Асинхронный двигатель

1.  ВВЕДЕНИЕ

      Асинхронные двигатели широко используются в промышленности благодаря простоте их конструкции, надежности в эксплуатации и сравнительно низкой себестоимости.

       Наиболее простыми в отношении устройства и управления, надежными в эксплуатации, имеющими наименьшую массу, габариты и стоимость при определенной мощности, являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Их масса на единицу мощности в 1,5-2,0 раза ниже, чем у машин постоянного тока. Чаще всего асинхронные двигатели применяются при невысокой частоте включений, когда не регулируют частоту вращения или возможно ступенчатое её регулирование.

     В установках, где требуется регулирование частоты вращения в относительно небольших пределах, необходимы плавный пуск, хорошие тормозные качества, ограничение токов в переходных процессах и т.д., находят широкое применение асинхронные двигатели с фазным ротором. Характерной особенностью этих двигателей является возможность уменьшения с помощью реостатов их пусковых токов при одновременном увеличении пускового момента.

     При выборе двигателя по мощности следует исходить из необходимости его полного использования в процессе работы. В случае завышения номинальной мощности двигателя снижаются технико-экономические показатели электропривода, т.е. КПД и коэффициент мощности. Если же нагрузка на валу двигателя превышает номинальную, то это приводит к росту токов в его обмотках, а значит и потерь мощности выше соответствующих номинальных значений.

 

Различают следующие режимы работы двигателя: продолжительный при постоянной нагрузке на валу двигателя; кратковременный; повторно-кратковременный; ударный (момент статистической нагрузки резко увеличивается по различным законам, а затем снижается до момента холостого хода). В настоящее время редко проектируются индивидуальные машины, а проектируются и выпускаются серии электрических машин. На базе серии выпускаются модификации машин, что накладывает определенные требования на выполнение проекта новой электрической машины.

Проектирование электрических машин производится с учетом требований государственных и отраслевых стандартов. Серия 4А является последней из внедренных в производство серий асинхронных двигателей, выгодной по многим параметрам, таким как повышение мощности на 2/3 по сравнению с серией 2А, улучшение виброшумовых характеристик, экономия материалов, что достигается благодаря применению новых конструкций, большое внимание уделено повышению надежности и экономичности. На базе единой серии выпускаются различные модификации. Двигатели серии 4А спроектированы оптимальными для нужд народного хозяйства. Критерием оптимизации была принята суммарная стоимость двигателя в производстве и эксплуатации, которая должна быть минимальной

Данный проект представляет стенд для наглядного показа реверсивного запуска асинхронного двигателя. Предназначенные изделия, собранные из современных материалов соответствуют современным тенденциям электротехники, легко в эксплуатации и обладает малыми габаритами. 

2. НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАНННЫЕ ИЗДЕЛИЯ 

 

Данный стенд « Реверсивный пуск асинхронного двигателя» представляет собой макет, где наглядно и доступно показано, как производится запуск асинхронного двигателя в любом из выбранных направлений вращения. Изготовленный стенд предназначен для показа на уроках электротехники. Он дает понятие о реверсивном пуске не только электромонтерам по ремонту и обслуживанию электрооборудования, но и радиомонтажникам, автоэлектрикам и учащимся всех специальностей, которые изучают электротехнику.

Основные технические  данные изделия сведены в таблицу (см. таблицу 2.1).

 

Таблица 2.1 ТЕХНИЧЕСКИЕ  ДАННЫЕ ИЗДЕЛИЯ

 

Наименование  и размерность показателя	Значение
Наименование напряжения питающей сети, В	380
Частота тока, Г	50
Потребляемый ток А	0,7
Номинальный КПД, %	62
Количество оборотов О/мин.	2750
Габариты, мм	450х320х180
Вес, кг	7

 

3.ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ  ИЗДЕЛИЯ

Схема электрическая  структурная приведена (см. лист 17 Приложения ).

