й укладеного в пази осердя. Обмотка призначена для утворення обертового магнітного поля.

Рис. 1.1 Асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором:

1, 9, 17 — болти, 2 я 23 — шпонки, 3 — вал ротора, 4 и 22 — роликовий і кульковий підшипники, 5,6 — зовнішня и внутрішня кришки підшипника, 7 — стопорне кільце, 8, 21 — підшипникові щити 10 — станина, 11 — статорна обмотка, 12 — осердя статора, 13 — гвинти кріплення осердя до станини, 14 — осердя ротора, 15 — замикаюче кільце, 16 — лопать вентилятора, 18 и 20 вентилятори, 19 — кожух вентилятора

Найпростішим елементом обмотки є виток (рис. 1.2, а). Декілька з'єднаних між собою витків, які містяться у двох пазах і мають спільну ізоляцію паза утворюють секцію (рис. 1.2, б).

Рис. 1.2. Елементи обмоток статора:

а - виток, б — секція.

Сукупність секцій, які належать до однієї фази, називається фазною обмоткою. Виводи фаз обмотки прийнято позначати: С1, С2, С3 — початки і С4, С5, С6 — кінці відповідно першої, другої і третьої фаз. Окремі фази обмотки статора можуть з'єднуватися зіркою або трикутником. На рис. 1.3 наведено схеми з'єднання фаз обмотки статора і відповідні цим з'єднанням перемикання на щитку машини.

Рис. 1.3. Схеми з'єднання фаз обмотки статора

а — зіркою; б — трикутником.

Ротор асинхронного двигуна (рис. 1.4.) складається з таких частин: стального циліндра, складеного із штампованих, ізольованих один від одного, листів електротехнічної сталі; вала ротора, на якому закріплено стальний циліндр ротора, підшипників, вентилятора. Залежно від типу обмотки ротори поділяються на короткозамкнені та фазні. У пази короткозамкнених роторів укладено стержні із струмопровідного матеріалу, які з торців замикаються кільцями, утворюючи так зване біляче колесо. У пази фазного ротора укладено провідники секцій трифазної обмотки, які з'єднують зіркою.

Трифазний струм, що проходить через обмотку статора асинхронного двигуна, створює обертове магнітне поле, яке перетинає провідники обмотки ротора, індукує в них є. р. с. У провідниках замкненої обмотки протікають струми і₂. При взаємодії цих струмів та обертового магнітного поля виникають електромагнітні сили, які за правилом лівої руки спрямовані в бік обертання поля статора. Ротор починає рухатися в бік руху магнітного поля. Швидкість обертання ротора менша за швидкість обертання магнітного поля. Це можна пояснити так: якщо б ротор обертався із швидкістю поля, то через відсутність відносного руху провідників об
мотки ротора та обертового магнітного поля останнє не перетинало б провідників обмотки ротора, у них не індукувалися б е. р. с і небуло б струмів, а це означає, що електромагнітний момент дорівнював би нулю. Отже, обертове магнітне поле і ротор асинхронного двигуна принципово обертаються з різними швидкостями — асинхронно, що і визначило назву машини.

Рис. 1.4. Ротор асинхронного двигуна:

а — обмотка короткозамкненого ротора;

б — схематичне зображення обмоток фазного ротора.

Розділ IІ. Апаратура управління і захисту електроприводу

Для захисту електричних ланцюгів від коротких замикань і струмових перевантажень застосовують натискні вібростійкі пускачі, плавкі запобіжники теплові реле і автоматичні вимикачі.

Рис. 2.1. Натискний пускач серії ПНВ:

1 - нерухомі контакти; 2 - рухомі мостикові контакти; 3 - защелка; 4 - корпус; 5 - кнопка «Пуск»; 6 - кнопка «Стоп»

Малогабаритні натискні вібростійкі пускачі серії ПНВ першої величини призначені для ручного управління однофазними і трифазними електродвигунами невеликої потужності (до 4,5 квт при 220 В), а також нагрівальними та іншими струмоприймачами.

