Монтаж электрических машин

МДК.01.01 «Основы организации работ по монтажу контрольно-измерительных приборов и автоматизации»

Профессия: 15.01.19 Наладчик контрольно-измерительных приборов и автоматики

Группа Н-23

Лекционный материал на 18.06.2020г.

 

ТЕМА. 4.МОНТАЖ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

И ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

 

Монтаж электрических машин

Электрические машины выпускаются на различные мощности – от долей ватта до сотен мегаватт. Их обычно подразделяют на микромашины, машины малой, средней и большой мощностей. Строгих границ в указанной классификации в настоящее время не существует, однако условно можно применить следующее разделение:

Микромашины – до 500 Вт. Как правило, это машины, которые отдельно не монтируются, а находятся в составе оборудования.

Машины малой мощности – от 0,5 до 10 кВт. Это машины, которые можно поднять вручную.

Машина средней мощности – от 10 до 200 кВт.

Машины большой мощности – 200 кВт и выше.

Иногда применяется термин “крупные машины”. Под этим термином подразумевают машины мощностью более 1000 кВт, поставляемые с завода-изготовителя, как правило, в разобранном виде и собираемые на месте установки.

Монтаж микромашин мы рассматривать не будем, т. к. они обычно являются встроенными элементами оборудования. Об особенностях монтажа крупных машин можно почитать в учебнике [2, 278–287]. Таким образом, темой дальнейшего разговора будет монтаж электрических машин мощностью от 0,5 до 1000 кВт, поступивших с завода в собранном виде. Наиболее распространенным видом электрических машин является двигатель, поэтому рассказ будет вестись применительно к двигателю. Однако большинство сказанного будет справедливо и для остальных электрических машин.

Подготовка места для монтажа электродвигателя. Электродвигатели устанавливаются на специальных конструкциях, на фундаментах или на стенах. Помещения, в которых находятся электрические машины, должны удовлетворять Требованиям к зданиям и сооружениям, принимаемым под монтаж электрооборудования (СНиП «Электротехнические устройства»). Фундаменты не должны иметь каверн, раковин, поверхностных трещин, поврежденных углов, оголенной арматуры, а также обрамляющих бортов.

Анкерные отверстия в бетонных и железобетонных фундаментах должны быть выполнены при их изготовлении путем закладки сборно-разборных пробок. Пробивать отверстия в готовых фундаментах не допускается. Расположение закладных деталей и отверстий должно соответствовать проектным геометрическим размерам.

После приёмки фундамента от строительной организации на него устанавливается фундаментная плита. Для подъема фундаментной плиты и двигателя используют подъёмники, краны, тали, полиспасты и другие грузоподъёмные механизмы и приспособления. Фундаментная плита выравнивается с помощью металлических клиньев и прокладок, прикрепляется к фундаменту анкерными болтами, а затем заливается бетоном – замоноличивается. Для выравнивания применяют домкраты – винтовые, гидравлические и клиновые. Подъёмные устройства должны быть испытаны и иметь соответствующую грузоподъемность.

Подготовка электродвигателя. Подготовка самого электродвигателя к монтажу начинается с внешнего осмотра. Если двигатель не имеет наружных повреждений, производят очистку его внутренних частей сжатым воздухом. Предварительно проверяют, чтобы воздух был сухой, для чего струю направляют на какую-либо поверхность или ладонь руки. При продуве ротор поворачивают вручную, проверяя свободное движение вала в подшипниках. У двигателей, имеющих подшипники скольжения, выполняется промывка их керосином и замена смазки.

Следующей операцией по подготовке двигателя является измерение сопротивления изоляции. У электродвигателей постоянного тока измеряют сопротивление изоляции между якорем и катушками возбуждения (полюсами). Проверяют также сопротивление изоляции якоря, щеток и катушек возбуждения по отношению к корпусу. При измерениях между щетками и коллектором помещается изолирующая прокладка из миканита, электрокартона, резины и т. п. У асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором измеряют сопротивление изоляции обмоток статора по отношению к корпусу. Если выведены шесть выводов трехфазной обмотки, измеряют также сопротивление секций обмоток относительно друг друга. У электродвигателей с фазным ротором кроме этого измеряют сопротивление изоляции между ротором и статором, а также сопротивление изоляции щеток по отношению к корпусу. При этом между кольцами и щетками должны быть проложены изолирующие прокладки.

Каким должно быть сопротивление изоляции? Это указывается в паспорте на каждую электрическую машину. Ориентировочные значения: для двигателей постоянного тока и для статорных обмоток двигателей переменного тока напряжением до 1000 В сопротивление изоляции должно быть не менее 500 кОм. Для роторных обмоток – не менее 200 кОм.

Если сопротивление изоляции меньше требуемых норм, то электродвигатель подвергают тщательному осмотру для выяснения причины. Если низкое сопротивление изоляции вызвано незначительным её повреждением в доступных местах, ремонт выполняют на месте. В случае серьезных повреждений изоляции, особенно обмоток, электродвигатель отправляют в специальную мастерскую, или на завод, или на место установки вызывают специальных электромонтеров-обмотчиков. Когда выясняется, что электродвигатель не имеет повреждений изоляции прокладок и обмоток и всё-таки показывает низкое сопротивление изоляции из-за её влажности, машину подвергают контрольному прогреву или сушке.

Сушка машины является трудоемкой, дорогостоящей и сложной операцией, поэтому ее производят только после тщательной проверки и установления её необходимости. Для заключения о состоянии изоляции используется метод измерения токов утечки при повышении напряжения до 2,5-кратного значения. Измерения производят при значениях напряжения равных 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 от номинального. По результатам измерений строят график зависимости тока утечки от приложенного напряжения. Прямолинейный характер этой зависимости говорит об исправном состоянии изоляции машины и о том, что такую машину можно включать в работу без сушки. Резкий перегиб линии графика говорит о сильной увлажнённости и необходимости сушки. Если линия графика не имеет резкого перегиба, но сильно отклоняется от прямой, машину подвергают контрольному прогреву и повторным испытаниям.

Основные методы сушки:

– тёплым воздухом от воздуходувки;

– инфракрасными лучами от специальных зеркальных ламп накаливания;

– током, пропускаемым по обмоткам от источника постоянного или переменного тока;

– короткое замыкание в генераторном режиме. Этим способом можно сушить синхронные машины и машины постоянного тока при наличии двигателя для их вращения;

– методом индукционных потерь в стали статора с помощью специальной временной обмотки из изолированного провода, намотанного поверх машины;

– методом индукционных потерь с использованием вала электрической машины в качестве намагниченного витка;

– двигателя постоянного тока на “ползучей скорости“.

Сушка электрическим током сильно отсыревших машин может вызывать вспучивание изоляции, поэтому необходим тщательный контроль за током и особенно за температурой обмоток в процессе сушки. Нагрев следует проводить постепенно. Через каждый час – два производят измерения сопротивления изоляции. При нагреве машины сопротивление изоляции несколько снижается, достигает минимального значения и затем монотонно возрастает. Сушка прекращается после того, как значение сопротивления изоляции при постоянной температуре не будет изменяться в течение нескольких часов.

Установка электродвигателя. Подготовленные и проверенные двигатели доставляют к месту установки и монтируют. Если электроустановка содержит двигатели массой 100 кг и более, то должны быть предусмотрены приспособления для их такелажа. Электродвигатели должны быть установлены таким образом, чтобы была исключена возможность попадания на их обмотку и токосъемные устройства воды, масла, эмульсии и т. п., а также, чтобы обеспечить доступ для осмотра и замены, а по возможности и для ремонта двигателя на месте установки. Вращающиеся части электродвигателей и части, соединяющие электродвигатели с механизмом (имеется в виду муфты, шкивы), должны иметь ограждения от случайных прикосновений.

Электродвигатель выверяют, соединяя его с приводимыми во вращение станком или механизмом. При всех способах соединения требуется проверка горизонтального положения двигателя в двух взаимно перпендикулярных направлениях: вдоль и поперёк оси вала. При выверке двигателя, устанавливаемого непосредственно на фундаменте или железобетонном полу, под лапы двигателя подкладывают металлические прокладки – клинья. Деревянные прокладки для этой цели не годятся, т. к. при заливке фундаментных болтов цементным раствором они набухают и сбивают произведенную выверку, а при затяжке болтов – спрессовываются.

Дальнейшие операции по выверке электродвигателя зависят от вида передачи – ременная или через муфту.

При ременной передаче необходимым условием правильной работы электродвигателя является соблюдение параллельности его вала и вала вращаемого им механизма, а также совпадение средних линий по ширине шкивов. При одинаковой ширине шкивов и расстоянии между центрами валов до 1,5 м выверка производится с помощью стальной выверочной линейки. При больших расстояниях пользуются струной или шнурком.

Выверку положения валов электродвигателя и вращаемого им механизма при их соединении муфтами выполняют с помощью скоб, закрепленных на полумуфтах электродвигателя и механизма. Поворачивая одновременно оба вала добиваются, чтобы расстояние между остриями центровочных скоб при этом не изменялось. Центровка достигается за счет изменения толщины прокладок и горизонтального сдвига. Однако абсолютно точного совпадения осевых линий соединяемых валов достигнуть невозможно, практически всегда имеют место радиальные и угловые смещения. Допустимые значения этих смещений зависят от типа применяемых муфт.

Жёсткие фланцевые муфты применяются для соединения строго соосных валов. Соосность обеспечивается применением в конструкции муфты выступов или центрирующих разъемных колец. Применение болтов, поставленных под развёртку, гарантирует требуемую точность соединения. Допускаемое радиальное смещение до 0,04 мм.

Зубчатые муфты применяются для соединения валов при передаче больших крутящих моментов. Не допускается угловое смещение валов, допускается радиальное, в зависимости от скорости вращения и диаметра муфты, до 0,8 мм.

Упругие втулочно-пальцевые муфты применяются для передачи крутящих моментов со смягчением ударов с помощью упругих элементов (втулок). Допускают угловое смещение до 1° и радиальное – до 0,6 мм.

Пружинные муфты применяются для передачи крутящих моментов со смягчением ударов с помощью упругих элементов – ленточных или пластинчатых пружин. Допускают угловое смещение до 1,25° и радиальное до 2–3 мм.

Подключение и пуск электродвигателя. Подключение питающего кабеля к выводному устройству машины является ответственной операцией, во многом определяющей надежность её эксплуатации. При выполнении подключения следует соблюдать ограничения по минимально допустимому радиусу изгиба кабеля, а также расстояния между наконечниками жил отдельных фаз. Кабели и провода, присоединяемые к электродвигателям, установленным на вибрирующих основаниях, на участке между подвижной и неподвижной частью основания должны иметь гибкие соединительные жилы. Учитывая вибрацию двигателя, следует обеспечить достаточное контактное усилие при завинчивании гаек, а также применять упругие гройверные шайбы и контргайки. При применении алюминиевых наконечников следует принимать дополнительные меры по стабилизации электрического сопротивления контактов (см. подразд. 1.4). Провода или кабели, подводимые к электродвигателю, на незащищённом участке должны иметь дополнительную изоляцию и защиту от механических повреждений (гибкие металлические рукава или резиновые трубы). Корпус электродвигателя должен быть надежно заземлен.

Пробный пуск электродвигателей производится в следующем порядке:

– кратковременный пуск. Определение направления вращения, отсутствия задевания ротора о статор и других дефектов;

– пуск машины на более длительное время, для определения отсутствия шума в подшипниках и нагрева подшипников, а также проверки системы охлаждения;

– проверка коммутации машин постоянного тока, при необходимости – шлифовка коллектора.

Класс коммутации электрических машин постоянного тока оценивается по степени искрения на сбегающих краях щётки по следующей шкале:

1 Отсутствие искрения (темная коммутация).

1 1/4 Слабое точечное искрение под небольшой частью щётки.

Оба эти режима характеризуются отсутствием нагрева щёток и почернения коллекторных пластин.

1 1/2 Слабое искрение под большей частью щёток. На поверхности коллектора появляются следы почернения, легко устраняемые протиранием тряпкой, смоченной бензином. На щётках появляются следы нагара.

2 Искрение под всем краем щётки. Такая коммутация допускается только при кратковременных толчках нагрузки и при кратковременных перегрузках. Характеризуется появлением на коллекторе следов почернения, не устраняемых протиранием бензином, а также появлением нагара на щётках.

3 Значительное искрение под всем краем щётки с наличием крупных вылетающих искр. Такой режим работы допускается только для моментов прямого включения и реверсирования машин без пускового реостата. Характеризуется значительным почернением коллектора, не устраняемым протиранием бензином, а также подгаром и разрушением щёток. Режим коммутации 3-го класса допускается только в том случае, если при этом коллектор и щётки остаются в состоянии, пригодном для дальнейшей работы;

– проверка работы машины под нагрузкой;

– проверка величины вибрации машины.

Вибрация оборудования, фундаментов и частей здания, создаваемая работающим двигателем, не должна превышать допустимых значений. Шум, создаваемый электродвигателем совместно с приводимым им механизмом, также не должен превышать уровня, допускаемого санитарными нормами.