close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

90.Электропривод и электрооборудование сельскохозяйственных предприятий

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УДК 62-83+621.31](07)
ББК 31.291+31.2]я7
Э45
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Составители:
кандидат технических наук, доцент В. А. Дайнеко,
старший преподаватель И. Н. Шаукат,
старший преподаватель Т. Г. Базулина,
ассистент В. И. Крупеня
Кафедра Э С Х П
Рецензенты:
заведующий кафедрой электроснабжения БНТУ,
кандидат технических наук, доцент В. Б. Козловская;
ведущий научный сотрудник РУП БелТЭИ,
кандидат технических наук М. Р. Кирплюк
Э45
ЭЛЕКТРОПРИВОД И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Электропривод и электрооборудование
сельскохозяйственных предприятий : практикум / сост.: В. А. Дайнеко,
И. Н. Шаукат, Т. Г. Базулина, В. И. Крупеня. - Минск : БГАТУ,
2013. - 176 с.
978-985-519-561-1.
Рекомендовано Учебно-методическим
объединением
по аграрному техническому образованию в качестве практикума
для студентов учреждений высшего образования
группы специальностей 74 06Агроинженерия
В практикуме изложены вопросы техники безопасности и организации
работы студентов в лаборатории электропривода. В издание включены
лабораторные занятия по основным разделам учебной дисциплины. При­
водятся краткие теоретические сведения по изучаемому электрооборудо­
ванию, описания лабораторных установок, необходимый справочный и
информационный материал, контрольные вопросы.
УДК 62-83+621.31](07)
ББК 31.291+31.2]я7
Минск
БГАТУ
2013
978-985-519-561-1
© БГАТУ, 2013
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 10
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ
ЭЛЕКТРОДНОГО.ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ
105
5
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 11
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
113
6
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 12
ИССЛЕДОВАНИЕ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
119
13
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 13
АСИНХРОННЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД
С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ
145
Лабораторная работа № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 14
НАЛАДКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
156
Т Р Е Х Ф А З Н О Г О А С И Н Х Р О Н Н О Г О Э Л Е К Т Р О Д В И Г А Т Е Л Я . . . . 26
ЛИТЕРАТУРА
174
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ
СТУДЕНТОВ В ЛАБОРАТОРИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Лабораторная работа № 3
ПОДГОТОВКА К ПУСКУ ТРЕХФАЗНОГО
АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
34
Лабораторная работа № 4
НАГРЕВ И ОХЛАЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
43
Лабораторная работа № 5
АППАРАТЫ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ
55
Лабораторная работа № 6
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ
64
Лабораторная работа № 7
ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВИДИМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
73
Лабораторная работа № 8
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ОСЕВОГО.ВЕНТИЛЯТОРА ПРИ РЕГУЛИРОВАНИИ
ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
90
Лабораторная работа № 9
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ
ЭЛЕМЕНТНОГО ТИПА
96
3
4
ВВЕДЕНИЕ
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ
СТУДЕНТОВ В ЛАБОРАТОРИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Практикум по дисциплине «Электропривод и электрообору­
дование СХП» подготовлен в соответствии с действующей про­
граммой курса и содержит учебно-методическую информацию по
лабораторным занятиям.
Темы лабораторных занятий тесно связаны с прочитываемыми
в этот же временной период лекциями, что облегчает студенту
п о н и м а н и е сути и з у ч а е м ы х п р о ц е с с о в .
В д а н н о м л а б о р а т о р н о м п р а к т и к у м е п р е д с т а в л е н ы р а б о т ы , соот¬
в е т с т в у ю щ и е у ч е б н о м у п л а н у курса « Э л е к т р о п р и в о д и электрообо¬
р у д о в а н и е » д л я студентов вузов по специальности: 1-36 12 01
«Проектирование и производство сельскохозяйственной техники»;
1-74 06 02 « Т е х н и ч е с к и е о б е с п е ч е н и е процессов х р а н е н и я и пере¬
р а б о т к и с е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й п р о д у к ц и и » ; 1-74 06 03 « Р е м о н т н о о б с л у ж и в а ю щ е е п р о и з в о д с т в о в сельском х о з я й с т в е » ; 1-74 06 01
« Т е х н и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е п р о ц е с с о в с е л ь с к о х о з я й с т в е н н о г о про¬
изводства»; 1-74 06 06 « М а т е р и а л ь н о - т е х н и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е
агропромышленного комплекса».
В л а б о р а т о р н о м п р а к т и к у м е и м е ю т с я м е т о д и ч е с к и е рекоменда¬
ц и и , п р и м е р ы , с п р а в о ч н ы е д е н н ы е , н е о б х о д и м ы е для в ы п о л н е н и я
л а б о р а т о р н ы х работ и п о д г о т о в к и к экзамену.
Д л я у с п е ш н о г о в ы п о л н е н и я л а б о р а т о р н ы х работ студенты обя¬
з а н ы заранее о з н а к о м и т ь с я с т е м о й п р е д с т о я щ е г о з а н я т и я и подго¬
т о в и т ь отчет.
В конце з а н я т и я студент п о к а з ы в а е т п р е п о д а в а т е л ю р е з у л ь т а т ы
и с п ы т а н и й и расчетов и ответы н а к о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы .
П о о к о н ч а н и и изучаемого д а н н о г о к у р с а студент д о л ж е н обла¬
дать с о о т в е т с т в у ю щ и м и з н а н и я м и , у м е н и я м и и н а в ы к а м и д л я само¬
стоятельного р е ш е н и я п р а к т и ч е с к и х задач, с в я з а н н ы х с в о п р о с а м и
электропривода и электрооборудования.
5
Общие положения
Студент, в ы п о л н я ю щ и й работу в лабораторных условиях, обязан:
1) и з у ч и т ь н а с т о я щ и е п р а в и л а , п р и н я т ь и х к о б я з а т е л ь н о м у
исполнению и расписаться в специальном журнале;
2) с о б л ю д а т ь п р а в и л а в н у т р е н н е г о р а с п о р я д к а , у т в е р ж д е н н ы е
ректором университета;
3) с о б л ю д а т ь т р е б о в а н и я т е х н и к и б е з о п а с н о с т и , о х р а н ы т р у д а
и сохранности лабораторного оборудования и приборов;
4) п р е д у п р е ж д а т ь н а р у ш е н и я т р е б о в а н и й б е з о п а с н о с т и со
с т о р о н ы т о в а р и щ е й ; в ы п о л н я т ь все т р е б о в а н и я р у к о в о д и т е л я ,
о т н о с я щ и е с я к с о б л ю д е н и ю п р а в и л т е х н и к и б е з о п а с н о с т и , по¬
рядку выполнения работ и поведению, а также требования по
сохранности лабораторного оборудования и приборов;
5) з а б л а г о в р е м е н н о г о т о в и т ь с я к п р е д с т о я щ е м у з а н я т и ю в ла¬
б о р а т о р и и , и с п о л ь з у я и н с т р у к ц и и , м е т о д и ч е с к и е у к а з а н и я к ла¬
бораторным работам и рекомендованную литературу;
6) п р и в ы п о л н е н и и л а б о р а т о р н о й р а б о т ы н а х о д и т ь с я т о л ь к о
н а с в о е м р а б о ч е м м е с т е , не т р о г а т ь о б о р у д о в а н и е и п р и б о р ы , не
относящиеся к работе, соблюдать тишину и порядок.
Запрещается:
а) без р а з р е ш е н и я т р о г а т ь и л и п е р е н о с и т ь со с т о л а н а с т о л
аппараты, приборы и пр.;
б) з а н и м а т ь с я д е л а м и , н е п о с р е д с т в е н н о не с в я з а н н ы м и с вы¬
полняемой работой;
в) с а д и т ь с я н а с т о л ы , с т а в и т ь н о г и н а э л е к т р и ч е с к и е м а ш и н ы ,
установки или другое оборудование.
П р и н а р у ш е н и и настоящих правил или требований руководи¬
т е л я с т у д е н т м о ж е т б ы т ь о т с т р а н е н от п р о в е д е н и я р а б о т и в н о в ь
допускается к их выполнению лишь с разрешения заведующего
кафедрой или декана.
6
П р и всякой порче машин, приборов, аппаратов и другого оборудо¬
вания или засорении рабочего места студент обязан во внеурочное
время устранить повреждения или привести в порядок рабочее место.
За порчу инвентаря и оборудования лаборатории, вызванную
н е с о б л ю д е н и е м н а с т о я щ и х п р а в и л , студент несет м а т е р и а л ь н у ю
ответственность.
Правила техники безопасности
П р и в ы п о л н е н и и р а б о т в л а б о р а т о р и и студенты о б я з а н ы пом¬
н и т ь о в о з м о ж н о с т и п о р а ж е н и я э л е к т р и ч е с к и м т о к о м и необходи¬
м о с т и с о б л ю д е н и я п р а в и л т е х н и к и безопасности. Н е в ы п о л н е н и е
п р а в и л безопасности, н е о с т о р о ж н о е о б р а щ е н и е с а п п а р а т у р о й , не¬
в н и м а т е л ь н о с т ь и, как следствие, с л у ч а й н о е
прикосновение
к т о к о в е д у щ и м ч а с т я м схем м о г у т повлечь за собой с е р ь е з н ы е
н е с ч а с т н ы е случаи.
П о э т о м у п р и работе в л а б о р а т о р и и э л е к т р о п р и в о д а , и м е ю щ е й
разнообразное электротехническое оборудование и вращающиеся
электрические машины, нужно соблюдать особую осторожность
и с л е д у ю щ и е о с н о в н ы е п р а в и л а т е х н и к и безопасности.
1. Э л е к т р и ч е с к у ю с х е м у м о ж н о с о б и р а т ь т о л ь к о п р и отключен¬
ном автоматическом выключателе.
2. В к л ю ч а т ь схему под н а п р я ж е н и е р а з р е ш а е т с я т о л ь к о после ее
проверки преподавателем или лаборантом.
3. О в к л ю ч е н и и схемы н а д о сделать п р е д у п р е ж д е н и е присут¬
с т в у ю щ и м , убедиться, что н и к т о не касается т о к о в е д у щ и х и л и
в р а щ а ю щ и х с я частей.