Основними елементами натискних пускачів являються прямоходна контактна система і кнопковий привід з клямкою, що фіксує положення «Включено» і «Відключено» (Рис. 2.1.).

Натискний пускач зібраний на пластмасовій основі, до якого кріпляться нерухомі контакти з вивідними затисками для приєднання проводів. Рухомі контакти мостикового типу кріпляться до пластмасової рейки, хід якої у відключеному положенні обмежується упором у верхню частину корпусу, а у включеному положенні - в основу.

При натисненні на кнопку «пуск» рейка з трьома мостиковими контактами переміщається уздовж тих, що направляють, укріплених в основі пускача, до замикання з нерухомими контактами. При цьому клямка під дією пружини повертається і замикає рейку у включеному положенні. При натисненні на кнопку «стоп» клямка відводиться, звільняючи рейку, яка під дією пружин миттєво повертається в початкове положення (Рис.2.2, а).

Рис. 2. 2. Схеми включення асинхронних двигунів з допомогою натискних пускачів

а - трифазного; б – однофазного

У пускачах серії ПНВС, призначених для управління однофазними двигунами, середній мостиковий контакт замикається лише при натиснутій кнопці і не фіксується в замкнутому положенні. При повертанні кнопки «пуск» в початкове положення (після натиснення) він розмикається і відключає пускову обмотку однофазного електродвигуна (Рис. 2. 2 б).

Натискні пускачі виготовляються трьох виконань: відкритого, захищеного в пластмасовому кожусі і пилозахищеному в металевій оболонці, що складається з корпусу і кришки, що кріпиться до нього двома гвинтами. У корпусі є два отвори діаметром 14 мм для введення в пускач проводів. Усередині корпусу є пластмасовий притиск для їх закріплення. Із зовнішнього боку корпусу є затиск для заземлення.

У задній стінці корпусу є два отвори для кріплення пускача до опорної підстави гвинтами або шурупами. Для кріплення корпусу кришка пускача знімається. Пускач кріпиться у вертикальному положенні, ввідними отворами вниз. Відхилення від вертикального положення (у разі потреби) допускается до 10°.

Запобіжники

Для захисту силових електропроводок і електричних двигунів середньої потужності від струмів короткого замикання застосовують розбірні (НПР) і нерозбірні (НПН) насипні, а також трубчасті генеруючі запобіжники типу ПР2.

Насипні запобіжники з фарфоровим корпусом з тонким мідним дротом усередині, заповнений сухим кварцовим піском, який при перегорянні плавкої вставки сприяє гасінню дуги. Вони виготовляються шести розмірів на 16; 63; 100; 250; 400 і 630 А.

Для захисту ланцюгів управління і електродвигунів малих потужностей при коротких замиканнях можуть застосовуватись різьбові запобіжники.

Запобіжник - це апарат, призначений для захисту електричних ланцюгів при непередбачених збільшеннях струмового навантаження за рахунок розплавлення плавкої вставки, що калібрується, забезпечуючи розриви ланцюгів.

Найбільш частими пошкодженнями запобіжника є: оплавлення болтів і затисків унаслідок їх перегріву, руйнування, тріщини або поява нагару ізоляційної плити і перегоряння плавких вставок.

Контактні ножі і губки іноді мають сліди розплавленого металу, нагару, підгоряння, нещільне прилягання. Усунення цих дефектів досягається тими ж способами, що і у рубильників.

