Файл: Нейман, З. Б. Крупные вертикальные электродвигатели переменного тока.pdf

для двигателей с рабочим напряжением 6000 В находится обычно в пределах 200—300 В. Измерение тока производится с применением специально подобранных измерительных трансформаторов или безындуктивных шунтов, обеспечивающих необходимую точность измерения при малых частотах. Для расширения пределов измерения напряжения используются добавочные сопротивления. Опытные ха­ рактеристики короткого замыкания двигателя при частоте напряже­ ния питания, равной 5 Гц, представлены на рис. 24-4.

Из этих характеристик определяются напряжение и .потери при

Полученные значения тока Г к и потерь Р'к при частоте 5 Гц, тока h и потерь Ро—Рмех из опыта холостого хода позволяют произвести построение рабочего круга тока диаметром OD и определить опытные значения к. и. д., коэффициента мощности и скольжения при рабочем режиме. Построение круговой диаграммы производится согласно ГОСТ 7217-66.

Для определения максимального вращающего момента двига­ теля ММакс с учетом насыщения используются следующие данные опыта короткого замыкания при номинальной частоте фрис. 24-3):

/ к, равном ((2,5-ьЗ)/п.

По этим опытным данным вычисляются токи и потери, отнесен­ ные к номинальному напряжению:

Ток /к3 и потери Л <3 дают возможность найти точку окружности токов короткого замыкания (точку Кз) и построить круг е диаметром О Д , а ток /щ и потери Р,а найти точку Ki и построить круг с диа­

Диаметр круга О Д находится из соотношения

Параллельно линии моментов ОВ проводят линию, касательную к окружности диаметром О Д в точке S. Из точки О радиусом OS делают засечку на окружности диаметром OD в точке М, из которой опускается перпендикуляр на ось ОiX, до пересечения с линией мо­ ментов ОВ в точке Q. Проведя из этой точки прямую, параллельную

288

Потери в стали сердечника статора Рс и механические потери Рмех определяются из опыта холостого хода, как было рассмотрено выше.

мощности, передаваемой вращающимся полем статора на ротор, и скольжению:

равными 0,5% полезной мощности машины.

Общие потери двигателя определяются как сумма указанных

выше потерь 2Р = РС+ РМех+Рт+Рт+Ря, Вт.

Коэффициент полезного действия подсчитывается по формуле

71 Я„ +"SP 100' в/°-

Если потери в машине, полученные опытным путем, превышают расчетные, то ери анализе данных испытаний должны быть опреде­ лены причины и приняты меры по снижению потерь. В гл. 2 были рассмотрены причины электромагнитного характера, влияющие на увеличение потерь в асинхронном двигателе при неправильном выбо­ ре соотношения пазов статора и ротора, размеров шлицов пазов ро­ тора и др.

Испытание на нагревание асинхронных двигателей при отсут­ ствии нагрузочной машины ограничивается проведением режима хо­ лостого хода с измерением нагрева обмотки статора методом сопро­ тивления, сердечника статора по термопарам и заложенным термо­ метрам сопротивления и температуры охлаждающего воздуха. Пре­ вышение температуры воздуха над окружающим должно быть не более 10—12 °С, поскольку потери в машине при этом опыте значи­ тельно ниже, чем при работе с номинальной нагрузкой. Нагревы ма­ шины при работе с номинальной нагрузкой определяются при испы­ таниях на месте установки.

24-3. ИСПЫТАНИЯ СИНХРОННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ПРЕДПРИЯТИИ-ИЗГОТОВИТЕЛЕ

В отличие от горизонтальных машин вертикальные синхронные двигатели из-за сложности соединения их с приводной машиной и отсутствия специальных нагрузочных машин с вертикальным валом большой мощности, как правило, испытываются без них. Это отно­ сится к двигателям мощностью до 3200 кВт, которые выполняются

290

С отдельно стоящим возбудителей. Однако крупные двигатели мощ­ ностью выше 3200 кВт с частотой вращения 375 об/мин большей частью имеют пристроенные к валу машины возбудители, которые можно использовать в качестве приводного двигателя, что облегчает выполнение испытании в полном объеме.

Поскольку двигатели мощностью до 3200 кВт выполняются на рабочее напряжение 6000 В, а более крупные машины чаще всего на напряжение 10 000 В, на заводском стенде имеются источники тока достаточной мощности на оба напряжения. Возможно также испы­ тание машин напряжением 10 000 В на стенде, где имеется только источник энергии с напряжением 6000 В, при пересоединешш обмот­ ки статора в треугольник.

Типовые испытания синхронных двигателей производятся в со­ ответствии с ГОСТ 183-66 и выполняются по следующей программе:

с) испытание изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками на электрическую прочность;

и) определение номинального тока возбуждения, номинального изменения напряжения и регулировочной характеристики;

к) испытание на кратковременную перегрузку по току; л) определение к. п. д. машины; м) испытание на нагревание;

н) испытание механической прочности при ударном токе корот­ кого замыкания. Для синхронных машин каждой серии данного пред­ приятия это испытание проводят для машин с наибольшим полюсным делением;

о) определение коэффициента искажения синусоидальности кри­ вой напряжения;

п) опытное определение индуктивных сопротивлений и постоян­ ных времени обмоток;

р) определение начального пускового вращающего момента и начального пускового тока;

с) ' измерение вибрации.

Машинные возбудители двигателей должны испытываться по программе ГОСТ 183-66 п. 2.2.

В объем контрольных испытаний синхронных двигателей входят только первые семь пунктов. Испытания двигателей производятся по методике, определенной ГОСТ 11828-66, ГОСТ 10169-68, а машинных возбудителей по ГОСТ 10159-69.

При рассмотрении вопросов испытания вертикальных синхронных двигателей ниже для иллюстрации используются опытные данные ти­ повых испытаний вертикального синхронного двигателя 3 200 кВт, 11 000 В, 300 об/мин.

291

Испытания по первым пятй Пунктам Программы практически мало отличаются от испытаний асинхронных двигателей, рассмотрен­ ных выше. Испытания на электрическую прочность изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками проводятся после окончания испытаний машины по нормам, приведенным в табл. 24-2

и 24-3.

Испытание при повышенной частоте вращения синхронных двитателей мощностью до 3 200 кВт производится дои частоте враще­ ния, равной 1,3п„. Более крупные двигатели по условиям работы водовода после отключения двигателя от сети кратковременно вра­ щаются с большей частотой вращения (1,5-н 1,65)пн, и испытание их должно производиться при частоте вращения, указанной в техниче­ ских условиях. До и после .проведения испытания измеряют вибра­ цию машины, и если она резко возрастает, то следует произвести ревизию ротора, проверив крепление полюсов, вентиляторов, пуско­ вой обмотки, п выявить причину повышенной вибрации.

Опыт холостого хода проводится либо в генераторном режиме (для двигателей с пристроенным возбудителем), либо в двигатель­ ном (для машин без пристроенного возбудителя). В первом случае двигатель приводится во вращение возбудителем до синхронной скорости и возбуждение двигателя осуществляют от постороннего источника питания. Так как начальный момент трогания у верти­ кальных машин значительно больше, чем у горизонтальных машин, из-за относительно большого трения в подпятнике, а номинальная мощность возбудителя не превышает 2—3% мощности двигателя, то перед пуском после длительной стоянки двигателя следует про­ изводить подъем ротора или поворот его с помощью крана на 2—3 оборота. Возбуждение возбудителя увеличивают до максимально возможной величины, затем после трогания ротора с места ток возбуждения снижают. При использовании возбудителя в качестве приводного двигателя необходимо либо исключить сериесную обмот­ ку возбуждения, либо изменить ее полярность, чтобы исключить раз­ магничивающее действие ее на поток главных полюсов при больших значениях тока якоря.

Характеристику холостого хода (рис. 24-7) снимают, начиная с максимального напряжения, соответствующего возбуждению при номинальной нагрузке двигателя, но не ниже \ , W K, равномерно сни­ жая ток возбуждения. При уменьшении тока возбуждения до нуля измеряют остаточное напряжение двигателя. Смещая снятую харак­ теристику холостого хода вдоль оси абсцисс на величину А/„, полу­ чают характеристику, проходящую через начало координат. При верхнем пределе напряжения, равном указанному выше значению, одновременно производится испытание витковой изоляции обмотки статора в течение 5 мин. При определении характеристики холостого хода в генераторном режиме производится проверка симметричности напряжения между фазами при номинальном напряжении. Указан­ ная проверка производится для определения симметрии всех фаз обмотки статора и отсутствия каких-либо погрешностей в ее сборке. Отклонение измерений линейных напряжений не должно превышать I % средней величины.

При работе двигателя в генераторном режиме и холостом ходе целесообразно определить коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения в машине при помощи прибора-измерителя ли­ нейных искажений напряжения С6-1. Коэффициент искажения сину­ соидальности кривой напряжения не должен превышать 5%.

292