4. Л ю б ы е и з м е н е н и я в схеме м о ж н о делать только п р и отклю¬
ч е н н о й э л е к т р и ч е с к о й сети.
5. В процессе п р о в е д е н и я о п ы т о в к а т е г о р и ч е с к и з а п р е щ а е т с я
п р и к а с а т ь с я к н е и з о л и р о в а н н ы м т о ч к а м схемы.
6. Во и з б е ж а н и е с л у ч а й н о г о п р и к о с н о в е н и я к н е и з о л и р о в а н н ы м
т о ч к а м с х е м ы запрещается:
а) пользоваться в р е м е н н ы м с о е д и н е н и е м д в у х и л и н е с к о л ь к и х
проводов скручиванием;
б) в к л ю ч а т ь и л и о т к л ю ч а т ь схему р а з р ы в о м ц е п и п р о в о д о в
(вместо в ы к л ю ч а т е л я ) ;
в) п р и м е н я т ь п р о в о д а с п о в р е ж д е н н о й и з о л я ц и е й ;
7
г) п е р е м е щ а т ь и з м е р и т е л ь н ы е п р и б о р ы без с н я т и я н а п р я ж е н и я ;
д) р а с п о л а г а т ь т е т р а д и п р и записи п о к а з а н и й н а и з м е р и т е л ь н ы х
приборах;
е) оставлять без н а б л ю д е н и я в к л ю ч е н н ы е у с т а н о в к и ;
ж ) заходить за у с т а н о в л е н н ы е о г р а ж д е н и я .
7. П р и с р а б а т ы в а н и и а в т о м а т и ч е с к о г о в ы к л ю ч а т е л я с т у д е н т ы
с п о м о щ ь ю п р е п о д а в а т е л я у с т р а н я ю т п р и ч и н у в о з н и к н о в е н и я пере¬
грузки и л и короткого з а м ы к а н и я ; с н о в а в к л ю ч а ю т схему п о д
н а б л ю д е н и е м преподавателя.
8. П р и н е с ч а с т н о м случае н е м е д л е н н о о т к л ю ч и т ь у с т а н о в к у от
сети и оказать п е р в у ю п о м о щ ь п о с т р а д а в ш е м у . А п т е ч к а скорой по¬
м о щ и н а х о д и т с я в а п п а р а т н о й л а б о р а т о р и и . В случае необходимо¬
сти в ы з в а т ь с к о р у ю п о м о щ ь по т е л е ф о н у 103.
9. В случае п о ж а р а н е м е д л е н н о о т к л ю ч и т ь э л е к т р о п и т а н и е ла¬
б о р а т о р и и и п р и н я т ь м е р ы по л и к в и д а ц и и п о ж а р а . В в о д н ы й вы¬
ключатель лаборатории находится в аппаратной лаборатории.
Я щ и к с песком находится в цокольном этаже, а огнетушитель у дверей лаборатории.
В случае необходимости вызвать подразделение М Ч С по
телефону 101.
Порядок выполнения и сдачи лабораторных работ
1. Работы выполняются бригадами по 3-4 человека в соответствии
с графиком проведения лабораторных работ.
2. К работе в лаборатории электропривода допускаются студенты,
представившие черновик предстоящей работы и сдавшие отчет по
предыдущей работе. Черновик предстоящей работы должен включать
наименование работы, схему установки, вычерченную от руки, табли¬
цы, в которые будут заноситься результаты опытов, и свободную
страницу или две для записи паспортных д а н н ы х приборов и оборудо¬
вания, необходимых расчетов и пояснений. Рекомендуется для черно¬
вика использовать отдельную ученическую тетрадь в клеточку. Перед
началом опытов преподаватель проверяет подготовленность бригады
к работе путем опроса по содержанию и методике выполнения пред¬
стоящей работы. Предварительная подготовка к сдаче и выполнению
работы проводится дома с использованием лабораторного практикума
и рекомендуемой литературы.
8
3. Объем выполняемой в лаборатории работы определяется препо¬
давателем и включает в себя как экспериментальную, так и расчетную
части. В отдельных случаях преподаватель может изменить объем и
характер опытов.
4. П р и выполнении работы студенты должны:
а) ознакомиться с основным оборудованием и вспомогательной ап¬
паратурой, записать и х паспортные данные;
б) подобрать электроизмерительные приборы с учетом рода тока и
ожидаемых значений измеряемых величин, записать основные данные
приборов. Указательные стрелки измерительных приборов поставить
на нуль шкалы с п о м о щ ь ю корректора;
в) собрать электрическую схему и пригласить преподавателя и л и
лаборанта для проверки. П р и сборке электрической схемы следует
руководствоваться с л е д у ю щ и м правилом: вначале соединить все по¬
следовательные цепи от зажимов автоматического выключателя д о
испытуемой м а ш и н ы , затем подключить параллельные цепи и цепи
управления. Не следует использовать длинные провода там, где мож¬
но обойтись короткими проводами. Собранная схема обязательно
проверяется всеми студентами, в ы п о л н я ю щ и м и данную работу. П р и
этом необходимо обратить особое внимание на целостность соедини¬
тельных проводов, плотность контактов, затяжку
соединительных
клемм, положение рукояток аппаратов управления и положение по¬
д в и ж н ы х контактов реостатов (в соответствии с инструкцией к лабо¬
раторной работе);
г) включить схему под напряжение и проделать опыт, не производя
записей, чтобы ознакомиться с характером процесса;
д) произвести необходимые измерения и занести результаты изме¬
рений в черновик. Запись в черновик и последующая обработка опы¬
тов д о л ж н ы производиться индивидуально к а ж д ы м студентом. П р и
замерах следует иметь в виду, что характер экспериментальных кри¬
в ы х с достаточной для лабораторных работ точностью может быть
отражен по 4 - 5 замерам. Меньшее число замеров может привести к
искажению действительного характера кривой;
з) после подписи черновиков с разрешения преподавателя необхо¬
димо разобрать схему, уложить на место провода, приборы, привести
в порядок рабочее место. Если в работе использовались конденсаторы,
то перед разборкой схемы и х следует разрядить путем соединения
клемм конденсатора проводником;
и) в оставшееся рабочее время следует оформлять выполненную
работу. Уходить из лаборатории до звонка м о ж н о только с разрешения
преподавателя.
Защита отчета по выполненной лабораторной работе проводится,
как правило, в конце занятия, в часы, отведенные на выполнение рабо¬
ты или на консультации. Принимаются к защите отчеты, оформлен¬
ные с учетом требований, изложенных ниже, и с учетом требований
лабораторной работы. Отчет, выполненный небрежно, с ошибками,
подлежит переделке и защищается в дополнительно назначенное вре¬
мя (например, на консультации).
П о каждой лабораторной работе выставляется оценка; на основа¬
н и и ряда оценок выводится средняя оценка по циклу лабораторных
работ, которая учитывается при оценке знаний на экзамене.
П р и сдаче отчета преподаватель спрашивает студента в объеме ма¬
териала выполненной работы. Студент должен изложить цель, физи¬
ческую сущность, методику выполненной работы, назначение исполь¬
зованных м а ш и н и оборудования, объяснить и проанализировать по¬
лученные результаты.
Студент, выполнивший все работы и своевременно сдавший отче¬
ты по ним, получает допуск к экзамену.
П р о п у щ е н н ы е лабораторные работы отрабатываются в течение 10
дней после пропуска.
Требования по оформлению отчета
по лабораторной работе
е) показать результаты опыта преподавателю и (только после пра¬
вильных результатов, с его разрешения) приступить к следующему
опыту;
ж) после окончания всей работы черновики сдаются на проверку и
подпись преподавателю;
Отчет о в ы п о л н е н н о й р а б о т е составляется к а ж д ы м с т у д е н т о м
с а м о с т о я т е л ь н о и д о л ж е н б ы т ь п р е д с т а в л е н п р е п о д а в а т е л ю перед
н а ч а л о м о ч е р е д н о г о занятия.
Как правило, отчет выполняется на нескольких листах бумаги в
клеточку из обычной ученической тетради и л и на листах формата А4.
П е р в ы й л и с т отчета - т и т у л ь н ы й (см. образец). Н а с л е д у ю щ е й
с т р а н и ц е у к а з ы в а е т с я цель занятия, п р и в о д и т с я п р и н ц и п и а л ь н а я
9
10
электрическая схема установки, таблица перечня элементов схемы
лабораторной установки. Н а последующих листах размещаются таб¬
лицы, графики и расчеты. Н а последней странице записываются выво¬
д ы по работе, ставится дата выполнения работы и роспись исполните¬
ля. Все листы отчета склеиваются или сшиваются и нумеруются. От¬
чет по каждой лабораторной работе представляется отдельно.
С х е м ы и г р а ф и к следует в ы п о л н я т ь аккуратно, к а р а н д а ш о м ,
с п р и м е н е н и е м л и н е й к и , лекала, ц и р к у л я . С х е м ы и г р а ф и к и долж¬
ны быть пронумерованы и содержать подрисуночные подписи.
П о с т р о е н и е г р а ф и к о в м о ж н о в ы п о л н я т ь н а л и с т а х в клеточку, н о
л у ч ш е всего в ы п о л н я т ь и х на м и л л и м е т р о в о й бумаге. М а с ш т а б
н у ж н о в ы б и р а т ь т а к и м образом, ч т о б ы в п р и н я т о й е д и н и ц е д л и н ы
с о д е р ж а л о с ь 1, 2 и л и 5 и з м е р я е м ы х в е л и ч и н и л и и х д е с я т ы х долей.
П о э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м наносятся т о ч к и в виде к р у ж к о в ,
т р е у г о л ь н и к о в и л и звездочек (для к а ж д о й ф у н к ц и и - свои обозна¬
чения), через к о т о р ы е п р о в о д и т с я п л а в н а я у с р е д н е н н а я кривая. Н а
одном графике допускается изображать несколько различных
ф у н к ц и й одного и того ж е а р г у м е н т а (обычно - не более трех). П р и
э т о м м а с ш т а б ы в ы б и р а ю т с я т а к и м образом, ч т о б ы к р и в ы е разме¬
с т и л и с ь р а в н о м е р н о по всему п о л ю рисунка. Д л я к а ж д о г о г р а ф и к а
ось ф у н к ц и и н а н о с и т с я о т д е л ь н о с у к а з а н и е м р а з м е р н о с т и , напри¬
мер, д л я м о м е н т а М, Н-м. Вдоль осей п р о с т а в л я ю т с я р а з м е р н ы е
е д и н и ц ы , п р и ч е м ц и ф р о в ы е з н а ч е н и я осей в в ы п о л н я е м ы х р а б о т а х
о б ы ч н о н а ч и н а ю т с я с нуля. Д л я п о с т р о е н и я г р а ф и к о в рекомендует¬
ся использовать п р о г р а м м у М § Ехсе1.