Потрібно стежити, щоб плавка вставка підбиралася у відповідності з навантаженням і номінальним струмом запобіжника (по довідниках). При струмі, що перевищує номінальний струм плавкої вставки на 25-30 %, остання розплавляється і відключає пошкоджену ділянку ланцюга. У трубчастих запобіжників ПН-2 (Рис. 2. 3, а) фарфоровий патрон, що має сколи або тріщини, замінюють новим. При перегоранні плавкої каліброваної вставки, її замінюють таким чином: відкручують два гвинти, що кріплять контактну шайбу струмопровідного елементу однієї з кришок 2 патрони 4, відкручують чотири гвинта, що кріплять кришку до корпусу, і знімають кришку разом з азбестовою прокладкою; висипають з патрона кварцевий пісок 8, відкручують два гвинти, що кріплять другу контактну шайбу, і видаляють її з патрона. Внутрішню поверхню фарфорового патрона очищають і встановлюють нову плавку вставку. Пісок повинен бути свіжим. Використаний пісок можна залишити, якщо він не спікся і не відволожився. Контактну частину ремонтують аналогічно попереднім типам запобіжників.

При появі тріщин на фібровому патронові трубчастих запобіжників ПР-1 і ПР-2 (Рис. 2. 3, б, в) запобіжник замінюють новим.

Рис. 2. 3. Трубчасті запобіжники:

а - ПН з кварцовимнаповнювачем,б,в - ПР з патронами на струми 100 і 60 А;

1 - сталеві пружинячі кільця контактів, 2 - металеві кришки, 3 - гвинт,

4 - фарфоровий патрон, 5 - контактні ножі, 6 - плавкі вставки,

7 - контактні-болти, 8 - кварцевий пісок, 9 - олов'яна кулька (розчинник), 10- контактні стійки, 11 - ізоляційна плита, 12 - Т-образні виступи, 13 - фіброва трубка, 14 - латунні ковпачки, 15 – гвинт

Рис. 2.4. Вимикачі серії АП50

1 - основа; 2 - - нерухомий контакт; 3 - рухомий контакт; 4 - гнучке з'єднання; 5 - тепловий розчеплювач; 5 - електромагнітний розчеплювач; 7 - відключаюча рейка; 8 - дугогасильна камера; 9 - кришка

Вимикачі серії АП50 випускаються двух- і трьохполюсними на номінальний струм 50 А з електромагнітним (виконання М), тепловим (виконання Т) і електромагнітним і тепловим (виконання МТ) розчеплювачамі (рис. 2.4). Теплові розчеплювачі виготовляються на номінальні струми 1,6; 2,5; 4; 6,4; 10; 16; 25; 40 і 50 А.

Електромагнитні розчеплювачі вмонтовуються на передній стороні корпусу, а теплові - на задній і закриваются пластмасовою пластинкою. Вимикач, окрім основних, може мати 1 або 2 замикаючих і розмикаючих допоміжних контактів.

Вимикачі виготовляються в пластмасовому корпусі, але можуть поставлятися і в додатковому пилонепроникному кожусі, що складається з корпусу і кришки, відлитих з алюмінієвого сплаву. З умов монтажу кожухи виготовляють двох виконань. Кожух А має внизу штуцери для введення і виведення приєднуємих проводів. Виконання Б - універсальне; введення і виведення приєднуваних проводів можна через сальники знизу або зверху.

Однополюсні вимикачі типу А63 призначені для роботи в ланцюгах постійного струму напругою 110 В і ланцюгах змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц при температурі навколишнього середовища від - 40 до +40°С, відносній вологості середовища 90%. Вони виготовляються з електромагнітним розчеплювачем (виконання М) і електромагнітним розчеплювачем і гідравлічним сповільнювачем (виконання МІЛІГРАМА). Номинальний струм розчеплювачів 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25 А.

Вимикач встановлюється вертикально виводам нерухомих контактів вгору (нахил не більш 10°) і кріпиться двома гвинтами на панелі або за панеллю так, щоб рукоятка виходила на її лицьову сторону. Дроти в другому випадку приєднуються до вивідних затисків також за панеллю.

Рис.2.5. Кінематична схема теплового реле типу ТРН

1 - нагревач; 2 - біметалічна пластинка; 3 - температурний компенсатор; 4 - ексцентриковий регулятор; 5 - важіль; 6 - клямка механізму; 7 - кнопка ручного повернення; 8 - рухомий мостиковий контакт; 9 - нерухомий контакт