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

У двигателей с пристроенным машинным возбудителем при рас­ чете потерь на возбуждение должны учитываться и потери в воз­ будителе. В этом случае потери определяются из выражения

О - ы

Р, — Вт,

где т)в —к. п. д. возбудителя без механических потерь.

В синхронных двигателях добавочные потери короткого замы­ кания составляют значительную часть от общих потерь в машине (около 8—10%), а в высокоиспользованных машинах с увеличенной линейной нагрузкой могут быть и выше. При испытаниях синхрон­ ных двигателей в отличие от асинхронных машин добавочные по­ тери определяются опытным путем. У двигателей с машинным воз­ будителем методом тарированного двигателя снимается зависимость потерь короткого замыкания от тока статора. Суммарные потери в машине при токе к. з., равном номинальному току статора, равны:

дителем, потери определяются способом самоторможения на выбеге по методике ГОСТ 10169-68, при котором в зависимости от потерь в машине изменяется характер торможения двигателя, который опре­ деляется следующей зависимостью; 1>Р=Сп dn/dt, где С — постоян* ная самоторможения, зависящая от момента инерции ротора, равная

GD2/3 600, кг • м2.

Производятся три опыта свободного выбега ротора (с отклю­

в функции времени. Из полученных кривых находятся производные частоты вращения в точке с номинальной частотой вращения

303

определяются из опыта в режиме ненагруженного двигателя, то величина С может быть определена из опыта выбега (2) и использо­ вана для определения механических потерь из опыта (1) и потерь к. з. из опыта (3).

Добавочные потери определяются из

где /к — ток короткого замыкания при опыте, А.

Если ток /ц при опыте отличается от номинального, то доба­ вочные потери должны быть приведены к номинальному значению тока:

Я д о б = Я / Д О 0 (/н//к)2, Вт.

Глава двадцать пятая

ИСПЫТАНИЯ В ПРОЦЕССЕ МОНТАЖА

ИПУСКОНАЛАДОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

25-1. ИСПЫТАНИЯ В ПРОЦЕССЕ МОНТАЖА ДВИГАТЕЛЕЙ

Во время монтажа основные узлы двигателей под­ вергаются проверке с целью своевременного до полной сборки машин выявления неисправностей, которые мог­ ли возникнуть как при транспортировке, так и вследст­ вие неудовлетворительного хранения. После окончания монтажа производятся испытания двигателей, в процессе которых определяются их характеристики в пусковых режимах и при рабочей нагрузке, производится проверка

304

центнляцйи, нагрева активных частой, а также определя­ ются опытные данные, которые по той или иной причине не были получены па заводе-изготовителе. В ходе этих испытаний проверяется также правильность выполнен­ ного моптажа, выявляются возможные производствен­ ные дефекты и устраняются все замеченные неполадки.

После установки статора на фундаментные плиты и его выверки проверяется сопротивление изоляции всех трех фаз обмотки статора относительно корпуса маши­ ны и между собой мегомметром на 1000 В. При изме­ рении сопротивления изоляции очередной фазы две дру­ гие фазы должны замыкаться на корпус. Измерения же­ лательно производить мегомметром с электроприводом, поскольку обмотки крупных двигателей представляют собой относительно большую емкость, и требуется вра­ щать ручку мегомметра в течение большого времени (около минуты) до получения установившегося показа­ ния прибора.

Согласно требованиям ГОСТ 183-66 сопротивление изоляции при рабочей температуре обмотки должно быть не менее

где U — номинальное напряжение, В; S — номинальная мощность, МВ-А.

Сопротивление изоляции в большой мере зависит от ее состояния, в частности от степени увлажнения, и мо­ жет изменяться в широких пределах даже в однотипных машинах. Кроме того, оно зависит от температуры, уменьшаясь с повышением нагрева. Согласно ГОСТ 183-66 допустимое сопротивление изоляции удваивается на каждые 20 °С разности между рабочей температурой и температурой, при которой производилось измерение. С учетом этого для машин с номинальным напряжением 10 кВ установлена, например, следующая зависимость сопротивления изоляции обмоток от температуры:

При измерении сопротивления изоляции крупных ма­ шин определяют также коэффициент абсорбции Къ, рав­

ный отношению сопротивления изоляции г6о и г15, изме-

реннЫх по Истечение соответственно 60 и 15 с с момента приложения напряжения (Ki = rt0/rls).

Коэффициент абсорбции позволяет судить о степени увлажнения изоляции, при повышенном содержании вла­ ги в изоляции он снижается. Обмотка с микалентной изоляцией считается не увлажненной, если коэффициент абсорбции равен примерно 1,3. В случае хорошо выпол­ ненной и просушенной микалентной изоляции, а также у обмоток статоров с термореактивной изоляцией коэф­ фициент абсорбции имеет более высокие значения — до 1,5—2,0. Об исправном состоянии изоляции увлажненной обмотки судят но сопротивлениям всех фаз, которые должны быть примерно одинаковыми. После окончания монтажа двигателя производится повторный контроль изоляции обмотки статора. Необходимо при этом убе­ диться, что общее состояние изоляции за время мон­ тажа не ухудшилось.

В синхронных двигателях до установки ротора в ста­ тор проверяется сопротивление изоляции обмотки ротора относительно корпуса, а в двигателях о частотой враще­ ния 750—375 об/мин проверяется также отсутствие витковых замыканий в катушках обмотки. Сопротивление изоляции ротора измеряется мегомметром на 1000 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм.

Испытание катушек обмотки ротора на отсутствие витковых замыканий производится током промышленной частоты. По условиям техники безопасности это испыта­ ние производится при напряжении 220 )В, но не более 380 В. Испытательное напряжение с помощью специаль­ ных зажимов подается на выводы части последовательно соединенных катушек, число катушек выбирают из рас­ чета, чтобы на 1 виток приходилось 3—4 В. Затем изме­ ряется падение напряжения на каждой катушке. При отсутствии витковых замыканий измеренные напряжения получаются практически одинаковыми на всех катушках, за исключением крайних, к выводам которых подведено испытательное напряжение, поскольку магнитный поток в этих катушках получается ослабленным даже при от­ сутствии витковых замыканий. В случае же виткового замыкания размагничивающее действие тока в замкну­ том витке обусловливает ослабление магнитного потока этого полюса и значительное снижение напряжения на выводах соответствующей катушки. При этом происхо­ дит ослабление магнитного потока и в смежных полю­

306

сах, расположенных с обеих сторон дефектного полюса, напряжение на выводах этих катушек будет несколько меньше нормального. Последнее обстоятельство необхо­ димо учитывать при определении дефектных катушек.

Отсутствие витковых замыканий может также прове­ ряться путем подведения напряжения промышленной ча­ стоты к выводам каждой катушки и измерения тока, протекающего в катушке. При отсутствии витковых за­ мыканий токи в катушках при одной и той же величине напряжения должны быть одинаковыми, допустимое от­ клонение 3—'5%. В случае обнаружения виткового за­ мыкания место замыкания находят с помощью милли­ вольтметра, измеряя напряжение между соседними вит­ ками по всей высоте катушки и затем по контуру замк­ нутого витка. ,В месте замыкания напряжение близко к нулю. Витковые замыкания возникают чаще всего на наружной поверхности катушек, вследствие забоин от случайного удара или в процессе зачистки катушек при изготовлении. В этих случаях место замыкания может быть обнаружено визуально. Устраняется замыкание шабровкой поверхности катушки в месте замыкания на глубину вмятины или установкой тонкой изоляционной прокладки между витками. После устранения виткового замыкания испытания повторяются. В крупных многопо­ люсных двигателях, имеющих частоту вращения от 375 об/мин и ниже, обмотка ротора выполняется с боль­ шим числом витков и наличие замыкания в одной из ее катушек практически не влияет на работу машины. По­ этому заводские инструкции допускают эксплуатацию двигателей, в которых имеются замыкания отдельных витков, обнаруженные в собранной машине.

При сборке узлов верхней и нижней крестовин дви­ гателей следует контролировать изоляцию подпятника, направляющих подшипников и приборов их теплового контроля, которые должны быть изолированы от корпу­ са машины для исключения подшипниковых токов. Кон­ троль сопротивления изоляции осуществляется мегом­ метром на 500 'В периодически но мере сборки узлов. Сопротивление изоляции вала собранной машины отно­ сительно корпуса контролируется до спаривания с насо­ сом. Отсутствие надлежащего контроля при сборке этих узлов может привести в последующем к необходимости их переборки, что связано с потерей средств и времени. Сопротивление изоляции должно быть не ниже 1 МОм.

Сопротивление изоляции заложенных в обмотку и сердечник статора термометров сопротивления, а также термометров в подшипниковых узлах в верхней и ниж­ ней крестовинах вместе с соединительными проводами следует измерять мегомметром на 250 В (не более 500 В).

Важным этапом испытаний окончательно собранного двигателя является испытание электрической прочности изоляции обмоток повышенным напряжением. Оно про­ водится после сушки обмоток одним из указанных ниже способов, а в ряде случаев без сушки, когда при нор­ мальных условиях хранения машины изоляция не под­ верглась увлажнению, а сопротивление изоляции и ко­ эффициент абсорбции не ниже допускаемых величин. Поскольку испытание изоляции является предпусковым, двигатель до испытания должен быть тщательно осмот­ рен, очищен и продут сжатым воздухом. Необходимо также путем предварительного осмотра убедиться в ис­ правном состоянии обмотки и ее лакового покрытия и от­ сутствии посторонних предметов.

Испытание производится в течение 1 мин синусои­ дальным напряжением 50 Гц. Испытательное напряже­ ние принимается равным 80% испытательного напряже­ ния обмотки статора готового двигателя на предприя- тин-изготовителе, указанного в гл. 24.

У крупных двигателей с разъемным статором уклад­ ка обмотки в местах разъемов производится при сборке на месте установки. Эти части обмотки до их соедине­ ния с остальной обмоткой, уложенной на заводе, испы­ тывают согласно заводским нормам, установленным для поочередного контроля в процессе производства, т. е. при напряжении двигателя £/„= 6000 В напряжением про­ мышленной частоты 17 500 В и при £/„=10 000 В напря­ жением 27 500 В. После окончательного соединения всей обмотки она испытывается напряжением по нормам, при­ веденным в табл. 24-3.

Требования к оборудованию, применяемому для ис­ пытания электрической прочности изоляции обмоток «а месте установки, а также порядок проведения испыта­ ний, остаются теми же, что и при заводских испытаниях. Подробно эти вопросы рассмотрены выше (§ 24-1).

Для испытания обмоток обычно применяется специ­ альный испытательный однофазный трансформатор с плавным регулированием подводимого к трансформа­ тору напряжения при помощи индукционного или авто­

308

трансформаторного регулятора. Поскольку испытуемая обмотка крупных двигателей обладает значительной ем­ костью, для исключения искажения формы кривой на­ пряжения, подводимого к обмотке, следует применять испытательный трансформатор и регулятор напряжения с малым насыщением. Номинальное напряжение у них должно быть па 20—30% выше линейного напряжения питающей сети.

С этой же целью трансформатор должен подклю­ чаться к линейному напряжению трехфазной системы, а не к фазному, где могут быть третья и другие гармо­ нические, искажающие форму напряжения.

Измерение испытательного напряжения должно про­ изводиться на стороне высокого напряжения, т. е. в це­ пи испытываемой обмотки, с подключением измеритель­ ных приборов через трансформатор напряжения.

При испытании двигателей мощностью 2000 кВт и выше параллельно испытываемой обмотке включается шаровой разрядник, защищающий обмотку от повыше­ ния испытательного напряжения, которое может быть вызвано как резонансными явлениями или сильным ис­ кажением формы кривой напряжения, так и неисправно­ стями испытательной схемы. Искровой промежуток раз­ рядника настраивается на напряжение, равное 110% испытательного.

Испытательное напряжение следует плавно подни­ мать ступенями начиная со значения, не превышающего

Полное испытательное напряжение выдерживают в тече­ ние 1 мин, затем его плавно снижают до 30% и отклю­ чают.

При мощности двигателей 1000 кВт и более прово­ дятся также испытания изоляции обмотки выпрямлен­ ным напряжением, эти испытания следует выполнять до испытания обмотки напряжением промышленной часто­ ты. Испытательное выпрямленное сглаженное напряже­ ние принимается равным

^В Ы П = 1>6£/и,

где Uи— величина испытательного напряжения промыш: ленной частоты.

Выпрямленное напряжение при испытаниях изменя­ ется пятью равными ступенями от 0,32 Ua до 1,6 Uu, при

309