Міністерство Освіти Російської Федерації
Самарський Державний Технічний Університет
Кафедра
«Електромеханіка і нетрадиційна енергетика»
Предмет
«Випробування, експлуатація та ремонт ЕМП»
"Приймально-здавальні випробування двигунів постійного струму. Випробування електричної міцності ізоляції. "
Виконав:
Полукаров О.М.
Перевірив:
Булгаков В.В.
Самарський Державний Технічний Університет
Кафедра
«Електромеханіка і нетрадиційна енергетика»
Предмет
«Випробування, експлуатація та ремонт ЕМП»
РЕФЕРАТ
Тема:"Приймально-здавальні випробування двигунів постійного струму. Випробування електричної міцності ізоляції. "
Виконав:
Ст-т п'ятого куса, 12 гр.,
спец. 1801,Полукаров О.М.
Перевірив:
Булгаков В.В.
Самара
2005ЗМІСТ
Стор.
1. Введення 2
2. Програма приймально-здавальних 4
випробувань ДПТ
3. Випробування ел. ізоляції ДПТ 8
3.1. Вимірювання опору ізоляції 8
3.2. Випробування електричної міцності 11
ізоляції
3.3. Випробування електричної міцності 12
межвітковой ізоляції
4. Література 16
1. Введення 2
2. Програма приймально-здавальних 4
випробувань ДПТ
3. Випробування ел. ізоляції ДПТ 8
3.1. Вимірювання опору ізоляції 8
3.2. Випробування електричної міцності 11
ізоляції
3.3. Випробування електричної міцності 12
межвітковой ізоляції
4. Література 16
1. ВСТУП.
Найважливішим етапом виготовлення машини є етап випробування електричної машини. Випробування електричних машин проводять з метою перевірки відповідності їх якості вимогам стандартів або технічних умов. Вони необхідні також після капітального або середнього ремонту машини. Для здійснення цих цілей необхідні програми та методики випробування електричних машин. Програми випробування електричних машин повинні бути складені таким чином, щоб можна було отримати всі показники і характеристики машин, встановлені технічними умовами. Точність результатів випробувань в значній мірі залежить від методики випробувань. Тому в Росії діє понад двадцяти п'яти державних стандартів і стандартів РЕВ тільки на методи випробувань електричних машин. Крім того, ряд методів випробувань викладено в стандартах на окремі види електричних машин.
Проведення випробувань електричних машин необхідно на всіх етапах. На стадії проектування проводять випробування макетних та дослідних зразків електричних машин для перевірки відповідності вихідних показників і характеристик машини вимогам технічного завдання. На стадії виготовлення випробування окремих вузлів машини (наприклад обмотки) проводяться після завершення окремих технологічних операцій. Після складання машини випробування проводять для перевірки відповідності її вихідних показників вимогам технічних умов. При експлуатації електричні машини періодично підлягають ремонту. Після ремонту електрична машина також повинна бути випробувана.
Випробування електричних машин на електромашинобудівних заводах є частиною загального технологічного процесу. Підвищення продуктивності праці призводить до посиленої автоматизації виробничих процесів. Це повною мірою відноситься і до випробувань. Так, майже на всіх машинобудівних заводах випробування проводять на конвеєр. В останні роки все більше випробувань проводиться з застосуванням ЕОМ. При цьому ЕОМ не тільки керує випробуваннями, але і дозволяє оперативно аналізувати результати випробувань і на цій основі здійснювати управління якістю виготовлення електричних машин.
У стандартах на електричні машини сформульовані технічні вимоги до показників якості електричних машин. Більшість з них потребує перевірки шляхом випробувань електричних машин. До них відносяться вимоги по надійності, нагріванню, енергетичними показниками (ККД, коефіцієнт потужності), а також вимоги до електричної міцності ізоляції обмоток, механічної міцності обертових частин машини, експлуатаційним показниками (таким, як максимальний, початковий пусковий і мінімальний моменти, початковий пусковий струм , швидкість наростання напруги збудження тощо), до роботи щіткового вузла, здатності витримувати короткочасні перевантаження, тривалої або короткочасній роботі в анормальних умовах, шумів і вібрацій, індустріальним радіоперешкод.
За перерахованими, а так само по ряду інших вимог до якості електричних машин, у стандартах встановлюються кількісні показники якості, а також у ряді випадків допуски на них. При випробуваннях перевіряють відповідність виміряних або розрахованих показників якості вимогам стандартів.
2. ПРОГРАМА Приймально-здавальні випробування ДВИГУНІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ.
У стандартах на електричні машини наведено технічні вимоги до показників якості та програми випробувань для визначення цих показників. Розроблено систему стандартів на методи випробувань електричних машин. Застосовуються стандарти на методи випробувань, які є загальними для всіх видів електричних машин. Так, наприклад ГОСТ 11828-75 і відповідний йому СТ РЕВ 1347-78 регламентує окремі методи випробувань. ГОСТ 25000-81 встановлює методи випробувань на нагрівання; ГОСТ 25941-83 - методи визначення втрат і ККД; ГОСТ 11929-87 та СТ РЕВ 828-77 - методи визначення рівня шуму; ГОСТ 12379-75 та СТ РЕВ 2412-80 - методи оцінки вібрації; ГОСТ 12259 та СТ СЕВ 136-74 - методи визначення витрати охолоджуючого газу; СТ РЕВ 295-76 - методи визначення моменту інерції обертається; СТ РЕВ 1107-78 - методи визначення опору обмоток без відключення машини від мережі.
Крім перерахованих стандартів, що поширюються на всі види машин, розроблені стандарти на методи випробувань машин постійного струму - ГОСТ 10159-79
Відповідно до ГОСТ 183-74 розрізняють такі види випробувань:
· Приймальні
· Приймально-здавальні
· Періодичні
· Типові
· Кваліфікаційні
Нас цікавлять, перш за все, приймально-здавальні випробування електричних машин. Приймально-здавальним випробуванням піддають кожну електричну машину. Програми цих випробувань значно коротше, ніж приймальних (Приймальні випробування проводяться на дослідному зразку продукції з метою прийняття її для серійного виробництва. Програма цих випробувань найбільш докладна.). Мета приймально-здавальних випробувань - встановити придатність кожної виготовленої машини до експлуатації за мінімально можливий час випробувань.
У програму приймально-здавальних випробувань двигунів постійного струму згідно ГОСТ 183-74 входять наступні випробування:
· Вимірювання опору ізоляції обмоток щодо корпусу машини і між обмотками
· Вимірювання опору обмоток при постійному струмі в практично холодному стані
· Випробування ДПТ при підвищеній частоті обертання
· Випробування ізоляції обмоток на електричну міцність щодо корпусу машини і між обмотками
· Випробування електричної міцності межвітковой ізоляції обмоток
· Визначення частоти обертання ДПТ при холостому ході
· Перевірка комутації при номінальному навантаженні і короткочасної перевантаження по струму
· Випробування машини на нагрівання
· Визначення області безіскрової роботи (для машин з додатковими полюсами) і коефіцієнт корисної дії
Коротко розглянемо кожен з пунктів програми випробувань ДПТ:
a. вимірювання опору ізоляції обмоток
щодо корпусу машини і між обмотками - величина опору ізоляції обмоток електричних машин - важливий інтегральний показник відображає стан ізоляції обмотки, хоча і не дозволяє впевнено судити про її надійність. Для вимірювання опору обмоток використовуються мегаомметри генеруючі постійна напруга.
b. Вимірювання опору обмоток при постійному
струмі в практично холодному стані - вимір таких опорів обмоток і їх порівняння, дозволяє дозволяє виявити помилки в числі витків і схемі з'єднань, якість пайки, несиметрію опору різних обмоток. Для многовіткових котушок з мідного дроту відмінність опорів дозволяє судити про якість технології.
c. Випробування ДПТ при підвищеній частоті обертання - одне з відповідальних випробувань двигуна. Потрібно для перевірки механічної міцності обертових частин машини. ГОСТ 183-74 встановлює величину підвищеної частоти обертання при випробуваннях, яка в більшості випадків перевищує на 20% граничну номінальну частоту обертання. Підвищена частота обертання витримується на протязі 2-х хвилин після чого проводиться ретельний огляд машини.
d. Визначення частоти обертання ДПТ при холостому ході - при холостому ході визначається частота обертання двигуна. Частоту обертання електродвигуна при ХХ визначають при номінальній напрузі в ланцюзі якоря і номінальному струмі збудження. При цьому температура обмотки збудження і підшипників повинна бути близькою до робочої. Якщо двигун має послідовне збудження, то досвід проводять при незалежному збудженні.
e. Перевірка комутації при номінальному навантаженні і короткочасної перевантаження по струму - комутація машин постійного струму оцінюється відповідно до ГОСТ 183-74 ступенем іскріння візуально. Відповідно до згаданого стандарту встановлена шкала, що складається з п'яти ступенів, для оцінки класу комутації або ступеня іскріння: 1-повна відсутність іскріння; 1 1 / 4-слабке точкове іскріння; 1 1 / 2 - слабке іскріння під більшою частиною щітки; 2 - іскріння під всім краєм щітки і поява слідів почорніння колектора не усуваються протиранням його поверхні, 3 - значне іскріння під усім краєм щітки з вилітають іскрами, подгара і руйнуванням щіток. Допустима ступінь іскріння від конкретного виду машини і вказується в технічних умовах. Якщо ступінь іскріння не вказана, то вважається, що при номінальному режимі роботи вона повинна бути не вище класу 1 1 / 2.
f. Випробування машини на нагрівання - мета цього випробування - перевірка відповідності температури різних частин машини требовааніям стандартів або технічних умов. Тепловий стан машини при роботі з номінальним навантаженням і в номінальному режимі має вирішальне значення для оцінки результатів її випробування.
g. Визначення області безіскрової роботи (для машин з додатковими полюсами) і коефіцієнт корисної дії - мета випробувань - визначити для окремих навантажень у межах від ХХ до номінальної і вище верхній і нижній межі відхилення струму в обмотці додаткових полюсів від відповідного струму ланцюга якоря, при якому комутація відповідає ступеню іскріння 1.
У п.3 більш докладно розглянемо випробування електроізоляції обмоток ДПТ.
3. Випробування електроізоляції обмоток ДПТ.
Електрична міцність ізоляції обмотки значною мірою зумовлює надійність машини. Тому випробування електричної міцності обмоток машини обов'язкові в будь-якій програмі - повної або скороченої. Випробування ізоляції обмоток дозволяє виявляти наявні та потенційні дефекти ізоляції.
Електроізоляція характеризується опором R i і максимальною напругою U пр, яке вона здатна витримувати без пробоїв. У програму випробувань ДПТ включено 3 види випробувань ізоляції обмоток - це вимірювання опору ізоляції обмоток щодо корпусу машини і між обмотками; випробування ізоляції обмоток на електричну міцність щодо корпусу машини і між обмотками; випробування електричної міцності межвітковой ізоляції обмоток. Розглянемо кожен вид випробувань ізоляції обмоток окремо.
3.1. Вимірювання опору ізоляції.
Величина опору ізоляції обмоток електричних машин - важливий інтегральний показник стану ізоляції обмотки. Для вимірювання опору обмоток використовуються мегаомметри генеруючі постійна напруга. Джерелами постійної напруги можуть бути генератори, а також статичні розпрямлюючі пристрою.
У таблиці наведено ряд відповідності номінальних значень напруг ДПТ напрузі вимірювання опору обмоток.
Опір ізоляції обмотки істотно залежить від температури. Вплив температури викликає необхідність вимірювати опір ізоляції обмотки кілька разів - у гарячому і холодному стані машини. Опір ізоляції вимірюється також до і після випробування на електричну міцність.
Опір на корпус і між фазовими обмотками слід вимірювати по черзі при електричному з'єднанні інших ланцюгів з корпусом машини. При вимірюванні електричного опору нульовий провід з'єднується з нульовим виводом, а високовольтний з одним з висновків машини.
Значення опору ізоляції має бути не менше (в робочому стані):
R min = U н / (1000 +0.01 P н)
де U н - номінальна напруга машини,
P н - номінальна потужність
На малюнках зображені електричні схеми з'єднання при вимірі опору ізоляції на корпус (рис.1) і опору між обмотками (рис.2):
3.2. Випробування електричної міцності ізоляції.
Випробування на електричну міцність ізоляції виробляють на установках з частотою струму 50Гц синусоїдальної напруги. Значення U ісп і час додатку (1 хв.) Встановлюється ГОСТ 173-74. U ісп прикладається між висновками обмотки при з'єднаних разом висновках інших обмоток і корпусу машини. Напруга плавно піднімається до U ісп, після витримки плавно знижується до нуля і відключається. Максимальна випробувальна напруга у відповідності з стандартом 1.3-1.5 U ном.
Для приймально-здавальних випробувань ДПТ час витримки може бути скорочено до 1 сек., При цьому U ісп збільшується на 20% і в цьому випадку напруга прикладається відразу.
Після випробування ДПТ на нагрів та інших випробувань при яких впливають механічно і електрично на машину (укладання обмоток, просочення і т.д.) знову проводять випробування. Щоб уникнути пошкодження ізоляції кожне наступне випробування проводиться зі зниженням U ісп таким чином, щоб U ісп відповідало вимогу тих. документації.
Установка для випробування міцності ізоляції підвищеною напругою повинна мати можливість регулювання напруги, прилади для вимірювання та автоматичного відключення і сигналізацію про різке збільшення струму витоку. Джерелом напруги служать силові однофазні трансформатори. Потужність використовуваних трансформаторів повинна бути пропорційна квадрату потужності випробуваного ДПТ.
Напруга на первинній стороні трансформатора повинен регулюватися регулятором напруги, а не реостатом. Установка повинна забезпечувати синусоїдальна напруга, тому що гармоніки призводять до істотного збільшення ємнісного струму і неправильної оцінки властивостей ізоляції. Рекомендується вибирати U ном трансформатора вище, ніж напруга випробуваної машини. При необхідності вимірювання високого вихідного напруги використовуються трансформатори напруги.
Випробування змінним струмом мають такі недоліки: неможливість контролю струму витоку, знижена напруга на лобових частинах через ємнісного струму пазової ізоляції. Тому для великих ДПТ випробуванню змінним струмом передує випробування постійним струмом:
U ісп. пост = 1.6 U ісп. перем
3.3. Випробування електричної міцності межвітковой ізоляції.
Перевірка електричної міцності межвітковой ізоляції має важливе значення для електричних машин. Відмови двигунів через міжвиткових замикань досягають 90% від загальної кількості для деяких типів. Випробування електричної міцності межвітковой для різних типів машин відрізняють деякі особливості. Для ДПТ при випробуваннях електричної міцності ізоляції необхідно стежити за тим, щоб напруга між колекторними пластинами не перевищило допустимої величини і не викликало круговий вогонь на колекторі. Отже випробувальну напругу слід підвищувати поступово, контролюючи стан колекторно-счеточного вузла. Машини з послідовним або паралельним порушенням слід відчувати при незалежному збудженні. Підвищувати частоту обертання ДПТ понад допустиму не слід.
Випробування електричної міцності межвітковой ізоляції проводиться шляхом підвищення U ном до значення 1.3-1.5 U ном на 3-5 хв. Якщо при випробуванні підвищені струми можуть викликати нагрівання вище допустимого, то час випробувань скорочують до 1 хвилини. При випробуванні ДПТ якщо число пар полюсів 2p = 4, то підвищення напруги якірної обмотки обмежується величиною U k max - Це напруга між двома колекторними пластинами, і воно не повинно перевищувати 24В. U k max ≤ 24В.
Розглянемо випробування електричної міцності межвітковой ізоляції ДПТ більш докладно. На практиці для випробувань межвітковой ізоляції підвищеною напругою використовується два методи.
I. Перший метод полягає в індукуванні у витках обмотки напруги підвищеної частоти. Для прикладу розглянемо випробування обмотки якоря покладеної в паз.
Після укладання секцій у пази, але ще до з `єднання, ЕРС підвищеної частоти індукується за допомогою сердечника, який прикладається до двох зубців між якими розташована випробувана секція, як показано на малюнку. Сердечник має П-образний профіль і набраний з листової ЕТС. На сердечнику знаходиться також обмотка збудження підключена до джерела частотою 10кГц. У результаті ЕРС, яка припадає на один виток, підвищується приблизно в 200 разів у порівнянні з випробуваннями при 50Гц. Для виявлення замикання між витками котушки використовують П-подібний контрольний сердечник з намотаною на ньому многовітковой вимірювальної котушкою. Висновки котушки з'єднуються з вольтметром. Сердечник прикладається до тих же зубцях на деякій відстані від першого, що дозволяє уникнути магнітного зв'язку між ними.
Цей спосіб застосовується також для випробування полюсних многовіткових котушок. Метод виявляє не тільки КЗ, але і помилки в числі витків, кроці секцій, схемі з'єднань, а також наявності подвійного КЗ на землю.
II. Другий метод - метод «біжучої хвилі» - випробування на КЗ і інших дефектів обмоток. При цьому методі на висновок обмотки за допомогою перетворювачів і перемикачів подаються імпульси високої напруги частотою 50Гц різких фронтів. При цьому є можливість створення межвиткового напруги 1-2кв.
Для виявлення пробою використовується кілька методів. В основі одного з них лежить порівняння форми імпульсів пройшли через будь-які дві обмотки пазо-секції. За допомогою перемикача імпульси подаються по черзі на кінці обмоток. Виходи приєднуються до електронного осцилографа. При появі дефекту в одній з частин форма імпульсів змінюється, а зображення на екрані буде роздвоєне.
Література
1. Гольдберг О.Д. Випробування електричних машин. Учеб. для вузів за спец. «Електромеханіка». - М.: Вища шк., 1990.
2. ГОСТ 2582-81 Машини електричні обертові тягові. Загальні технічні умови.
3. ГОСТ 10159-79 Методи випробувань машин постійного струму.
Найважливішим етапом виготовлення машини є етап випробування електричної машини. Випробування електричних машин проводять з метою перевірки відповідності їх якості вимогам стандартів або технічних умов. Вони необхідні також після капітального або середнього ремонту машини. Для здійснення цих цілей необхідні програми та методики випробування електричних машин. Програми випробування електричних машин повинні бути складені таким чином, щоб можна було отримати всі показники і характеристики машин, встановлені технічними умовами. Точність результатів випробувань в значній мірі залежить від методики випробувань. Тому в Росії діє понад двадцяти п'яти державних стандартів і стандартів РЕВ тільки на методи випробувань електричних машин. Крім того, ряд методів випробувань викладено в стандартах на окремі види електричних машин.
Проведення випробувань електричних машин необхідно на всіх етапах. На стадії проектування проводять випробування макетних та дослідних зразків електричних машин для перевірки відповідності вихідних показників і характеристик машини вимогам технічного завдання. На стадії виготовлення випробування окремих вузлів машини (наприклад обмотки) проводяться після завершення окремих технологічних операцій. Після складання машини випробування проводять для перевірки відповідності її вихідних показників вимогам технічних умов. При експлуатації електричні машини періодично підлягають ремонту. Після ремонту електрична машина також повинна бути випробувана.
Випробування електричних машин на електромашинобудівних заводах є частиною загального технологічного процесу. Підвищення продуктивності праці призводить до посиленої автоматизації виробничих процесів. Це повною мірою відноситься і до випробувань. Так, майже на всіх машинобудівних заводах випробування проводять на конвеєр. В останні роки все більше випробувань проводиться з застосуванням ЕОМ. При цьому ЕОМ не тільки керує випробуваннями, але і дозволяє оперативно аналізувати результати випробувань і на цій основі здійснювати управління якістю виготовлення електричних машин.
У стандартах на електричні машини сформульовані технічні вимоги до показників якості електричних машин. Більшість з них потребує перевірки шляхом випробувань електричних машин. До них відносяться вимоги по надійності, нагріванню, енергетичними показниками (ККД, коефіцієнт потужності), а також вимоги до електричної міцності ізоляції обмоток, механічної міцності обертових частин машини, експлуатаційним показниками (таким, як максимальний, початковий пусковий і мінімальний моменти, початковий пусковий струм , швидкість наростання напруги збудження тощо), до роботи щіткового вузла, здатності витримувати короткочасні перевантаження, тривалої або короткочасній роботі в анормальних умовах, шумів і вібрацій, індустріальним радіоперешкод.
За перерахованими, а так само по ряду інших вимог до якості електричних машин, у стандартах встановлюються кількісні показники якості, а також у ряді випадків допуски на них. При випробуваннях перевіряють відповідність виміряних або розрахованих показників якості вимогам стандартів.
2. ПРОГРАМА Приймально-здавальні випробування ДВИГУНІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ.
У стандартах на електричні машини наведено технічні вимоги до показників якості та програми випробувань для визначення цих показників. Розроблено систему стандартів на методи випробувань електричних машин. Застосовуються стандарти на методи випробувань, які є загальними для всіх видів електричних машин. Так, наприклад ГОСТ 11828-75 і відповідний йому СТ РЕВ 1347-78 регламентує окремі методи випробувань. ГОСТ 25000-81 встановлює методи випробувань на нагрівання; ГОСТ 25941-83 - методи визначення втрат і ККД; ГОСТ 11929-87 та СТ РЕВ 828-77 - методи визначення рівня шуму; ГОСТ 12379-75 та СТ РЕВ 2412-80 - методи оцінки вібрації; ГОСТ 12259 та СТ СЕВ 136-74 - методи визначення витрати охолоджуючого газу; СТ РЕВ 295-76 - методи визначення моменту інерції обертається; СТ РЕВ 1107-78 - методи визначення опору обмоток без відключення машини від мережі.
Крім перерахованих стандартів, що поширюються на всі види машин, розроблені стандарти на методи випробувань машин постійного струму - ГОСТ 10159-79
Відповідно до ГОСТ 183-74 розрізняють такі види випробувань:
· Приймальні
· Приймально-здавальні
· Періодичні
· Типові
· Кваліфікаційні
Нас цікавлять, перш за все, приймально-здавальні випробування електричних машин. Приймально-здавальним випробуванням піддають кожну електричну машину. Програми цих випробувань значно коротше, ніж приймальних (Приймальні випробування проводяться на дослідному зразку продукції з метою прийняття її для серійного виробництва. Програма цих випробувань найбільш докладна.). Мета приймально-здавальних випробувань - встановити придатність кожної виготовленої машини до експлуатації за мінімально можливий час випробувань.
У програму приймально-здавальних випробувань двигунів постійного струму згідно ГОСТ 183-74 входять наступні випробування:
· Вимірювання опору ізоляції обмоток щодо корпусу машини і між обмотками
· Вимірювання опору обмоток при постійному струмі в практично холодному стані
· Випробування ДПТ при підвищеній частоті обертання
· Випробування ізоляції обмоток на електричну міцність щодо корпусу машини і між обмотками
· Випробування електричної міцності межвітковой ізоляції обмоток
· Визначення частоти обертання ДПТ при холостому ході
· Перевірка комутації при номінальному навантаженні і короткочасної перевантаження по струму
· Випробування машини на нагрівання
· Визначення області безіскрової роботи (для машин з додатковими полюсами) і коефіцієнт корисної дії
Коротко розглянемо кожен з пунктів програми випробувань ДПТ:
a. вимірювання опору ізоляції обмоток
щодо корпусу машини і між обмотками - величина опору ізоляції обмоток електричних машин - важливий інтегральний показник відображає стан ізоляції обмотки, хоча і не дозволяє впевнено судити про її надійність. Для вимірювання опору обмоток використовуються мегаомметри генеруючі постійна напруга.
b. Вимірювання опору обмоток при постійному
струмі в практично холодному стані - вимір таких опорів обмоток і їх порівняння, дозволяє дозволяє виявити помилки в числі витків і схемі з'єднань, якість пайки, несиметрію опору різних обмоток. Для многовіткових котушок з мідного дроту відмінність опорів дозволяє судити про якість технології.
c. Випробування ДПТ при підвищеній частоті обертання - одне з відповідальних випробувань двигуна. Потрібно для перевірки механічної міцності обертових частин машини. ГОСТ 183-74 встановлює величину підвищеної частоти обертання при випробуваннях, яка в більшості випадків перевищує на 20% граничну номінальну частоту обертання. Підвищена частота обертання витримується на протязі 2-х хвилин після чого проводиться ретельний огляд машини.
d. Визначення частоти обертання ДПТ при холостому ході - при холостому ході визначається частота обертання двигуна. Частоту обертання електродвигуна при ХХ визначають при номінальній напрузі в ланцюзі якоря і номінальному струмі збудження. При цьому температура обмотки збудження і підшипників повинна бути близькою до робочої. Якщо двигун має послідовне збудження, то досвід проводять при незалежному збудженні.
e. Перевірка комутації при номінальному навантаженні і короткочасної перевантаження по струму - комутація машин постійного струму оцінюється відповідно до ГОСТ 183-74 ступенем іскріння візуально. Відповідно до згаданого стандарту встановлена шкала, що складається з п'яти ступенів, для оцінки класу комутації або ступеня іскріння: 1-повна відсутність іскріння; 1 1 / 4-слабке точкове іскріння; 1 1 / 2 - слабке іскріння під більшою частиною щітки; 2 - іскріння під всім краєм щітки і поява слідів почорніння колектора не усуваються протиранням його поверхні, 3 - значне іскріння під усім краєм щітки з вилітають іскрами, подгара і руйнуванням щіток. Допустима ступінь іскріння від конкретного виду машини і вказується в технічних умовах. Якщо ступінь іскріння не вказана, то вважається, що при номінальному режимі роботи вона повинна бути не вище класу 1 1 / 2.
f. Випробування машини на нагрівання - мета цього випробування - перевірка відповідності температури різних частин машини требовааніям стандартів або технічних умов. Тепловий стан машини при роботі з номінальним навантаженням і в номінальному режимі має вирішальне значення для оцінки результатів її випробування.
g. Визначення області безіскрової роботи (для машин з додатковими полюсами) і коефіцієнт корисної дії - мета випробувань - визначити для окремих навантажень у межах від ХХ до номінальної і вище верхній і нижній межі відхилення струму в обмотці додаткових полюсів від відповідного струму ланцюга якоря, при якому комутація відповідає ступеню іскріння 1.
У п.3 більш докладно розглянемо випробування електроізоляції обмоток ДПТ.
3. Випробування електроізоляції обмоток ДПТ.
Електрична міцність ізоляції обмотки значною мірою зумовлює надійність машини. Тому випробування електричної міцності обмоток машини обов'язкові в будь-якій програмі - повної або скороченої. Випробування ізоляції обмоток дозволяє виявляти наявні та потенційні дефекти ізоляції.
Електроізоляція характеризується опором R i і максимальною напругою U пр, яке вона здатна витримувати без пробоїв. У програму випробувань ДПТ включено 3 види випробувань ізоляції обмоток - це вимірювання опору ізоляції обмоток щодо корпусу машини і між обмотками; випробування ізоляції обмоток на електричну міцність щодо корпусу машини і між обмотками; випробування електричної міцності межвітковой ізоляції обмоток. Розглянемо кожен вид випробувань ізоляції обмоток окремо.
3.1. Вимірювання опору ізоляції.
Величина опору ізоляції обмоток електричних машин - важливий інтегральний показник стану ізоляції обмотки. Для вимірювання опору обмоток використовуються мегаомметри генеруючі постійна напруга. Джерелами постійної напруги можуть бути генератори, а також статичні розпрямлюючі пристрою.
У таблиці наведено ряд відповідності номінальних значень напруг ДПТ напрузі вимірювання опору обмоток.
| U н, У | 110 | 220 | 660 | 3000 | 6000 |
| U мо, У | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2500 |
Опір на корпус і між фазовими обмотками слід вимірювати по черзі при електричному з'єднанні інших ланцюгів з корпусом машини. При вимірюванні електричного опору нульовий провід з'єднується з нульовим виводом, а високовольтний з одним з висновків машини.
Значення опору ізоляції має бути не менше (в робочому стані):
R min = U н / (1000 +0.01 P н)
де U н - номінальна напруга машини,
P н - номінальна потужність
На малюнках зображені електричні схеми з'єднання при вимірі опору ізоляції на корпус (рис.1) і опору між обмотками (рис.2):
3.2. Випробування електричної міцності ізоляції.
Випробування на електричну міцність ізоляції виробляють на установках з частотою струму 50Гц синусоїдальної напруги. Значення U ісп і час додатку (1 хв.) Встановлюється ГОСТ 173-74. U ісп прикладається між висновками обмотки при з'єднаних разом висновках інших обмоток і корпусу машини. Напруга плавно піднімається до U ісп, після витримки плавно знижується до нуля і відключається. Максимальна випробувальна напруга у відповідності з стандартом 1.3-1.5 U ном.
Для приймально-здавальних випробувань ДПТ час витримки може бути скорочено до 1 сек., При цьому U ісп збільшується на 20% і в цьому випадку напруга прикладається відразу.
Після випробування ДПТ на нагрів та інших випробувань при яких впливають механічно і електрично на машину (укладання обмоток, просочення і т.д.) знову проводять випробування. Щоб уникнути пошкодження ізоляції кожне наступне випробування проводиться зі зниженням U ісп таким чином, щоб U ісп відповідало вимогу тих. документації.
Установка для випробування міцності ізоляції підвищеною напругою повинна мати можливість регулювання напруги, прилади для вимірювання та автоматичного відключення і сигналізацію про різке збільшення струму витоку. Джерелом напруги служать силові однофазні трансформатори. Потужність використовуваних трансформаторів повинна бути пропорційна квадрату потужності випробуваного ДПТ.
Напруга на первинній стороні трансформатора повинен регулюватися регулятором напруги, а не реостатом. Установка повинна забезпечувати синусоїдальна напруга, тому що гармоніки призводять до істотного збільшення ємнісного струму і неправильної оцінки властивостей ізоляції. Рекомендується вибирати U ном трансформатора вище, ніж напруга випробуваної машини. При необхідності вимірювання високого вихідного напруги використовуються трансформатори напруги.
Випробування змінним струмом мають такі недоліки: неможливість контролю струму витоку, знижена напруга на лобових частинах через ємнісного струму пазової ізоляції. Тому для великих ДПТ випробуванню змінним струмом передує випробування постійним струмом:
U ісп. пост = 1.6 U ісп. перем
3.3. Випробування електричної міцності межвітковой ізоляції.
Перевірка електричної міцності межвітковой ізоляції має важливе значення для електричних машин. Відмови двигунів через міжвиткових замикань досягають 90% від загальної кількості для деяких типів. Випробування електричної міцності межвітковой для різних типів машин відрізняють деякі особливості. Для ДПТ при випробуваннях електричної міцності ізоляції необхідно стежити за тим, щоб напруга між колекторними пластинами не перевищило допустимої величини і не викликало круговий вогонь на колекторі. Отже випробувальну напругу слід підвищувати поступово, контролюючи стан колекторно-счеточного вузла. Машини з послідовним або паралельним порушенням слід відчувати при незалежному збудженні. Підвищувати частоту обертання ДПТ понад допустиму не слід.
Випробування електричної міцності межвітковой ізоляції проводиться шляхом підвищення U ном до значення 1.3-1.5 U ном на 3-5 хв. Якщо при випробуванні підвищені струми можуть викликати нагрівання вище допустимого, то час випробувань скорочують до 1 хвилини. При випробуванні ДПТ якщо число пар полюсів 2p = 4, то підвищення напруги якірної обмотки обмежується величиною U k max - Це напруга між двома колекторними пластинами, і воно не повинно перевищувати 24В. U k max ≤ 24В.
Розглянемо випробування електричної міцності межвітковой ізоляції ДПТ більш докладно. На практиці для випробувань межвітковой ізоляції підвищеною напругою використовується два методи.
I. Перший метод полягає в індукуванні у витках обмотки напруги підвищеної частоти. Для прикладу розглянемо випробування обмотки якоря покладеної в паз.
Після укладання секцій у пази, але ще до з `єднання, ЕРС підвищеної частоти індукується за допомогою сердечника, який прикладається до двох зубців між якими розташована випробувана секція, як показано на малюнку. Сердечник має П-образний профіль і набраний з листової ЕТС. На сердечнику знаходиться також обмотка збудження підключена до джерела частотою 10кГц. У результаті ЕРС, яка припадає на один виток, підвищується приблизно в 200 разів у порівнянні з випробуваннями при 50Гц. Для виявлення замикання між витками котушки використовують П-подібний контрольний сердечник з намотаною на ньому многовітковой вимірювальної котушкою. Висновки котушки з'єднуються з вольтметром. Сердечник прикладається до тих же зубцях на деякій відстані від першого, що дозволяє уникнути магнітного зв'язку між ними.
Цей спосіб застосовується також для випробування полюсних многовіткових котушок. Метод виявляє не тільки КЗ, але і помилки в числі витків, кроці секцій, схемі з'єднань, а також наявності подвійного КЗ на землю.
II. Другий метод - метод «біжучої хвилі» - випробування на КЗ і інших дефектів обмоток. При цьому методі на висновок обмотки за допомогою перетворювачів і перемикачів подаються імпульси високої напруги частотою 50Гц різких фронтів. При цьому є можливість створення межвиткового напруги 1-2кв.
Для виявлення пробою використовується кілька методів. В основі одного з них лежить порівняння форми імпульсів пройшли через будь-які дві обмотки пазо-секції. За допомогою перемикача імпульси подаються по черзі на кінці обмоток. Виходи приєднуються до електронного осцилографа. При появі дефекту в одній з частин форма імпульсів змінюється, а зображення на екрані буде роздвоєне.
Література
1. Гольдберг О.Д. Випробування електричних машин. Учеб. для вузів за спец. «Електромеханіка». - М.: Вища шк., 1990.
2. ГОСТ 2582-81 Машини електричні обертові тягові. Загальні технічні умови.
3. ГОСТ 10159-79 Методи випробувань машин постійного струму.