Синхронный злектродвигатель

         Для защиты обмоток от механических повреждений чаще всего используют хлопчатобумажные ленты, пленочные материалы, стеклоленту.

         Для пропитки изготовленных обмоток  используют разные лаки на  основе смол, битумов, высыхающих  масел и т.д. Так для пропитки  обмоток применяют масляно-битумные  лаки. Они создают прочность, повышают влагостойкость и теплопроводность обмоток.         Покрывные масляно-битумные и масляно-стойкие лаки создают на поверхности обмоток защитные влагостойкие, маслостойкие и термостойкие покрытия.

         После ремонта обмотки электрических машин покрывают эмалью с целью повышения влагостойкости и маслостойкости обмотки. Для этого используют разные эмали, например, глифтале масляная, которая хорошо цементирует обмотку, повышает ее механическую прочность.

         Обмотка электрических машин подразделяют на петлевые, волновые и комбинированные. Наиболее распространенные в статорных обмотках получили петлевые обмотки, а в фазных обмотках асинхронных машин - волновые.

         Способы укладки обмотки в  пазы зависит от формы пазов.

         Закрытые пазы исполняют в фазных и короткозамкнутых роторах асинхронных двигателей. Провода в пазы вставляют с торца сердечника.

         Полузакрытые пазы – в статорах  машин переменного тока мощностью  до 100 кВт, роторах и якорях машин мощностью до 15 кВт, провода круглого сечения всыпают по одному через узкую прорезь паза.

         Полуоткрытые пазы применяют  также в статорах машин переменного  тока мощностью 120 – 400 кВт,  а пазы вкладывают жесткие  катушки, разделенные в каждом  слое на две.

         Открытые пазы используют в якорях постоянного тока мощность свыше 200 кВт, роторах асинхронных машин мощностью до 100 кВт и статорах асинхронных машин мощностью выше 400 кВт и крупных синхронных двигателей.

         В пазы вкладывают жесткие  катушки с удержанием их клиньями  из дерева или других изоляционных материалов.

         По способу заполнения пазов  обмотки электрических машин  могут быть однослойными и  двухслойными. При однослойной обмотке сторона катушки занимает весь паз по его высоте, а при двухслойной только половину паза, в то время как другую половину этого паза заполняет соответствующая сторона другой катушки.

         Роль межвитковой изоляции играет  изоляция самого провода. Изоляция, отделяющая провода обмотки от корпуса, называют корпусной. Ее конструкция зависит от формы паза и напряжения машин и может быть гильзовой или непрерывной.

         Гильзовая изоляция состоит из  нескольких слоев изоляционного  материала, уложенная в полузакрытые  пазы перед укладкой обмотки.  При полуоткрытых формах пазов  прямолинейная часть проводов или катушек с гильзовой изоляцией обертывают несколькими слоями изоляционного материала. Слои обмоток и лобовые части скрепляют изоляционными лентами.

         Обмотки машин напряжением выше 1000 В выполняются непрерывной  изоляцией, выбранной в зависимости от класса нагревостойкости. Количество слоев определяется рабочим напряжением машины.

         Иногда при ремонте обмоток  электрических машин приходится  использовать имеющиеся провода  взамен отсутствующих проводов  требуемых марок и сечений.  В этом случае намотку катушек вместо одного провода приводят двумя и более параллельными проводами, суммарное сечение которых эквивалентно расчетному сечению.

         Коэффициент заполнения паза  проводами должен быть в пределах 0.7 – 0.75 мм, при коэффициенте более 0.75 мм укладка проводов будет затруднительна, а при коэффициенте меньше 0.7 мм провода свободно разместятся в пазах, но не будет использована мощность двигателя.

         Ремонт обмоток проводи обмотчик  на обмоточных участках ЭРЦ,  которые имеют готовые элементы обмоток, получаемые с заводов – изготовителей или изготавливаемыми силами ЭРЦ. После определения характера неисправности обмоток приступают к их ремонту 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. КОНТРОЛЬ НАГРЕВА  ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 

       Чрезмерный нагрев электродвигателей сокращает срок их службы.