Напряжение от источника  питания 380 В поступает на блок токовой  защиты, который осуществляет отключение электродвигателя от сети, вследствие работы электродвигателя в аварийном режиме. Далее напряжение попадает на коммутационное устройство, состоящее из магнитных реле и их контакторов. Коммутация обмоток асинхронного двигателя производится в результате замыкания соответствующих групп контактов электромагнитных реле, которые находятся в коммутационном устройстве. Управление работой АД осуществляется кнопками «СТОП», «Вперед», «Назад», которые находятся в блоке управления 

4. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ИЗДЕЛИЯ

Схема электрическая  принципиальная приведена (см. лист 18 приложение).

Основным  элементом  в схеме управления  реверсом является

Реверсивный магнитный  пускатель, который включает в себя два линейных контактора (KM1 и KM2) и два тепловых реле защиты (KK).

Такая схема обеспечивает прямой пуск и реверс асинхронного двигателя, а также торможение АД  противо включением при ручном

(неавтоматическом) управлении.

В схеме предусмотрена  также защита от перегрузок АД (реле KK) и коротких замыканий в цепях статора (предохранители FA). Кроме того, в ней обеспечивается и нулевая защита от исчезновения (снижения) напряжения сети (контакторы KM1 и KM 2).Пуск двигателя в условном направлении Вперед или Назад осуществляется нажатием соответственно кнопки SB1 или SB2, что приводит к срабатыванию контактора KM1 или KM2 и подключению АД к сети (при включенном автоматическом включателе QF).

Для обеспечения реверса  или торможения двигателя сначала  нажимается кнопка SB3 ,что приводит к отключению включенного до тех пор контактора (например , KM1) ,а затем –кнопка SB1,что приводит к включению контактора KM2 и подаче на АД напряжения питания с другим чередованием фаз .После этого магнитное поле двигателя изменяет свое направление вращения и начинается процесс реверса, состоящий из двух этапов-торможения противовключением и разбега в противоположную сторону.

В случае необходимости  только затормозить двигатель при  достижении им нулевой скорости следует  вновь нажать кнопку и им нулевой  скорости следует вновь нажать кнопку SB3 ,что приведет к отключению его от сети и возвращению схемы в исходное положение . Если кнопку SB3 не нажимать, последует разбег АД в другую сторону,т.е.его реверс.

 

Во избежание короткого замыкания  в цепи статора , которое может  возникнуть в результате одновременного ошибочного нажатия кнопок SB1и SB2, в реверсивных магнитных пускателях иногда предусматривается специальная механическая блокировка- рычажная система, которая предотвращает одновременное включение двух контакторов .В дополнение к механической в такой схеме используется типовая электрическая блокировка ,применяемая в реверсивных схемах управления , которая заключается в перекрестном включении размыкающих контактов аппарата КМ1в цепь катушки аппарата КМ2, и наоборот.

    Отметим, что  повышению надежности работы ЭП и удобства его в эксплуатации способствует использование в схеме управления воздушного автоматического выключателя QF, который исключает возможность работы привода при обрыве одной фазы и при однофазном коротком замыкании, как это иметь место при использовании предохранителей.

 

 

 

9. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСТНОСТИ

9. 1.ТЕХНИКА БЕЗОПАСТНОСТИ

 

Действующие инструкции по видам работ под напряжением должны быть приведены в соответствие со следующими положениями.

Работами под напряжением являются все виды работ, при которых:

электромонтер, изолированный  от земли, касается телом или инструментами  и приспособлениями, частей ВЛ, находящихся под напряжением;

Электромонтер приближается к токоведущим частям, находящимся под напряжением, на расстояния менее допустимых "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок"

Электромонтер, находящийся под потенциалом "земли", касается изолирующими приспособлениями токоведущих частей ВЛ, находящихся под напряжением.

Все члены бригады, участвующие в выполнении указанных работ, считаются выполняющими работы под напряжением.

Работы под напряжением  должны производиться в соответствии с настоящей Инструкцией, а также  с:"Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок" (ПТБ);"Правилами применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках";"Правилами безопасности при работе с инструментом и приспособлениями".

Инструкции, распространяются на все виды работ под напряжением, выполняемых на проводах и изолирующих подвесках ВЛ 220-750 кВ.

