Файл: Шаповалов, Б. Т. Электрооборудование насосных станций учебное пособие.pdf

реактивную катушку. Как и в схеме реакторного пуска, здесь может быть осуществлен так называемый «тяжелый» и «легкий» пуск.

Стоимость автотрансформаторного пуска выше, чем реакторно­ го, так как автотрансформатор дороже реактора, и схема имеет на один выключатель больше, чем при реакторном пуске. Но наряду с этим автотрансформаторный пуск имеет ряд преимуществ:

1) возможность ограничения пускового тока больше, чем при реакторном пуске;

2) сила тока в сети меньше, чем в двигателе (/с< / д), тогда как при реакторном пуске / с = / д. Действительно, при автотрансформа­ торном пуске I c/Ia=U a/Uc, а так как UR/UC<1, то / 0< / д;

3) при одинаковом значении пускового тока в сети (/с), при ав­ тотрансформаторном пуске, напряжение, подводимое к двигателю, может быть меньше снижено, чем при реакторном, и поэтому на­ чальный вращающий момент будет значительно выше (напомним, что поскольку пуск синхронного двигателя осуществляется как асинхронного, его начальный вращающий момент пропорционален квадрату напряжения на статоре).

При выборе схемы пуска (реакторный или автотрансформатор­ ный) следует исходить из мощности питающего источника. При достаточной его мощности, когда допустимы большие пусковые то­ ки, можно рекомендовать схему реакторного пуска как более про­ стую и дешевую.

В практике мелиоративных насосных станций необходимость в снижении пускового тока может встретиться только при наличии мощных насосов, приводимых от мощных высоковольтных двигате­ лей. В этом случае в качестве дополнительных сопротивлений могут, как указывалось выше, использоваться индуктивные сопротивле­ ния — реакторы. Остановимся на определении их сопротивления.

Сопротивление реактора, необходимое для снижения пускового тока статора в р раз, может быть определено по формуле (14), по­ лученной следующим путем: при пуске без токоограничивающих устройств начальный пусковой ток (/пуск) может быть определен как

J _ Дном

^пуск — ----п-----,

У 3 Хд

где хд— сопротивление фазы двигателя (активным сопротивлением фазы двигателя пренебрегаем, так как хд3>гд), тогда

£Лгом

ХП-- —=---------•

У 3 / пуск

Полное сопротивление в фазе двигателя при наличии реактора, сни­ жающего пусковой ток в р раз, будет

19

где /Сг — кратность пускового тока, равная /пуск/Уном- Зная хр, по ка­ талогу легко выбрать необходимый реактор, который сможет вы­ держать пусковой ток не перегреваясь.

Для перехода синхронного двигателя в синхронный режим после достижения им подсинхронной скорости (0,95—0,98 синхронной) в обмотку возбуждения подается постоянный ток (ток возбуждения). Рассмотрим условия, необходимые для «втягивания» двигателя в синхронизм.

Чтобы двигатель «втянулся» в синхронизм, его скорость в асин­ хронном режиме должна быть такой, при которой его скольжение было бы равно критическому (5кр) или меньше его. Эта величина определяется по полуэмпирической формуле

Для достижения 5 кр вращающий момент двигателя должен в те­ чение всего времени пуска превышать момент нагрузки. В каталогах приводятся значения так называемого входного момента, т. е. тако­ го момента, развиваемого двигателем в асинхронном режиме, при котором скольжение 5 = 0,05. Полагая, что в пределах от S = 0,05 до

Входной момент должен быть таким, чтобы момент, определяе­ мый по формуле (16) при скольжении, меньшем, чем критическое, был равен моменту насоса при скорости, соответствующей этому скольжению, или превышал его. Для надежности необходимо, чтобы

При ограничении пускового тока с помощью реактора статор на полное напряжение сети (шунтирование реактора) необходимо пе­ реключать до включения постоянного тока в ротор, т. е. применять схему «тяжелого» пуска.

20

На рис. 4 видна разница, которая получается при подаче полного напряжения на статор двигателя до подачи тока возбуждения в ро­ тор («тяжелый» пуск) и после подачи тока в обмотку возбуждения («легкий» пуск).

Рис. 4. Зависимость моментов сопротивления на валу двига­ теля и насоса от скорости их вращения:

а — при «тяжелом» пуске, б — при «легком» пуске: / — двигатель, 2 — насос

В первом случае (рис. 4, а) переключение происходит при срав­ нительно низкой скорости двигателя .(У)), соответствующей точке а. Момент сопротивления на валу насоса при.этом невелик и мень­ ше момента двигателя. При дальнейшем увеличении скорости и приближении ее значения к синхронной (V ^0,95) включается воз­ буждение (точка б ). Момент на валу двигателя в это время несколь­ ко превышает номинальный и, несмотря на то, что момент сопротив­ ления насоса почти достиг номинального, двигатель «втягивается» в синхронизм, и начинается нормальная работа агрегата.

Во втором случае (рис. 4, б) момент двигателя (при понижен­ ном напряжении на статоре) после подачи возбуждения на ротор при некотором увеличении скорости (V2) может стать равным мо­ менту сопротивления на валу насоса. При этом дальнейший разгон двигателя прекратится, необходимая подсинхронная скорость не будет достигнута, и после подачи на статор полного напряжения двигатель в синхронизм не «втянется». Пуск окажется неудачным.

§4. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ АСИНХРОННЫХ КОРОТКОЗАМКНУТЫХ

ИСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Рассмотрим основные неисправности электродвигателей, спосо­ бы их выявления и устранения.

.Асинхронные двигатели

П е р е г р е в м а ш и н ы

Вся машина равномерно перегрета. Признаков, указывающих на другие отступления от нормальной работы, нет. Перегрев обна­ руживают специальным термометром непосредственно или термопа­

21

рой, подобранной к измерительному прибору магнитоэлектрической системы (с использованием термоэлектрического пирометра). При­ чины перегрева и способы его устранения следующие.

1. Перегрузка двигателя. Для восстановления нормального ре­ жима необходимо снизить нагрузку. Если это невозвможно, запро­ сить завод-изготовитель о максимально допустимой нагрузке дви­ гателя и способах усиления его вентиляции; поступить в соответст­ вии с рекомендациями завода.

2. Засорение вентиляционных путей машины — активная сталь и обмотки покрылись теплоизолирующим слоем пыли. В этом слу­ чае двигатель продувают чистым, и сухим сжатым воздухом при давлении не более 2 кгс/см1.2 Необходимо следить за тем, чтобы пыль не перегонялась из одной части машины в другую, а выдува­

лась из нее.

3. Неправильное направление вращения двигателя, имеющего вентилятор с наклонными крыльями, в результате чего значительно сократилась, подача воздуха. Если по условиям работы насоса изме­ нить направление вращения двигателя нельзя, то нужно переста­ вить крылья вентилятора.

4. Недостаточное сечение воздушного канала или трубопровода или слишком большое число изгибов в них (в двигателях с подводи­ мым извне охлаждающим воздухом). Следует увеличить сечение трубопровода и уменьшить число изгибов.

5.Засорение воздушных фильтров. Очистить фильтры.

6.Двигатель не рассчитан на длительный режим работы. В этом случае его необходимо заменить соответствующим данному режиму.

А к т и в н а я с т а л ь с т а т о р а п е р е г р е т а ( р а в н о м е р н о и л и н е р а в н о м е р н о )

1. Причина равномерного перегрева двигателя при нагрузке, не превышающей номинальной, — повышенное напряжение в сети. Необходимо его снизить до номинального. Если это невозможно, то усилить вентиляцию двигателя. Если же и при этих условиях нагрев окажется выше допустимого и возникнет опасность нарушения ра­ боты двигателя, его следует заменить другим, соответствующим напряжению сети.

2. Повышенный неравномерный (местный) нагрев наблюдается при номинальном напряжении сети во время холостого хода двига­ теля. Причины:

а) между отдельными участками активной стали возникли за­ мыкания, вызванные заусенцами, образовавшимися при опиловке, или в результате задевания ротора о статор во время работы двига­ теля. Заусенцы удаляют, места замыкания обрабатывают острым напильником, разъединяют соединенные листы стали и покрывают их изоляционным лаком;

б) произошло замыкание между стяжными болтами и активной сталью (обычно в машинах старой конструкции). Необходимо ис­ править изоляцию стяжных болтов;

22

в) зубцы в отдельных местах выгорели и оплавились вследствие коротких замыканий в обмотке или замыканий обмотки на корпус. Вырубить или вырезать поврежденные места, между замыкающи­ мися участками проложить тонкий электрокартон или пластинки слюды и покрыть их изоляционным лаком. В случае множествен­ ных повреждений стали необходимо произвести полную ее перешихтовку, что связано с перемоткой статора. Такой ремонт относится к разряду капитальных и на месте обычно не производится— дви­ гатель демонтируют и отсылают на соответствующее ремонтное предприятие (специальные мастерские или ремонтный цех заводаизготовителя).

П е р е г р е т а о б м о т к а с т а т о р а

Общий равномерный перегрев всей обмотки статора. Причины: 1. Двигатель перегружен или нарушена его нормальная венти­

ляция (см. «Перегрев машины»).

2. Напряжение на зажимах двигателя ниже нормального, вследствие чего при полной мощности его ток больше номинально­ го. Следует повысить напряжение до номинального или снизить на­ грузку на двигатель до значения, при котором ток станет равен номинальному.

3. Обмотка статора соединена треугольником, а не звездой. Соединить обмотку статора звездой.

Обмотка статора имеет большие местные перегревы, Сила тока в отдельных фа­ зах неодинакова. Двигатель сильно гудит и имеет пони­ женный крутящий момент. Причины:

1.Междувитковые замы­ кания в обмотке статора; найти место замыкания и устранить его;

2.Неправильно соедине­ ны катушки одной фазы; в

вильно соединена («перевернута») одна обмотка статора (рис. 5). Такая неисправность чаще, всего встречается в двигателях с шестью выводами на клеммной доске. Необходимо соединить вы­ воды в соответствии с приложенной к двигателю схемой. Если такой схемы нет, то можно воспользоваться приведенной на рис. 5 (если на зажимах обмоток имеются бирки с обозначениями). Если обоз­

23