Степень нагрева  зависит от нагрузки электродвигателя и от условий и от режима его  работы.

        Под нагрузкой электродвигателя обычно понимают значение момента сопротивления на валу или значения пропорционально ему величины тока статора. Поскольку измерить момент двигателя в процессе его работы затруднительно, для контроля нагрузки измеряют ток статора и сравнивают его с допустимым значением.

         Электроизоляционные материалы  подразделяются на классы нагреваемости, для которых определена наибольшая допустимая температура при использовании их в электрооборудовании общего применения, длительно работающего в нормальных эксплуатационных условиях.

         Так, для класса Y нагревостойкости  наибольшей допустимой рабочей температурой является 90С. К этому классу относится непропитанные и недогруженные в жидкий электроизоляционный состав волокнистые материалы из шелка и целлюлозы. Для класса нагревостойкости A относится допустимой температурой является 105С. К классу A относится те же волокнистые диэлектрики, а также некоторые полиамидные пленки и смолы, древесные пластики, изоляция эмаль – проводов на масляно – смоляных лаках и т.д.

         Для класса E наибольшей допустимой температурой является 120С. К этому классу относится пластмассы, синтетические органические пленки, компациды   на основе эпоксидных и других смол.

         Для класса B допустимая температура равна 130С. К этому классу относится материалы на основе слюды, асбеста, и стекло – волокна, применяемые в сочетании, с органическими связующими и пропитывают составами.

         Для класса F максимальной рабочий температурой является 155С. К этому классу относятся материалы, на основе слюды, асбеста и стекловолокна применяемые в сочетании с кремне – органическими связующими.

         Для класса H максимально допустимой температурой является 180С. К этому классу относятся  Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремне - органические эластомеры, а также соответствующие данному классу другие материалы и сочетания материалов

         Для класса C максимальная рабочая температура допускается свыше 180С. К этому классу относятся слюды, кремне – органические материалы, стекло, кварц.

         Технологические перегрузки рабочих  машин или колебания напряжения  в питающей сети ведут за  собой увеличение тока в обмотках машин и превышение температурой обмоток выше допустимого для данного класса, в результате срок службы машин резко уменьшается.

         Есть еще несколько других способов защиты от перегрева двигателей

         Защита электродвигателей означает  их автоматическое отключение  пуско-защитными аппаратами с  целью предотвращения выхода  из строя при увеличении токов в обмотках выше допустимых. Выход из строя двигателя в большинстве случаев означает полное или частичное обугливание изоляции его обмотки при нагреве обмоточного провода большим током. Большой, свыше номинального, ток в обмотке двигателя появляется при длительной перегрузке его механизмом, при заклинивании механизма, а также при несимметрии напряжений в питающих проводах, зависящих от состояния сети, т. е. при аварийных режимах в сети. Одно из первых мест среди аварийных режимов занимает обрыв фазного провода в цепи питания двигателя. Обрыв может быть на линиях высокого и низкого напряжений, при обгорании контактов или зажимов в аппаратах высокого и низкого напряжений, при повреждении кабелей или проводов питания двигателей, обгорании зажимов на самом двигателе.

         При обрыве фазного провода двигатель не запускается или при работе он останавливается и его обмотка обугливается

         Распространенной защитой электродвигателей  является защита тепловыми реле, которые монтируются в корпусах  пускателей, если пускатели устанавливаются отдельно, или шкафах и на щитах. Правильно подобранные тепловые реле защищают двигатель от перегрузки, заклинивания, потери фазы, хотя предназначены они для защиты от перегрузки.

Недостаток  защиты тепловыми реле заключается в том, что трудно подобрать реле из имеющихся в наличии для каждого двигателя так, чтобы ток теплового элемента реле соответствовал току двигателя. Также следует учесть, что тепловые реле сами требуют защиты от тока короткого замыкания.

Если  соответствуют друг другу токи двигателя и уставки реле, это не значит, что реле надежно сработает, так как имеется разброс параметров реле с уставкой на один и тот же ток, поэтому реле нужно регулировать на специальном стенде, что не всегда возможно из-за отсутствия стендов и грамотных специалистов

         Автоматы применяются для защиты  двигателей, так как имеют расцепители  максимального тока и тепловые  расцепители, по принципу работы  соответствующие максимальным и  тепловым реле. Следует учесть, что  не все автоматы имеют расцепители и поэтому не все они могут защитить двигатель от перегрузки. В схеме защиты автоматы обычно устанавливаются перед пускателем, где автомат служит для включения и отключения проводов и аппаратов, расположенных за ним по ходу электроэнергии в направлении двигателя, для защиты этих проводов и аппаратов от тока короткого замыкания и двигателя от тока короткого замыкания и перегрузки.  

Рис.5 Схема подключения теплового реле к двигателю. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. ПУСК СИНХРОННОГО  ДВИГАТЕЛЯ 

         Пуск синхронного двигателя непосредственным включением в сеть невозможен, так как ротор из-за своей значительной инерции не может быть сразу увлечен вращающимся полем статора, вращения которого устанавливается мгновенно. В результате устойчивая магнитная связь между статором и ротором не возникает. Для пуска синхронного двигателя приходится применять специальные способы, сущность которых состоит в предварительном приведении ротора во вращение до синхронной или близкой к ней части, при которой между статором и ротором устанавливается устойчивая магнитная связь.

         Пуск синхронного двигателя по  средствам вспомогательного двигателя. Процесс протекает аналогично процессу включения синхронного генератора на параллельную работу ротор возбужденного синхронного двигателя посредствам вспомогательного (пускового) двигателя приводится во вращение, разгоняется до синхронной частоты вращения и с помощью синхронизирующего устройства подключается к сети. Затем вспомогательный двигатель отключают. Обычно мощность вспомогательного двигателя составляет 5-15% от мощности синхронного двигателя. Это позволяет пускать синхронные двигатели либо без нагрузки, либо при малой нагрузки на валу. Применение вспомогательного двигателя мощностью, достаточной для пуска синхронного двигателя под нагрузкой нецелесообразно, так как при этом установка получается громоздкой и неэкономичной.

         В качестве вспомогательного  двигателя обычно применяют асинхронный  двигатель с фазным ротором  при числе полюсов 2p. Это делается  для того, чтобы можно было ротор двигателя привести во вращение с частотой близкой к синхронной. Для регулировки частоты вращения в цепь ротора синхронного двигателя включают регулировочный реостат. В настоящее время описанные способ пуска имеет ограниченное применение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. АСИНХРОННЫЙ ПУСК  СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 

         Этот способ пуска возможен при наличии в полюсных наконечниках ротора пусковой обмотки (клетки), аналогичной успокоительной обмотке синхронного генератора.

         Невозбужденный синхронный двигатель включают в сеть. Возникшее при этом вращающееся поле статора наводит в стержнях пусковой клетки ЭДС, которые создают токи. Взаимодействие этих токов с полем статора вызывает появление на стержнях пусковой клетки электромагнитных сил. Под действием этих сил ротор приводится во вращение. После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной (n = 0.95n). Обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тока. Образующийся при этом синхронный момент втягивает ротор двигателя в синхронизм. После этого пусковая обмотка двигателя выполняет функцию лишь успокоительной обмотки, ограничивая качание ротора.

         Чем меньше нагрузка на валу  двигателя, тем легче его вхождение  в синхронизм. Синхронные двигатели  малой мощности, пускаемые без нагрузки на валу, иногда входят в синхронизм лишь за счет реактивного момента, т.е. даже без включения обмотки возбуждения.