 

 Работы, выполняемые на промежуточных опорах с горизонтальным расположением проводов и в пролетах ВЛ 220-750 кВ. Инструкции по проведению работ под напряжением на опорах других типов (анкерных, двухцепных, с вертикальным расположением проводов и др.) ВЛ 220-750 кВ должны быть согласованы с Главтехуправлением и Управлением по технике безопасности и промышленной санитарии, утверждены энергосистемой и областным комитетом профсоюза; типовые инструкции (правила) подлежат утверждению Главтехуправлением и согласованию с ЦК профсоюза рабочих электростанций и электротехнической промышленности.

Техникой безопастности предусматривается производство работ под напряжением по следующим схемам:

"провод – человек  – изоляция - земля" - для лиц, находящихся на токоведущих частях линии, т.е. непосредственно касающихся провода и других элементов ВЛ, находящихся под напряжением и изолированных от земли; "провод – изоляция – человек - земля" - для лиц, находящихся на земле или заземленных конструкциях опор и изолированных от элементов ВЛ, находящихся под напряжением.

В соответствии с правилами разрешается выполнять следующие виды работ под напряжением на ВЛ 220-750 кВ (с горизонтальным расположением проводов): замену гирлянд изоляторов или отдельных изоляторов в поддерживавших изолирующих подвесках проводов; замену и ремонт сцепной арматуры и поддерживающих зажимов в поддерживающих изолирующих подвесках проводов; ревизию провода в поддерживающих зажимах и установку балластов к поддерживающим зажимам; замену и ремонт дистанционных распорок расщепленных проводов и гасителей вибрации, ремонт проводов в месте установки изолирующих подвесок 

 и в пролете; снятие набросов  с проводов.

Для индивидуальной защиты персонала от воздействия электрического поля должны применяться экранирующие комплекты.

Работы, связанные с  прикосновением к токоведущим частям ВЛ 220-750 кВ, должны выполняться электромонтерами с использованием экранирующих комплектов, предназначенных для работы под  напряжением.

Необходимость применения экранирующих комплектов электромонтерами, выполняющими работы на опоре и на земле, определяется требованиями ПТБ.

Выполнение конкретных видов работ под напряжением  должно производиться по технологическим  картам (проектам производства работ), составленным для каждого вида работ на основании настоящей Инструкции и директивных документов, перечисленных в п. 1.4, и в соответствии с действующей Инструкцией по охране труда. Технологические карты на производство работ под напряжением (проекты производства работ) и Инструкция по охране труда должны утверждаться главным инженером РЭУ (ПЭО) или ПЭС, в котором производятся эти работы.

При производстве работ  под напряжением допускается  применение различных модификаций  средств защиты, устройств и приспособлений (разд. 6 настоящей инструкции), разработанных и принятых в установленном порядке.

 

 

9. 2.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРОБЕЗАПАСТНОСТИ

Характерным случаем  попадания под напряжение является соприкосновение с одним полюсом  или фазой источника тока. Напряжение, действующее при этом на человека, называется напряжением прикосновения. Особенно опасны участки, расположенные на висках, спине, тыльных сторонах рук, голенях, затылке и шее.

Повышенную опасность  представляют помещения с металлическими, земляными полами, сырые. Особенно опасные - помещения с парами кислот и щелочей в воздухе. Безопасными для жизни является напряжение не выше 42 В для сухих, отапливаемых с токонепроводящими полами помещений без повышенной опасности, не выше 36 В для помещений с повышенной опасностью (металлические, земляные, кирпичные полы, сырость, возможность касания заземленных элементов конструкций), не выше 12 В для особо опасных помещений, имеющих химически активную среду или два и более признаков помещений с повышенной опасностью.

 В случае, когда человек оказывается вблизи упавшего на землю провода, находящегося под напряжением, возникает опасность поражения шаговым напряжением. Напряжение шага - это напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Такую цепь создает растекающийся по земле от провода ток. Оказавшись в зоне растекания тока, человек должен соединить ноги вместе и, не спеша, выходить из опасной зоны так, чтобы при передвижении ступня одной ноги не выходила полностью за ступню другой. При случайном падении можно коснуться земли руками, чем увеличить разность потенциалов и опасность поражения. Действие электрического тока на организм характеризуется основными поражающими факторами: