Технічне обслуговування й ремонт електричних машин (стр. 4 из 8)

Недоліком синхронних двигунів є їх більше складна конструкція, необхідність у джерелі постійного струму й гірші в порівнянні з асинхронними пускові властивості.

При потужності двигунів від декількох кіловатів до 100 кВт проявляється ще один недолік синхронних двигунів - схильність до хитань. При певному співвідношенні параметрів синхронних двигунів ротор погойдується біля синхронної частоти обертання.

Синхронні двигуни за умови легких пусків доцільно застосовувати при потужності понад 200 кВт. Області застосування синхронних двигунів безупинно розширюються, і їхньої потужності зростають до 50 Мвт.

Синхронні двигуни потужністю до 1-2 кВт виконуються з явнополюсным ротором без обмотки збудження. За рахунок розходження провідності по поздовжній і поперечній осях машини в таких машинах виникає реактивний момент, а асинхронний пуск забезпечується демпферною обмоткою. [6, с. 433]

На мал. 9 показані дві найпоширеніші конструкції роторів синхронних реактивних двигунів. Чотирьохполюсна конструкція ротора (мал. 9, а) має сталевий шихтований явно полюсний муздрамтеатр 1 і демпферну обмотку 2. Двохполюсний шихтований ротор, залитий алюмінієм, даний на мал. 9, б. Сердечник ротора 3 заливається алюмінієм 4, що скріплює сердечник і утворить демпферну обмотку.

Мал. 9. Конструкції роторів синхронних реактивних двигунів

Реактивні двигуни мають низькі cos ? і КПД (? = 0,3?0,4), їхня маса більше, ніж у звичайних трифазних асинхронних двигунів.

Замість електромагнітного порушення можна застосовувати постійні магніти. Серії двигунів з постійними магнітами випускаються на потужності від десятків ватів до декількох кіловатів. Вони мають кращі енергетичні показники в порівнянні з реактивними.

Для забезпечення пускового моменту двигуни з постійними магнітами мають пускову обмотку у вигляді білячої клітки, залитої алюмінієм. Ротор з магнитотвердого матеріалу виготовляється шляхом лиття зі спеціальних сплавів. Цей процес трудомісткий, тому ротор має

Розділ 3. Особливості випробувань синхронних двигунів

3.1 Випробування на стенді заводу-виготовлювача й на місці установки

На стенді заводу-виготовлювача роблять приймально-здавальні випробування кожної машини й приймальні головних (досвідчених) машин.

За діючими стандартами (ДЕРЖСТАНДАРТ 183-74, ДЕРЖСТАНДАРТ 533-85, ДЕРЖСТАНДАРТ 5616-81, ДЕРЖСТАНДАРТ 609-84) здавальний^-здавальні-приймально-здавальні випробування кожної машини включають: виміру опорів ізоляції обмоток щодо корпуса й між обмотками, ізоляції закладених температурних перетворювачів, обмоток при постійному струмі в практично холодному стані, термометрів опору при постійному струмі в практично холодному стані; випробування ізоляції обмоток щодо корпуса й між обмотками на електричну міцність; визначення характеристики сталого замикання (для гідрогенераторів на місці установки), холостого ходу (для гідрогенераторів на місці установки); випробування при підвищеній частоті обертання (для турбогенераторів); вимір опору ізоляції підшипників, температури масла в підшипниках (для гідрогенераторів на місці установки); перевірку стану ущільнень вала в зборі й визначення витоку повітря при надлишковому тиску не менш номінального тиску водню (для машин з водневим охолодженням). [7, с. 209]

У приймальні випробування головних (досвідчених) зразків (для гідрогенераторів на місці установки) додатково включають: випробування на короткочасне перевантаження по струму; визначення КПД; випробування на нагрівання; визначення коефіцієнта перекручування синусоїдальності кривій напруги, індуктивних опорів і постійних часу обмоток; випробування при ударному струмі короткого замикання, на нагрівання; визначення вібрацій, номінального струму порушення й регулювальної характеристики; вимір рівня шуму; перевірку роботи газо-масляної системи водневого охолодження й визначення витоку водню (для машин з водневим охолодженням); перевірку системи рідинного охолодження (для машин з рідинним охолодженням).

Відповідно до діючих стандартів виконання частини приймальних випробувань можливо на місці установки машин.

Вимір опору ізоляції обмотки статора щодо корпуса машини й між обмотками роблять за допомогою мегомметра не менш чим на 1000 У в практично холодному стані, при якому за температуру обмотки приймають температуру навколишнього середовища.

При вимірі опору ізоляції обмоток генераторів з безпосереднім водяним охолодженням вивід екрана мегомметра з'єднують із водяним колектором, від якого від'єднують зовнішню водяну систему. Опір ізоляції визначають по черзі для кожної галузі обмотки статора, при цьому інші галузі з'єднують із корпусом машини. При визначенні абсолютного значення опору ізоляції виміру проводять не менш чим через 60 з послу додатка напруги до ізоляції. Після виміру опору ізоляцію окремих частин обмотки розряджають на корпус генератора.

Вимір опору обмоток при постійному струмі проводять у практично холодному стані до початку сушіння генератора методом вольтметра й амперметра, при цьому використовують магнітоелектричні прилади класу точності не нижче 0,5. Відлік по приладах роблять одночасно при сталих значеннях обумовлених величин. Опору обмоток знаходять як середнє значення по даним не менш трьох вимірів, які проводять при різних значеннях струму. Точність вимірів у більшій мері залежить від якості контактів у місцях приєднання вимірювальних приладів, при цьому приєднання вольтметра рекомендується робити окремо від фотополяриметрів ланцюгів.

Вимір опорів термометрів опору при постійному струмі проводять при температурі навколишнього середовища методом вольтметра й амперметра з погрішністю виміру опору не вище 0,5%. Виміру рекомендується проводити безпосередньо на складанні виводів.

Випробування (напругою частотою 50 Гц) ізоляції обмотки статора на електричну міцність роблять іспитовою напругою, кВ,

UИСП = 2UФ + 1, (5)

де UФ – номінальна фазна напруга.

Випробування проводять для кожної з фаз стосовно корпуса й двом іншим заземленим фазам. Для генераторів з водяним охолодженням обмотки статора випробування ізоляції виконують при циркуляції дистиляту. Для випробування рекомендується застосовувати іспитові трансформатори, потужність яких не менш 1 кВ А на 1 кВ напруги.

Іспитову напругу вимірюють на стороні вищої напруги іспитового трансформатора через вимірювальний трансформатор напруги. Для машин з номінальною напругою 13,8 кВ і вище на стороні вищої напруги іспитового трансформатора рекомендується включати захисний розрядник, що настроюється на напругу, рівне 110% іспитового.

Відповідно ДО ДЕРЖСТАНДАРТУ 11828-75 випробування рекомендується починати з напруги не вище 1/3 іспитового, при цьому час, протягом якого виробляється підйом напруги від половинного значення до повного, повинне бути не менш 10 с.

Випробування напругою ізоляції кожної фази обмотки статора стосовно корпуса й двом іншим заземленим фазам у машинах з непрямим охолодженням роблять напругою, рівним 1,6 іспитової напруги частотою 50 Гц. [7, с. 212]

Іспитова напруга в цих випробуваннях відповідно ДО ДЕРЖСТАНДАРТУ 11828-75 витримують протягом 1 хв, підйом напруги роблять не менш чим трьома щаблями, починаючи з половинної іспитової напруги. На кожному із щаблів вимірюють струм витоку при сталих показаннях приладів. Після випробування вимірюють опори ізоляції мегомметром.

Випробування междувиткової ізоляції котушкової обмотки статора проводять напругою, рівним 150% номінального, протягом 5 хв, стрижневої обмотки - протягом 1 хв.

Характеристика холостого ходу являє собою залежність напруги обмотки статора від струму порушення при номінальній частоті обертання. Рекомендується робити вимір напруги приладами класом точності не нижче 0,5, при цьому можуть бути використані експлуатаційні трансформатори напруги. Вимір струму порушення можна робити також приладами класу точності 0,5 із застосуванням шунтів класу 0,1 або 0,2. Під час визначення характеристики контролюють частоту обертання гідрогенератора.

Попередня напруга машини збільшують до 130% номінального. Характеристику знімають при плавному зменшенні струму порушення до нуля. При струмі порушення, рівному нулю, визначають залишкову напругу.

У генераторів, що працюють у блоці із трансформатором, знімається також характеристика холостого ходу блоку.

Одночасно зі зняттям характеристики холостого ходу визначається симетрія напруги, що перебуває по відношенню різниці найбільших і найменшого обмірюваних лінійних напруг до середнього його значення.

Коефіцієнт перекручування синусоїдальності кривій напруги знаходять по амплітудах окремих гармонійних тридцятимільйонній кривій напруги, певним при номінальній напрузі при холостому ході генератора. Амплітуди гармонійних вимірюють, як правило, за допомогою аналізатора гармонійних. При відомих амплітудах коефіцієнт перекручування знаходять по формулі

(6)

де А1, А i - амплітуди першої й i-й гармонійних.

Характеристика сталого короткого замикання являє собою залежність струму в обмотці статора від струму порушення генератора при трифазному короткому замиканні. При знятті характеристики вимірюють струми в кожній фазі обмотки статора й струм порушення. Зняття характеристики роблять при плавному підйомі струму статора до номінального значення. Для генераторів, що працюють у блоці із трансформатором, характеристику короткого замикання знімають для замкнутого на коротко трансформатора. [7, с. 212]

При приймально-здавальних випробуваннях, як правило, визначають лише основні параметри: відношення короткого замикання (ОКЗ), реактивність Потьє, синхронний індуктивний опір, сверхпереходні індуктивні опори й, перехідний індуктивний опір індуктивний опір зворотного проходження фаз, постійну часу при розімкнутої Tj0 і замкнутої накоротко обмотках статора.