Образец
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра Э С Х П
Лаборатория электропривода
Отчет
о лабораторной работе №
(название р а б о т ы )
В ы п о л н и л : студент 4 к у р с а
группы
Ф. И. О.
дата
Принял:
должность
Ф. И. О.
2013
11
12
Цс
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Цель работы:
изучить методику построения механических
характеристик электродвигателя постоянного тока независимого
в о з б у ж д е н и я э к с п е р и м е н т а л ь н ы м п у т е м и п о н о м и н а л ь н ы м дан¬
н ы м ; и с с л е д о в а т ь м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и д в и г а т е л я по¬
с т о я н н о г о т о к а н е з а в и с и м о г о в о з б у ж д е н и я п р и р а з л и ч н ы х спо¬
с о б а х р е г у л и р о в а н и я его у г л о в о й с к о р о с т и .
ТТТ1
Ш2
Кр
•ЯР+
Студент
должен
знать: п р и н ц и п д е й с т в и я и к о н с т р у к ц и ю
м а ш и н постоянного тока;
уметь:
строить механические характеристики электродвига¬
телей постоянного тока по экспериментальным данным.
Рис. 1. Схема включения электродвигателя постоянного тока
независимого возбуждения
Механическая характеристика электродвигателя устанавливает
Порядок выполнения:
1. И з у ч и т ь с х е м у л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и , п р и б о р ы и обору¬
дование.
2. И с с л е д о в а т ь п р о ц е с с р е г у л и р о в а н и я у г л о в о й скорости элек¬
т р о д в и г а т е л я п о с т о я н н о г о т о к а н е з а в и с и м о г о в о з б у ж д е н и я измене¬
н и е м с о п р о т и в л е н и я я к о р н о й ц е п и , и з м е н е н и е м в е л и ч и н ы магнит¬
ного потока, с о з д а в а е м о г о о б м о т к о й в о з б у ж д е н и я , и и з м е н е н и е м
н а п р я ж е н и я п и т а н и я о б м о т к и якоря.
3. П о с т р о и т ь м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и д в и г а т е л я .
Теоретические сведения
С х е м а э л е к т р о д в и г а т е л я п о с т о я н н о г о т о к а с н е з а в и с и м ы м воз¬
б у ж д е н и е м п р е д с т а в л е н а на рис. 1.
Цс
связь м е ж д у м о м е н т о м н а его в а л у М и у г л о в о й с к о р о с т ь ю со:
М
иФ
с
_ с
2
е
Ф
со,
к
(1.1)
к
где Ц/ - н а п р я ж е н и е н а з а ж и м а х якоря, В ;
I - ток я к о р н о й ц е п и , А;
К - сопротивление якорной цепи, Ом;
С - к о э ф ф и ц и е н т , з а в и с я щ и й от к о н с т р у к т и в н ы х п а р а м е т р о в
электродвигателя;
Ф - м а г н и т н ы й поток, В б ;
с
е
со - у г л о в а я скорость, рад/с.
Э т а ф о р м у л а м о ж е т б ы т ь п р е д с т а в л е н а в виде:
к
СФ
е
13
2
2
С Ф
е
14
2
М
(1.2.)
Т а к как и, С , Ф и К в о п р е д е л е н н ы х у с л о в и я х в е л и ч и н ы п о с т о ­
я н н ы е , то зависимость ся=/ (М) м о ж н о представить л и н е й н о й зави¬
с и м о с т ь ю вида:
со = А - ВМ.
е
Ф о р м у л ы (1.3) и (1.4.) п о з в о л я ю т о п р е д е л и т ь п у с к о в о й м о м е н т и
у г л о в у ю скорость п р и и д е а л ь н о м х о л о с т о м х о д е со :
0
(1.3)
М н
0
=
[112
пгу^>
и
с
1111
к
(1.4)
СеФ
П у с к о в о й м о м е н т и скорость и д е а л ь н о г о х о л о с т о г о х о д а м о ж н о
о п р е д е л и т ь и графически. Д л я этого п р я м у ю М = / (со) н е о б х о д и м о
п р о д о л ж и т ь до пересечения с о с ь ю а б с ц и с с ( п о л у ч и м с 0 ) и о с ь ю
ординат (получим М ).
М е х а н и ч е с к у ю характеристику можно построить по двум
точкам:
со = со , М = 0 и со = со , М = М .
-
Ш
+
Рис. 2. Схема включения двигателя постоянного тока
с дополнительным резистором в цепи якоря
п
0
н
+
ч
н
И н о г д а в т о р у ю т о ч к у у д о б н е е брать д л я м о м е н т а пуска со = 0,
М = Мп.
М е х а н и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а М = / (М), п о с т р о е н н а я п р и
и = и , К = К , Ф = Ф , называется естественной.
Е с л и л ю б а я из э т и х в е л и ч и н не соответствует у к а з а н н ы м равен¬
ствам, то х а р а к т е р и с т и к а называется и с к у с с т в е н н о й .
И с к у с с т в е н н а я х а р а к т е р и с т и к а используется в т о м случае, если
естественная не м о ж е т у д о в л е т в о р я т ь т р е б о в а н и я м производствен¬
ного м е х а н и з м а .
Н а п р и м е р , д л я р е г у л и р о в а н и я скорости и с к у с с т в е н н у ю характе¬
ристику можно получить введением дополнительного резистора
в цепь якоря (рис. 2), путем о с л а б л е н и я м а г н и т н о г о п о т о к а Ф об¬
м о т к и в о з б у ж д е н и я (рис. 3) и путем и з м е н е н и я н а п р я ж е н и я пита¬
н и я о б м о т к и якоря (рис. 4).
Рис. 3. Схема включения двигателя постоянного тока
с регулировочным резистором в цепи обмотки возбуждения
15
16
н
Я
н
1111 Ш2
Ир
7
1в
Ив
+
ы
|_
Так, п р и р е г у л и р о в а н и и скорости и з м е н е н и е м
я к о р н о й ц е п и ф о р м у л а (1.2) будет и м е т ь вид:
N
_1
и
РН
К
Я+
К
Д
М
со = -
ш
В
Я1/Т\Я2
В
=
К
этом
Я +
К
С Ф
1111^1112
1в
Ив
+
Рис. 4. Схема включения двигателя постоянного тока
при регулировании напряжения в якорной цепи
случае
Д
изменяется
сопротивления
только
(1.5)
угловой
коэффициент
а п е р в а я часть остается без и з м е н е н и я . Это значит,
2
что п р и у в е л и ч е н и и с о п р о т и в л е н и я р е г у л и р о в о ч н о г о р е з и с т о р а К Д
будет изменяться т о л ь к о н а к л о н м е х а н и ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к и
(рис. 5, зависимость 2).
П р и и з м е н е н и и в е л и ч и н ы м а г н и т н о г о п о т о к а Ф (допускается
т о л ь к о у м е н ь ш е н и е ) в ф о р м у л е (1.5) изменяется п е р в а я часть
СеФ
Н а рис. 5 п р е д с т а в л е н ы м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и : есте­
с т в е н н а я - 1 и и с к у с с т в е н н а я п р и и з м е н е н и и К - 2; п р и о с л а б л е н и я
м а г н и т н о г о потока Ф с п о м о щ ь ю К Д - 3 и п р и у м е н ь ш е н и и н а п р я ­
ж е н и я п и т а н и я о б м о т к и якоря 17 - 4.
и у г л о в о й к о э ф ф и ц и е н т второй ч а с т и
Я
я
К
2
Се Ф
С л е д о в а т е л ь н о , ско2
рость и д е а л ь н о г о х о л о с т о г о х о д а изменяется (при у м е н ь ш е н и и Ф
скорость с о у в е л и ч и в а е т с я ) , и н а к л о н п р я м о й т о ж е и з м е н я е т с я
(рис. 5, зависимость 3).
П р и у м е н ь ш е н и и н а п р я ж е н и я на обмотке я к о р я и з м е н я е т с я
т о л ь к о п е р в а я с о с т а в л я ю щ а я ф о р м у л ы (1.5). У г л о в о й к о э ф ф и ц и е н т
0
М
остается
при
этом
без
изменения.
С л е д о в а т е л ь н о , сс>о =
и
СеФ
у м е н ь ш а е т с я , а н а к л о н п р я м о й остается без и з м е н е н и я .
Описание лабораторной установки
Возможность регулирования скорости указанными способами лег­
ко пояснить с п о м о щ ь ю уравнения механической характеристики.
Лабораторная установка (рис. 6) состоит из электродвигателя по­
стоянного тока (ДПТ) и генератора постоянного тока, валы которых
соединены муфтой. Генератор предназначен для создания нагрузки на
валу двигателя. М о м е н т сопротивления на валу генератора пропорци¬
онален угловой скорости и току нагрузки в цепи якоря генератора. В
качестве нагрузки используются резисторы К1, К2, КЗ, которые под­
ключаются к генератору выключателями 8Л1, 8Л2, 8Л3.
17
18
ш
со
0 2
со
0
со
0 1
Рис. 5. Механические характеристики двигателя постоянного тока
Д П Т , а в о л ь т м е т р РУЗ и з м е р я е т н а п р я ж е н и е н а н а г р у з к е г е н е р а ­
тора. Ток якоря Д П Т контролируется амперметром РЛ1, ток
н а г р у з к и г е н е р а т о р а - а м п е р м е т р о м РЛ2, т о к о б м о т к и возбужде¬
н и я - а м п е р м е т р о м РАЗ.
У с т а н о в к а п о д к л ю ч а е т с я к сети п е р е м е н н о г о т о к а н а п р я ж е н и е м
220 В а в т о м а т и ч е с к и м в ы к л ю ч а т е л е м ОР1.
Ч а с т о т а в р а щ е н и я в а л а измеряется ц и ф р о в ы м т а х о м е т р о м . Н а
с в о б о д н о м к о н ц е в а л а э л е к т р о д в и г а т е л я н а с а ж е н а к р ы л ь ч а т к а , ко¬
т о р а я в р а щ а е т с я в прорези фотодатчика, с о с т о я щ е г о из с в е т о д и о д а
и фотодиода. К р ы л ь ч а т к а с о д е р ж и т 60 прорезей, п о э т о м у за 1 обо¬
рот н а вход ц и ф р о в о г о т а х о м е т р а поступает 60 и м п у л ь с о в . Т а к как
время и з м е р е н и я составляет 1 с, на ц и ф р о в о м и н д и к а т о р е высвечи¬
в а ю т с я п о к а з а н и я в об/мин.
Методика выполнения лабораторной работы
1. Е с т е с т в е н н а я м е х а н и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а э л е к т р о д в и г а т е л я
постоянного тока с независимым возбуждением.
П е р е д в к л ю ч е н и е м у с т а н о в к и р е з и с т о р ы Кд и Кр у с т а н о в и т ь
в п о л о ж е н и е «0». Ручку а в т о т р а н с ф о р м а т о р а ТУ1 у с т а н о в и т ь в
крайнее левое п о л о ж е н и е . В ы к л ю ч а т е л и 8Л1, 8Л2, 8Л3 д о л ж н ы
б ы т ь в ы к л ю ч е н ы . В к л ю ч и т ь л а б о р а т о р н у ю у с т а н о в к у автоматиче¬
с к и м в ы к л ю ч а т е л е м <2Р1 и п р и п о м о щ и а в т о т р а н с ф о р м а т о р а уста­
н о в и т ь п о к а з а н и е в о л ь т м е т р а РУ1 = 110 В. П о с л е у с т а н о в л е н и я
с т а б и л ь н ы х п о к а з а н и й ц и ф р о в о г о т а х о м е т р а записать п о к а з а н и я
п р и б о р о в , с о о т в е т с т в у ю щ и х р е ж и м у х о л о с т о г о х о д а Д П Т , в табл. 1.
В о л ь т м е т р РУ1 и з м е р я е т н а п р я ж е н и е н а в ы х о д е р е г у л и р у е м о ­
го в ы п р я м и т е л я , в о л ь т м е т р РУ2 и з м е р я е т н а п р я ж е н и е н а я к о р е
В к л ю ч и т ь в ы к л ю ч а т е л ь 8Л1, и после у с т а н о в л е н и я п о к а з а н и й
п р и б о р о в занести и х п о к а з а н и я в табл. 1. О п ы т п о в т о р и т ь д л я
нагрузок К2, КЗ, д л я чего п о с л е д о в а т е л ь н о в к л ю ч и т ь 8Л2, 8Л3. П р и
в ы п о л н е н и и каждого о п ы т а следить за п о к а з а н и я м и в о л ь т м е т р а и
п о д д е р ж и в а т ь н а п р я ж е н и е 110 В.
2. И с к у с с т в е н н ы е м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и электродвига¬
теля п о с т о я н н о г о т о к а с н е з а в и с и м ы м в о з б у ж д е н и е м п р и измене¬
н и и с о п р о т и в л е н и я р е з и с т о р а в ц е п и якоря.
Установить рукоятку резистора К в положение «I», включить
установку автоматическим выключателем ОР1. Увеличивая нагрузку
генератора в ы к л ю ч а т е л я м и 8Л1, 8Л2, 8Л3, записать п о к а з а н и я п р и ­
боров в табл. 1. О п ы т п о в т о р и т ь п р и п о л о ж е н и и р е з и с т о р а К на
19
20
Рис. 6. Схема лабораторной установки
Регулирование напряжения в цепи якоря двигателя постоянного
тока осуществляется регулятором напряжения, состоящим из авто¬
трансформатора ТУ1 и мостового выпрямителя на диодах
У01-У04.
Трансформатор ТУ2 и мостовой выпрямитель УВ5-УВ8 предназначе¬
н ы для питания обмоток возбуждения электродвигателя генератора.
Добавочный резистор К в цепи якоря Д П Т предназначен для регули­
рования силы тока якоря; резистор К позволяет регулировать силу
тока, следовательно, магнитный поток обмотки возбуждения Д П Т .
д
р
д
д
отметке «II» и «III». Во всех с л у ч а я х резистор К д о л ж е н б ы т ь в ы ­
веден в п о л о ж е н и е «0».
3. И с к у с с т в е н н ы е м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и электродвига¬
теля п о с т о я н н о г о т о к а с н е з а в и с и м ы м в о з б у ж д е н и е м п р и измене¬
н и и н а п р я ж е н и я п и т а н и я якоря. У с т а н о в и т ь резисторы К и К в
п о л о ж е н и е «0», р у ч к у а в т о т р а н с ф о р м а т о р а - в крайне левое поло¬
ж е н и е . В к л ю ч и т ь у с т а н о в к у а в т о м а т и ч е с к и м в ы к л ю ч а т е л е м ОР1 и,
и з м е н я я н а п р я ж е н и е п и т а н и я якоря а в т о т р а н с ф о р м а т о р о м , снять
м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и двигателя п о с т о я н н о г о тока с неза¬
висимым возбуждением при различных напряжениях. Результаты
и з м е р е н и й занести в табл. 2.
р
д
р
4. И с к у с с т в е н н ы е м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и электродвига¬
теля п о с т о я н н о г о т о к а с н е з а в и с и м ы м в о з б у ж д е н и е м п р и измене¬
н и и м а г н и т н о г о потока о б м о т к и в о з б у ж д е н и я .
У с т а н о в и т ь н а п р я ж е н и е п и т а н и я якоря и1 = 110 В. Снять меха¬
н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и двигателя п о с т о я н н о г о т о к а н е з а в и с и м о г о
в о з б у ж д е н и я п р и р а з л и ч н ы х з н а ч е н и я х м а г н и т н о г о потока о б м о т к и
возбуждения.
Магнитный поток уменьшается при увеличении сопротивления
К в цепи обмотки возбуждения.
Р е з у л ь т а т ы и з м е р е н и я занести в табл. 3.
П р о и з в е с т и в ы ч и с л е н и я по с л е д у ю щ и м ф о р м у л а м :
р
Р 1 = и 2 11;
где Р - м о щ н о с т ь , п о т р е б л я е м а я д в и г а т е л е м от сети, Вт;
Р - м о щ н о с т ь , о т д а в а е м а я г е н е р а т о р о м в сеть, Вт,
1
2
АР = Р 1 - Р 2 ,
где АР - с у м м а р н ы е п о т е р и в двигателе и генераторе.
С ч и т а я потери в двигателе и генераторе р а в н ы м и , м о щ н о с т ь н а
в а л у двигателя о п р е д е л я ю т по ф о р м у л е :
Р в = Р 1 - АР/2.
21
Таблица 1
Результаты измерений и расчетов по определению механической характеристики электродвигателя постоянного тока
с независимым возбуждением при изменении сопротивления в цепи якоря
Положение
реостата
К = 0
Кд = 0
V = 110 В
р
Кр = 0
Кд = I
VI
= 110 В
Кр = 0
Кд = II
V = 110 В
Кр = 0
Кд = III
V = 110 В
Измерено
Нагрузка
V, В
2
0
1
2
3
0
1
2
3
0
1
2
3
0
1
2
3
/1,
А
V, В
3
/ , А
2
п,
об/мин
Вычислено
М,
Нм
Вт
Рв,
Вт
Вт
ъ
со,
рад/с
ДР/2,
Вт
Таблица 2
Результаты измерений и расчетов по определению механической характеристики электродвигателя постоянного тока
с независимым возбуждением при изменении напряжения питания якоря
Напряжение питания
якоря, В
Измерено
Нагрузка
У,
В
/1,
г
А
V,,
В
Вычислено
п,
об/мин
/2,
А
Рв,
Вт
Вт
Вт
М,
Нм
ю,
рад/с
ъ
ДР/2,
Вт
0
1
110
2
3
0
1
80
2
3
0
1
50
2
3
Таблица 3
Результаты измерений и расчетов по определению механической характеристики электродвигателя постоянного тока
с независимым возбуждением при изменении магнитного потока обмотки возбуждения
0
500
1000
Нагрузка
га
га
<
0
1
2
3
0
1
2
3
0
1
2
3
24
<
га
га
га
аР
а.
3
ДР/2, Вт
р
ю, рад/с
Сопротивление резистора К
в цепи обмотки возбуждения,
Ом
Вычислено
п, об/мин
Измерено
М о м е н т н а валу о п р е д е л я ю т по ф о р м у л е :
Лабораторная работа № 2
М =
где ш =
пп
р
В
,
Нм,
ш
.
- у г л о в а я скорость, рад/с.
Содержание отчета:
1. Ц е л ь р а б о т ы .
2. Т е х н и ч е с к и е д а н н ы е и с с л е д у е м о г о электродвигателя, нагру­
зочного г е н е р а т о р а и п р и б о р о в , и с п о л ь з у е м ы х в работе.
3. Э л е к т р и ч е с к а я с х е м а у с т а н о в к и .
4. Т а б л и ц а с о п ы т а м и и р а с ч е т н ы м и д а н н ы м и .
5. Ф о р м у л ы , и с п о л ь з у е м ы е п р и расчетах.
6. Г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и .
Контрольные вопросы:
1. Какие способы регулирования скорости двигателя постоянного
тока существуют?
2. Ч е м о т л и ч а ю т с я естественная и и с к у с с т в е н н а я м е х а н и ч е с к и е
характеристики электродвигателя?
3. К а к
осуществляется
пуск
электродвигателя
двигателя
п о с т о я н н о г о тока?
4. П е р е ч и с л и т е области п р и м е н е н и я э л е к т р о д в и г а т е л е й посто¬
я н н о г о тока.
5. О б ъ я с н и т ь работу л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и и ее принципи¬
а л ь н у ю э л е к т р и ч е с к у ю схему.
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Цель работы:
изучить методику построения механической
характеристики электродвигателя опытным путем и по каталож­
ным данным; исследовать влияние питающего
напряжения
и с т е п е н и з а г р у з к и а с и н х р о н н о г о э л е к т р о д в и г а т е л я н а его харак¬
теристики.
Студент
должен знать: п р и н ц и п д е й с т в и я и к о н с т р у к ц и ю
3-фазных асинхронных электродвигателей;
уметь: с т р о и т ь м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и 3 - ф а з н ы х асин¬
хронных электродвигателей по опытным данным.
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с л а б о р а т о р н о й установкой, п р и б о р а м и и обо¬
рудованием.
2. П о с т р о и т ь м е х а н и ч е с к у ю х а р а к т е р и с т и к у а с и н х р о н н о г о трех¬
ф а з н о г о э л е к т р о д в и г а т е л я по о п ы т н ы м д а н н ы м .
3. П о с т р о и т ь м е х а н и ч е с к у ю х а р а к т е р и с т и к у э л е к т р о д в и г а т е л я
по о п ы т н ы м д а н н ы м п р и п и т а н и и о б м о т к и статора п о н и ж е н н ы м
напряжением.
Теоретические сведения
Трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнут ы м р о т о р о м п о л у ч и л и н а и б о л ь ш е е р а с п р о с т р а н е н и е в современ¬
ном электроприводе.
О с н о в н о й х а р а к т е р и с т и к о й э т и х э л е к т р о д в и г а т е л е й является ме¬
ханическая: М = / ( ю ) и л и М = / (8) , которая м о ж е т б ы т ь по¬
строена по о п ы т н ы м и к а т а л о ж н ы м д а н н ы м .
В н е ш н и й вид м е х а н и ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к и
р и с . 1 (кривая
1-2-3-4-5).
25
26
представлен
на
Для построения механической характеристики опытным путем
н е о б х о д и м о иметь нагрузочное у с т р о й с т в о и п р и б о р ы д л я и з м е р е ­
н и я м о м е н т а нагрузки М и частоты в р а щ е н и я п.
При
построении
зависимости
М = / (5)
текущие
М
5=1)
ММ1Ш
с к о л ь ж е н и я 5 о п р е д е л я ю т по ф о р м у л е :
-
Мп
ю- ю
5
1(Мп,
Мп
значения
Н-м
V
1
\
(2.1)
0
где ю - с и н х р о н н а я у г л о в а я скорость (угловая скорость м а г н и т н о г о
поля статора), рад/с;
ю - т е к у щ е е з н а ч е н и е у г л о в о й скорости, рад/с;
п - частота в р а щ е н и я в а л а электродвигателя, и з м е р е н н а я тахо¬
метром.
ю - определяется по ф о р м у л е :
4{Мн, %)
0
Ш |Х1Л С
1
Рис. 7. Механическая характеристика трехфазного
асинхронного электродвигателя
Нм
0
2л/
СОо =
(2.2)
р
1
о
0,85
П р и и з м е н е н и и нагрузки и з м е н я ю т с я к о э ф ф и ц и е н т п о л е з н о г о
д е й с т в и я п и к о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и созср электродвигателя:
где / - частота п и т а ю щ е г о тока, Г ц ;
р - ч и с л о п а р п о л ю с о в статора.
(2.3)
С к о л ь ж е н и е определяется по ф о р м у л е :
где Р - м о щ н о с т ь д в и г а т е л я н а валу, Вт;
Р - м о щ н о с т ь , п о т р е б л я е м а я д в и г а т е л е м из сети, Вт.
в
5
п -п
п0
с
0
где
60 • /
п =-
Р = М ю.
(2.4)
в
А к т и в н а я м о щ н о с т ь Р измеряется в а т т м е т р о м .
К о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и созср определяется по ф о р м у л е :
С
р
П р и и з м е н е н и и м о м е н т а н а г р у з к и н а в а л у М п о л у ч а ю т р я д то¬
ч е к н а р а б о ч е й ч а с т и м е х а н и ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к и ( р и с . 1,
кривая
3-4-5).
У ч а с т о к к р и в о й 7-3 о п и с а н н ы м с п о с о б о м п о л у ч и т ь н е л ь з я ,
так как при увеличении нагрузки сверх критического момента
М двигатель остановится.
Рс
соз ф =
73
•т
где V - л и н е й н о е н а п р я ж е н и е , В ;
I - ток о д н о й фазы, А.
К
27
28
созср
(2.5)
Тэт
Для построения механической характеристики по каталожным
данным необходимо иметь следующие данные:
- н о м и н а л ь н у ю м о щ н о с т ь н а валу э л е к т р о д в и г а т е л я Р , к В т ;
- н о м и н а л ь н у ю ч а с т о т у в р а щ е н и я п , об/мин;
- кратность м а к с и м а л ь н о г о м о м е н т а | 1 ;
- кратность п у с к о в о г о м о м е н т а | 1 ;
- кратность м и н и м а л ь н о г о м о м е н т а | 1 ш .
Н
Н
К
П
т
Н а основании этих данных находят четыре точки механической
характеристики, по которым можно приблизительно построить
к р и в у ю и з м е н е н и я момента.
1.
г
д
е
п
Мн =
Юн = —
н
н
.
30
н
2. Т о ч к а м и н и м а л ь н о г о м о м е н т а ц
3.
к
=
Л а б о р а т о р н а я у с т а н о в к а , схема к о т о р о й п р и в е д е н а н а рис. 2,
с о с т о и т и з а с и н х р о н н о г о т р е х ф а з н о г о э л е к т р о д в и г а т е л я , н а валу
к о т о р о г о н а с а ж е н м а х о в и к 2 э л е к т р о м а г н и т н о г о т о р м о з а 3. Элек­
т р о м а г н и т н ы й т о р м о з состоит и з м а г н и т н о й с и с т е м ы с п о л ю с н ы м и
н а к о н е ч н и к а м и 4 и к а т у ш к а м и 5. М а г н и т н а я система м о ж е т п о в о ­
р а ч и в а т ь с я н а о с и , у с т а н о в л е н н о й в о п о р а х 7. Н а с в о б о д н о м к о н ц е
оси з а к р е п л е н груз 8 и стрелка у к а з а т е л я м о м е н т а 9.
Т о ч к а пуска: М = ц М ю = 0 ( и л и 5 = 1),
ю
Ю
Описание лабораторной установки
Критическая
Ю
о
(
1
-
8
к
)
точка:
М тт
тт"
к
= 0,85.
5 = 5 ( ц +^[1 -1)
М = |1 М ;
К
5тт
М
к
н
к
н
к
или
.
4. Номинальный режим: М ; ю или 5
Н
н
5. Т о ч к а и д е а л ь н о г о х о л о с т о г о хода: М = 0; ю и л и 5 = 0.
0
0
0
О б щ и й в и д м е х а н и ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к и , п о с т р о е н н о й п о ката­
л о ж н ы м д а н н ы м , п о к а з а н н а рис. 2.1 (кривая
1-2-3-4-5).
М е х а н и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а м о ж е т быть п о с т р о е н а п о уравне¬
н и ю Клосса:
2 М
М
(2.6)
5
к
5
Кривая 1 - 3 - 4 - 5 , построенная по этому уравнению, требует
уточнения на участке 1-3. Для этого определяют М ш и получен­
ную точку соединяют с точкой 3, где М = М .
т
Рис. 2. Схема лабораторной установки
К
29
30
П р и в р а щ е н и и м а х о в и к а в м а г н и т н о м поле, с о з д а в а е м о м элек­
тромагнитами, возникающие в маховике вихревые токи создают
с о б с т в е н н о е м а г н и т н о е поле. М а г н и т н о е поле м а х о в и к а , в з а и м о ­
д е й с т в у ю щ е е с п о л е м э л е к т р о м а г н и т о в , создает в р а щ а ю щ и й мо¬
мент, в ы з ы в а ю щ и й поворот всей массы электротормоза вместе
с противовесом 8 и стрелкой 9 в сторону вращения маховика. Частота
вращения электродвигателя измеряется ц и ф р о в ы м тахометром.
Т а к и м образом, угол о т к л о н е н и я стрелки п р о п о р ц и о н а л е н вра­
щ а ю щ е м у м о м е н т у э л е к т р о д в и г а т е л я . И з м е н я я ток в ц е п и к а т у ш е к
э л е к т р о м а г н и т о в , м о ж н о изменять нагрузку н а валу э л е к т р о д в и г а ­
теля, что н е о б х о д и м о д л я с н я т и я з а в и с и м о с т и М = /(ю).
Методика исследования
Ознакомиться
с оборудованием,
аппаратурой
управления
и и з м е р и т е л ь н ы м и п р и б о р а м и . И з у ч и т ь у с т а н о в к у д л я исследова¬
н и я электродвигателя.
С н я т и е м е х а н и ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к и н а ч и н а ю т с точки, соот­
в е т с т в у ю щ е й х о л о с т о м у х о д у двигателя. Д л я этого н а п р я ж е н и е пи¬
т а н и я э л е к т р о м а г н и т н о г о т о р м о з а д о л ж н о б ы т ь о т к л ю ч е н о . Изме¬
р я ю т значение ч а с т о т ы в р а щ е н и я и другие в е л и ч и н ы (Р, V, I). Затем
п о д а ю т н а п р я ж е н и е н а о б м о т к у э л е к т р о м а г н и т н о г о т о р м о з а вклю¬
ч а т е л е м ()Р2 и, и з м е н я я силу тока р е о с т а т о м К , с н и м а ю т показа¬
н и я п р и б о р о в д л я т р е х - ч е т ы р е х з н а ч е н и й с и л ы тока тормоза.
т
Р е з у л ь т а т ы и з м е р е н и й занести в таблицу.
М е х а н и ч е с к у ю характеристику, с н я т у ю о п ы т н ы м путем, по¬
строить д л я д в у х з н а ч е н и й н а п р я ж е н и я питания: V = 380 В
и V = 220 В.
31
Таблица
Опытные и расчетные данные для построения механической
характеристики асинхронного электродвигателя
Напряжение
сети П, В
380
220
№
опыта
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
Р,
Вт
Результаты измерений
Электродвигатель
I,
М,
п,
П,
В
А
Нм
об/мин
Электротормоз
I,
П,
В
А
Расчетные результаты
со,
рад/с
Р,
Вт
С08ф
Содержание отчета:
1.
2.
3.
4.
Ц е л ь и задачи и с с л е д о в а н и й .
Э л е к т р и ч е с к а я с х е м а л а б о р а т о р н о й установки.
Таблицы с опытными и расчетными данными.
Формулы, используемые при выполнении работы.
5. Г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и М = / (5) и л и М = / ( ю ) , постро­
Л а б о р а т о р н а я работа № 3
ПОДГОТОВКА К ПУСКУ ТРЕХФАЗНОГО
АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
е н н ы е по о п ы т н ы м д а н н ы м д л я д в у х з н а ч е н и й н а п р я ж е н и я .
6. Г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и ц = / ( Р ) ; С08ф(Р ).
В
В
Контрольные вопросы:
1. О б ъ я с н и т ь устройство т р е х ф а з н о г о а с и н х р о н н о г о э л е к т р о д в и ­
гателя с к о р о т к о з а м к н у т ы м р о т о р о м .
2. О б ъ я с н и т ь у с т р о й с т в о л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и , н а з н а ч е н и е
приборов и оборудования.
3. О б ъ я с н и т ь методику п о с т р о е н и я м е х а н и ч е с к о й характеристи¬
ки э л е к т р о д в и г а т е л я по о п ы т н ы м д а н н ы м .
4. Н а п и с а т ь ф о р м у л ы д л я о п р е д е л е н и я м о щ н о с т и на валу элек­
тродвигателя, к о э ф ф и ц и е н т а м о щ н о с т и , ч а с т о т ы в р а щ е н и я , пуско¬
вого и критического м о м е н т а , с к о л ь ж е н и я и дать н е о б х о д и м ы е
пояснения.
5. Н а п и с а т ь ф о р м у л у м е х а н и ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к и асинхрон¬
ного электродвигателя.
6. Объяснить методику построения механической характеристики
асинхронного электродвигателя по каталожным д а н н ы м и по уравне¬
н и ю Клосса.
Написать формулу синхронной угловой скорости. Определить
максимально возможную частоту вращения магнитного поля статора
при питании электродвигателя от сети 50 Гц.
33
Цель работы: изучить требования к техническому состоянию элек¬
тродвигателя при подготовке его к пуску; ознакомиться со способами
обнаружения повреждений в обмотках электродвигателей; ознако¬
миться со схемами включения трехфазного асинхронного электродви¬
гателя в сеть.
Студент должен знать: способы пуска трехфазного асинхронного
короткозамкнутого электродвигателя и маркировку выводов обмоток;
уметь: собирать схемы соединения обмоток электродвигателей;
выполнять маркировку выводов обмоток.
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с л а б о р а т о р н о й установкой, записать паспорт¬
н ы е д а н н ы е приборов и о б о р у д о в а н и я .
2. И з у ч и т ь способы о б н а р у ж е н и я к о р о т к и х з а м ы к а н и й м е ж д у
о б м о т к а м и и л и о б м о т к о й и к о р п у с о м двигателя, а т а к ж е н а л и ч и е
о б р ы в о в в обмотках.
3. И з у ч и т ь и н с т р у к ц и ю по и з м е р е н и ю с о п р о т и в л е н и я и з о л я ц и и
п р и п о м о щ и мегомметра.
4. Н а у ч и т ь с я определять н а ч а л а и к о н ц ы обмоток д в и г а т е л я ме¬
т о д а м и т р а н с ф о р м а ц и и и подбора.
5. И з у ч и т ь методику о п р е д е л е н и я н о м и н а л ь н о г о н а п р я ж е н и я
электродвигателя, если оно неизвестно.
6. О з н а к о м и т ь с я с п а с п о р т н о й т а б л и ч к о й э л е к т р о д в и г а т е л я и
уметь пользоваться п р е д с т а в л е н н ы м и на ней д а н н ы м и .
7. П о д к л ю ч и т ь т р е х ф а з н ы й двигатель к т р е х ф а з н о й сети н а
н а п р я ж е н и е 380 В и 220 В.
8. П о д к л ю ч и т ь т р е х ф а з н ы й двигатель к о д н о ф а з н о й сети.
34
Теоретические сведения
В н а с т о я щ е е в р е м я в п р о м ы ш л е н н о с т и и сельском х о з я й с т в е
ш и р о к о п р и м е н я ю т а с и н х р о н н ы е т р е х ф а з н ы е э л е к т р о д в и г а т е л и се­
рий 4АИ и АИР.
Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором
(рис. 1) состоит: из статора 10 - н е п о д в и ж н о г о к о л ь ц е в о г о сердеч¬
ника, н а б р а н н о г о из листов э л е к т р о т е х н и ч е с к о й стали, в пазах ко¬
торого у л о ж е н а статорная обмотка; р о т о р а 9, в р а щ а ю щ е г о с я
в п о д ш и п н и к а х 2, 6, у к р е п л е н н ы х в п о д ш и п н и к о в ы х щ и т а х 3, 7.
С е р д е ч н и к р о т о р а н а б р а н т а к ж е из листов э л е к т р о т е х н и ч е с к о й ста¬
л и и у к р е п л е н н а валу 1 электродвигателя, на котором устанавлива¬
ется в е н т и л я т о р 5. В п а з а х м а г н и т о п р о в о д а р о т о р а 9 у к л а д ы в а е т с я
с т е р ж н е в а я обмотка, накоротко з а м к н у т а я к о л ь ц а м и по т о р ц а м .
Н а п а с п о р т н о й т а б л и ч к е (рис. 2) а с и н х р о н н о г о к о р о т к о з а м к н у того э л е к т р о д в и г а т е л я у к а з ы в а е т с я его т и п и н о м и н а л ь н ы е д а н н ы е ;
м о щ н о с т ь н а в а л у (кВт), л и н е й н о е н а п р я ж е н и е н а з а ж и м а х (В), ли¬
н е й н ы й ток (А), ч а с т о т а тока (Нг), ч и с л о о б о р о т о в (об/мин), К П Д
(%), к о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и (косинус у г л а м е ж д у в е к т о р а м и
н а п р я ж е н и я и тока ф а з ы о б м о т к и статора) созср. Д л я двигателя с
ф а з н ы м р о т о р о м указывается, к р о м е того, н а п р я ж е н и е н а контакт¬
н ы х к о л ь ц а х (при н е п о д в и ж н о м роторе) и ток о б м о т к и р о т о р а (при
н о р м а л ь н о м р е ж и м е ) . Н а п а с п о р т н о й т а б л и ч к е т а к ж е у к а з а н ы схема
с о е д и н е н и я о б м о т к и статора, р е ж и м р а б о т ы , д л я которого предна¬
значен двигатель, степень з а щ и т ы , его м а с с а (кг), класс и з о л я ц и и .
Рис. 2. Заводской щиток асинхронного электродвигателя серии 4А
с техническим паспортом
Рис. 1. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором:
1 - вал ротора; 2, 6 - подшипник; 3, 7 - щит подшипника; 4 - клемная коробка;
5 - вентилятор; 8 - крышка; 9 - магнитопровод ротора; 10 - статорная обмотка;
11 - корпус; 12 - лапа
35
О б о з н а ч е н и е т и п а электродвигателя, н а п р и м е р , 4 А 1 0 0 8 2 У З и л и
4 А Н 9 0 Ы 3 8 У 4 , р а с ш и ф р о в ы в а е т с я с л е д у ю щ и м образом: 4 - н о м е р
с е р и и ; А - в и д двигателя ( а с и н х р о н н ы й ) ; Н - з а щ и щ е н н ы й 1Р23
(для з а к р ы т о г о и с п о л н е н и я о б о з н а ч е н и е не дается); А - алюминие¬
в ы е с т а н и н а и щ и т ы (Х - а л ю м и н и е в а я с т а н и н а и ч у г у н н ы е щ и т ы ;
если с т а н и н а и щ и т ы ч у г у н н ы е , н и к а к о г о о б о з н а ч е н и я не дается);
100 (90) - в ы с о т а оси в р а щ е н и я , м м ; 5, М, Ь - у с т а н о в о ч н ы е р а з м е ­
р ы по д л и н е корпуса; А, В - д л и н а с е р д е ч н и к а (дается в т о м случае,
когда н а о д н о м у с т а н о в о ч н о м р а з м е р е п р е д у с м о т р е н ы д в е мощно¬
сти); 2, 4, 6, 8 - ч и с л о п о л ю с о в ; У - к л и м а т и ч е с к о е и с п о л н е н и е ,
3 (4) - категория р а з м е щ е н и я . Степень з а щ и т ы 1Р44 (закрытое об¬
д у в а е м о е и с п о л н е н и е ) не д о п у с к а е т п о п а д а н и е внутрь э л е к т р о д в и 36
гателя п о с т о р о н н и х п р е д м е т о в д и а м е т р о м б о л ь ш е 1 м м и воды,
разбрызгиваемой с любого направления.
П р и у с т а н о в к е двигателя, п о л у ч е н н о г о со склада или в н о в ь п р и ­
обретенного, следует п р о и з в е с т и о п е р а ц и и , к о т о р ы е предусматри¬
в а ю т с я п р а в и л а м и п р и в к л ю ч е н и и двигателя в сеть после длитель¬
ного п е р е р ы в а .
С о г л а с н о п р а в и л а м э к с п л у а т а ц и и сельских у с т а н о в о к , д л и т е л ь ­
н ы м п е р е р ы в о м в э к с п л у а т а ц и и электродвигателя считается м е с я ц
и более.
Проверка механической части электродвигателей производится
в н е ш н и м о с м о т р о м . И з н о с п о д ш и п н и к о в определяется по о с е в о м у
и р а д и а л ь н о м у л ю ф т а м . Для п о д ш и п н и к о в к а ч е н и я л ю ф т не д о л ж е н
наблюдаться.
Я в н ы й пробой изоляции на корпус проверяется по схеме на рис. 3.
Е с л и л а м п о ч к а н е загорается, то з а м ы к а н и й обмоток н а к о р п у с
нет, если ж е загорается, то имеется з а м ы к а н и е (пробой) н а корпус.
Аналогично проверяют отсутствие замыканий между разными
о б м о т к а м и (рис. 4).
С о п р о т и в л е н и е и з о л я ц и и измеряется м е г о м м е т р о м (рис. 5).
Рис. 4. Проверка отсутствия замыкания между разными обмотками
9
О О О
5В тг
11.
И1
6 о о
в в
9
О О О
О О О
Рис. 3. Проверка пробоя изоляции на корпус
37
Рис. 5. Измерение сопротивления изоляции мегомметром
К а ч е с т в о и з о л я ц и и считается х о р о ш и м и э л е к т р о д в и г а т е л ь раз¬
р е ш а е т с я в к л ю ч а т ь в сеть, если с о п р о т и в л е н и е и з о л я ц и и п о отно¬
ш е н и ю к к о р п у с у будет больше, ч е м 1000 О м на к а ж д ы й вольт
н а п р я ж е н и я сети. Для н и з к о в о л ь т н ы х двигателей (до 500 В)
н а и м е н ь ш и м д о п у с к а е м ы м с о п р о т и в л е н и е м и з о л я ц и и о б ы ч н о счи¬
тается 500 000 О м (0,5 м О м ) . Е с л и с о п р о т и в л е н и е и з о л я ц и и ока¬
жется м е н ь ш е д о п у с т и м о г о , но з а м ы к а н и й на корпус нет, двигатель
д о л ж е н быть п о д в е р г н у т с у ш к е . О т с у т с т в и е о б р ы в о в и одновре­
менное определение выводов обмоток производится при помощи
омметра, и л и л а м п ы , в к л ю ч е н н о й п о с л е д о в а т е л ь н о с о б м о т к о й и
низковольтным источником питания.
38
М а р к и р о в к а к о н ц о в , т. е. о п р е д е л е н и е « н а ч а л а » и « к о н ц а » об­
м о т к и , п р о и з в о д я т с я м е т о д о м т р а н с ф о р м а ц и и . Д л я этого с о е д и н я ю т
две л ю б ы е о б м о т к и п о с л е д о в а т е л ь н о и п о д к л ю ч а ю т и х в сеть пере­
м е н н о г о т о к а на п о н и ж е н н о е н а п р я ж е н и е , а к третьей о б м о т к е п о д ­
к л ю ч а ю т в о л ь т м е т р (рис. 6).
О д н о ф а з н ы е а с и н х р о н н ы е э л е к т р о д в и г а т е л и в ы п у с к а ю т с я мощ¬
н о с т ь ю д о 0,6 кВт. О н и и м е ю т м е н ь ш и й К П Д , ч е м т р е х ф а з н ы е .
При необходимости в однофазном режиме можно использовать
о б ы ч н ы е т р е х ф а з н ы е э л е к т р о д в и г а т е л и . И з в е с т н ы р а з л и ч н ы е схе¬
м ы в к л ю ч е н и я т р е х ф а з н ы х э л е к т р о д в и г а т е л е й в о д н о ф а з н у ю сеть.
Е с л и н а п р я ж е н и е в о д н о ф а з н о й сети 220 В , а в п а с п о р т е элек­
т р о д в и г а т е л я у к а з а н ы н а п р я ж е н и я 220/380 В , то его о б м о т к и
с о е д и н я ю т п о схеме (рис. 7).
-220 В
Рис. 6. Определение маркировки выводов обмотки
О д и н из в ы в о д о в о б м о т к и статора п р и н и м а ю т за н а ч а л о о д н о й
и з фаз. Е с л и н а в е д е н н а я в третьей о б м о т к е Э Д С р а в н а н у л ю , то об­
м о т к и п е р в ы х двух ф а з с о е д и н е н ы о д н о и м е н н ы м и в ы в о д а м и .
В этом случае м а г н и т н ы е п о т о к и п е р в о й и второй о б м о т о к склады¬
в а ю т с я так, ч т о с у м м а р н ы й м а г н и т н ы й поток н а п р а в л е н перпенди¬
к у л я р н о оси третьей о б м о т к и и н е н а в о д и т в ней Э Д С . Е с л и соеди¬
н е н ы р а з н о и м е н н ы е в ы в о д ы обмоток, р е з у л ь т и р у ю щ и й м а г н и т н ы й
п о т о к н а п р а в л е н вдоль оси третьей о б м о т к и и н а в о д и т в н е й Э Д С ;
в о л ь т м е т р п р и этом п о к а ж е т н а л и ч и е н а п р я ж е н и я .
Для двигателей мощностью до 3 кВт можно применить метод
подбора. Д л я этого, п о с л е о п р е д е л е н и я п р и н а д л е ж н о с т и в ы в о д о в
с о о т в е т с т в у ю щ и м ф а з а м обмоток, т р и в ы в о д а обмоток, п р и н я т ы е
у с л о в н о за « к о н ц ы » с о е д и н я ю т вместе, а т р и в ы в о д а («начала» об¬
моток) п р и с о е д и н я ю т к в ы в о д а м сети. Е с л и п о с л е в к л ю ч е н и я дви¬
гатель работает без р ы в к о в , н е гудит, то в ы в о д ы п о д о б р а н ы пра¬
вильно. П р и неправильном включении обмоток по обмоткам двига­
теля п р о т е к а е т ток, з н а ч и т е л ь н о п р е в ы ш а ю щ и й н о р м а л ь н о е значе¬
н и е п р и х о л о с т о м х о д е , а двигатель п р и этом гудит. М е н я я м е с т а м и
в ы в о д ы фаз, д о б и в а ю т с я н о р м а л ь н о й р а б о т ы двигателя, п о с л е ч е г о
м а р к и р у ю т в ы в о д ы с л е д у ю щ и м образом:
первая
фаза
начало
конец
вторая
фаза
С1
С4
третья
фаза
С2
С5
39
С3
С6
Рис. 7. Схема включения трехфазного АД в однофазном режиме
с использованием конденсаторов
Е м к о с т ь р а б о ч е г о к о н д е н с а т о р а С (мкФ) для э т о й схемы п р и
н а п р я ж е н и и 220 В и частоте 50 Г ц о п р е д е л я ю т п о ф о р м у л е :
р
Ср = 66Рн ,
где Р - н о м и н а л ь н а я м о щ н о с т ь э л е к т р о д в и г а т е л я , кВт.
н
Если двигатель при такой емкости конденсатора не запускается,
подключают пусковой конденсатор С , емкость которого С = (2,5-3,0) С .
Допустимое напряжение конденсаторов должно быть больше напря¬
жения сети примерно в 1,5 раза.
В качестве рабочих рекомендуется применять конденсаторы ти п а
М Б Г 4 , в качестве пусковых допускается использование электролити¬
ческих конденсаторов. П р и м е н е н и е конденсаторов позволяет полу¬
чить от трехфазного электродвигателя п р и питании от однофазной
сети 6 5 - 7 0 % его номинальной мощности. В к л ю ч е н и е трехфазного
асинхронного электродвигателя в однофазном р е ж и м е м о ж н о осуще¬
ствить с п о м о щ ь ю активного сопротивления (резистора), включаемого
последовательно с одной из обмоток (рис. 8).
п
40
п
р
Величину активного сопротивления, включаемого последова­
т е л ь н о с о б м о т к о й , м о ж н о о п р е д е л и т ь по п р и б л и ж е н н о й ф о р м у л е :
Яп = 22/Рн.
Пусковой резистор К
пуска.
П
ЗЛ/РЕ-380/220 В, 50 Гц
/_1 12 1Ъ
\.
\.
\,
в к л ю ч а ю т кнопкой 8 В только на время
-220 В
Рис. 9. Схема включения электродвигателя в сеть
(«звездой» или «треугольником»)
Рис. 8. Схема включения трехфазного АД в однофазном режиме
с использованием резистора
Двигатель, включенный по изображенной на рис. 8 схеме, развива­
ет 4 5 - 5 0 % мощности, указанной в паспорте для трехфазного режима.
Методика выполнения лабораторной работы
1. П р о и з в е с т и п р о в е р к у о б м о т о к статора э л е к т р о д в и г а т е л я на
о б р ы в , на к о р о т к и е з а м ы к а н и я м е ж д у о б м о т к а м и и м е ж д у обмот¬
к а м и и корпусом двигателя. Д л я п р о в е р к и м о ж н о пользоваться ом¬
м е т р о м и л и и с т о ч н и к о м п о н и ж е н н о г о н а п р я ж е н и я и л а м п о й нака¬
ливания.
2. П р и п о м о щ и м е г о м м е т р а и з м е р и т ь с о п р о т и в л е н и е и з о л я ц и и
между обмотками, а также между обмотками и корпусом. Сделать
заключение о состоянии изоляция электродвигателя.
3. П р о и з в е с т и м а р к и р о в к у в ы в о д о в о б м о т к и с т а т о р а т р а н с ф о р ­
м а т о р н ы м м е т о д о м . Д л я этого собрать схему в соответствии
с р и с . 6.
4. С о б р а т ь схему для в к л ю ч е н и я электродвигателя в сеть (рис. 9)
«звездой» и « т р е у г о л ь н и к о м » . П у с к э л е к т р о д в и г а т е л я в к а ж д о м
случае п р о и з в о д и т ь п о с л е п р о в е р о к схем п р е п о д а в а т е л е м .
41
Сравнить рабочие токи электродвигателя при включении
«звездой» и « т р е у г о л ь н и к о м » .
его
С о д е р ж а н и е отчета:
1. Ц е л ь р а б о т ы .
2. П а с п о р т н ы е д а н н ы е э л е к т р о д в и г а т е л я .
3. П е р е ч е н ь и т е х н и ч е с к и е д а н н ы е и с п о л ь з у е м ы х п р и б о р о в
и оборудования.
4. Э л е к т р и ч е с к и е с х е м ы и р и с у н к и .
5. З а к л ю ч е н и е о с о с т о я н и и о б м о т о к и э л е к т р и ч е с к о й и з о л я ц и и
электродвигателя.
Контрольные вопросы:
1. П р о в е р к а м е х а н и ч е с к и х у з л о в э л е к т р о д в и г а т е л я .
2. П р о в е р к а о б м о т о к с т а т о р а э л е к т р о д в и г а т е л я н а н а л и ч и е о б ­
рывов, междуфазных замыканий и замыканий на корпус.
3. П р о в е р к а с о с т о я н и я и з о л я ц и и э л е к т р о д в и г а т е л я .
4. М а р к и р о в к а в ы в о д о в о б м о т о к с т а т о р а э л е к т р о д в и г а т е л я
способом подбора.
5. М а р к и р о в к а в ы в о д о в о б м о т о к с т а т о р а т р а н с ф о р м а т о р н ы м
методом.
42
П о л н о е и с п о л ь з о в а н и е э л е к т р о д в и г а т е л я п р о и с х о д и т п р и пре¬
д е л ь н о д о п у с т и м о й т е м п е р а т у р е и з о л я ц и и обмоток ( 9 ) , к о т о р у ю
о п р е д е л я ю т как с у м м у п р е д е л ь н о д о п у с т и м о г о п р е в ы ш е н и я темпе¬
р а т у р ы д л я конкретного класса и з о л я ц и и ( Х Д ) и т е м п е р а т у р ы
о к р у ж а ю щ е й среды (^ ):
Л а б о р а т о р н а я работа № 4
ОП
СР
НАГРЕВ И ОХЛАЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
9
Цель работы: э к с п е р и м е н т а л ь н о исследовать п р о ц е с с ы нагрева
и о х л а ж д е н и я а с и н х р о н н о г о д в и г а т е л я с к о р о т к о з а м к н у т ы м рото¬
р о м в р е ж и м е 81 с п о с т о я н н ы м м о м е н т о м с о п р о т и в л е н и я на валу;
изучить методы о п р е д е л е н и я п о с т о я н н о й в р е м е н и нагрева и охла¬
ж д е н и я электродвигателя.
Студент должен знать: процессы н а г р е в а и о х л а ж д е н и я элек¬
т р о д в и г а т е л е й в р а з л и ч н ы х р е ж и м а х р а б о т ы ; к л а с с и ф и к а ц и ю элек¬
т р и ч е с к о й и з о л я ц и и , и с п о л ь з у е м о й в электродвигателях по к л а с с а м
нагревостойкости;
уметь: строить кривые нагрева и охлаждения электродвигателей.
= ХДОП + ^СР
.
Е с л и т е м п е р а т у р а и з о л я ц и и обмоток э л е к т р о д в и г а т е л я р а в н а
т е м п е р а т у р е о к р у ж а ю щ е й среды и л и п р е в ы ш а е т ее на 3 °С, то счи¬
т а ю т , что электродвигатель н а х о д и т с я в х о л о д н о м с о с т о я н и и .
Температура окружающей среды, в которой может работать
электродвигатель,
составляет
- 5 0 . . . + 5 0 °С.
Следовательно,
м о щ н о с т ь , к о т о р у ю м о ж е т обеспечить р а с с ч и т ы в а е м ы й электро¬
двигатель, без перегрузок сверх д о п у с т и м ы х пределов, о г р а н и ч е н а
и с п о л ь з у е м о й в нем и з о л я ц и е й и будет р а з л и ч н о й . П о э т о м у
п р и н и м а ю т р а с ч е т н у ю т е м п е р а т у р у о к р у ж а ю щ е й с р е д ы + 4 0 °С.
Изменение
превышения
температуры
электродвигателя
примет вид:
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с л а б о р а т о р н о й установкой. Записать т е х н и ч е ­
ские д а н н ы е э л е к т р о д в и г а т е л я л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и .
2. П р о в е с т и и с с л е д о в а н и я п р о ц е с с о в н а г р е в а и о х л а ж д е н и я
электродвигателя.
3. О п р е д е л и т ь п о с т о я н н ы е в р е м е н и н а г р е в а и о х л а ж д е н и я
электродвигателя по экспериментальным данным.
Теоретические сведения
Р е ш а ю щ у ю роль п р и о п р е д е л е н и и м о щ н о с т и э л е к т р о д в и г а т е л я
играет нагрев его обмоток. Т е п л о т а п р и работе э л е к т р о д в и г а т е л я
выделяется о б м о т к а м и и с т а л ь н ы м сердечником. Т е п л о о б м е н
м е ж д у о б м о т к о й и сердечником п р о и с х о д и т через слой изоляции.
Т е п л о т а рассеивается в о к р у ж а ю щ у ю среду в результате продува¬
н и я о х л а ж д а ю щ е й среды через в о з д у ш н ы й зазор м е ж д у статором и
р о т о р о м по с п е ц и а л ь н ы м в о з д у ш н ы м каналам.
43
н
—е
где т
У С Т
) + т
е
н
- установившаяся температура электродвигателя, т
УСТ
=2 А ;
2 - количество теплоты, сообщенное в единицу времени;
А - теплоотдача - количество теплоты, рассеиваемое теплоотдающей поверхностью электродвигателя в единицу времени
п р и р а з н о с т и т е м п е р а т у р 1 °С. З а у с т а н о в и в ш у ю с я т е м п е р а т у р у
п р и н и м а ю т т е м п е р а т у р у , к о т о р а я м о ж е т и з м е н и т ь с я за о д и н ч а с
на один градус;
Т - постоянная времени нагрева - время, в течение которого
двигатель нагрелся бы до т
, не отдавая теплоту в о к р у ж а ю ­
щ у ю с р е д у , Т = С А;
Н
У С Т
н
С - т е п л о е м к о с т ь Э Д , т. е. к о л и ч е с т в о т е п л о т ы , н е о б х о д и м о е
для п о в ы ш е н и я температуры Э Д на °С, кДж/град. П о с т о я н н у ю
времени нагрева определяют методом касательной, по трем
точкам экспериментальной кривой нагрева и аналитически.
44
Для этого находят приращение превышения
Ат ,
60
1
Ат , Ат
2
3
р е з т о ч к и к р и в о й н а г р е в а 1, 2 , 3 , 4 п р о в о д я т
40
температуры
и т. д . з а р а в н ы е п р о м е ж у т к и в р е м е н и А / . Ч е ­
горизонтальные
л и н и и и на н и х влево от оси о р д и н а т о т к л а д ы в а ю т и л и истин¬
20
ные величины т , или пропорциональные им. Получают точки
н
О
1(
—I—)—1—I—I—I—1—I—I—I—I—I—Г
б, в, г, ч е р е з к о т о р ы е п р о в о д я т п р я м у ю д о п е р е с е ч е н и я с
о с ь ю т в т о ч к е д . О т р е з о к 0д в в ы б р а н н о м м а с ш т а б е р а в е н
2 нагрева
4 6 (1)
8 и10
12 14 16
Рис. 1. Кривые
охлаждения
(2) ЭД
установившемуся
Если начальная температура равна нулю, то
превышению
температуры
т
у с т . Горизон¬
т а л ь н а я п р я м а я , п р о в е д е н н а я ч е р е з т о ч к у д, б у д е т а с и м п т о т о й
для кривой нагрева.
т =т
(1 — е
уст
4
)
' •
Установившееся значение температуры превышения можно
н а й т и о п ы т н ы м путем.
Е с л и о п ы т п р о в о д я т в течение 2 5 - 3 5 м и н , т о п о л у ч и т ь устано¬
в и в ш у ю с я т е м п е р а т у р у д в и г а т е л я не удается, т а к к а к т е м п е р а т у р а
м а ш и н ы считается у с т а н о в и в ш е й с я , если ее и з м е н е н и е в т е ч е н и е
ч а с а не п р е в ы ш а е т о д н о г о градуса. Н о , имея часть к р и в о й нагрева,
м о ж н о г р а ф и ч е с к и м п о с т р о е н и е м н а й т и у с т а н о в и в ш у ю с я темпера¬
т у р у д в и г а т е л я (рис. 2).
А н а л и т и ч е с к и й метод:
6
т
Т
Р
т
' уст^ном
ном
( 1
^1ном
)
где т - м а с с а электродвигателя, кг.
Постоянную
времени
нагрева
находят
следующими
методами:
1) м е т о д к а с а т е л ь н ы х : в л ю б о й т о ч к е н а э к с п о н е н т е н а г р е в а
проводится касательная до пересечения с т , из этой точки на
ось т
опускают перпендикуляр, отрезок между перпендикуля¬
ром и точкой пересечения касательной с осью превышения
т е м п е р а т у р ы , есть п о с т о я н н а я нагрева Т . П о с т о я н н у ю в р е м е н и
охлаждения
Т
определяют
по
аналогичной
методике
(см. р и с . 2 ) ;
у с т
у с т
н
0
2) п о т р е м т о ч к а м э к с п е р и м е н т а л ь н о й к р и в о й нагрева (рис. 3):
О
Ч
Ч
Ч
А/
Т =
нагр
Рис. 2. Нахождение установившейся температуры двигателя
45
46
Таблица 1
Коэффициент р
Вид двигателя
Вид двигателя
Р
С независимой
вентиляцией
1
Без п р и н у д и т е л ь н о г о
охлаждения
0,95-0,98
(без к р ы л ь ч а т к и )
Р
Самовентилируемый
(с к р ы л ь ч а т к о й )
0,45-0,55
Защищенный
самовентилируемый
двигатель
0,25-0,35
Незначительное превышение рабочей температуры изоляции пре¬
дельно допустимой ( 9
Рис. 3. Определение Тн по точке т = 0,632 - т
(а)
уст
и по методу трех температур (б)
3) по к р и в о й нагрева и о х л а ж д е н и я , н а х о д и м точку с координа¬
т а м и (рис. 3). Н а оси / о т к л а д ы в а е м отрезок 0,632 т
(для к р и в о й
нагрева) и 0,368 т (для к р и в о й о х л а ж д е н и я ) . П р о в о д и м отрезки д о
п е р е с е ч е н и я с к р и в ы м и нагрева и о х л а ж д е н и я и опускаем перпен¬
д и к у л я р ы н а ось /, где А/ - отрезок в р е м е н и , т < т < т - превыше¬
ние т е м п е р а т у р ы .
у с т
д о п
) резко сокращает срок ее службы. Н а п р и ­
мер, перегрев на 8-10 °С сокращает срок службы обмоток в 2 раза.
Двигатели малой и средней мощности, применяемые ранее
в сельском хозяйстве серии А02, выполнялись главным образом с изо¬
ляцией класса А и Е, а современные двигатели серии 4 А и А И Р с изоляцией класса В и Р.
у с т
1
2
3
К а ж д ы й класс и з о л я ц и и характеризуется своей п р е д е л ь н о допу¬
стимой температурой 6
, до к о т о р о й и з о л я ц и я не т е р я е т с в о и х
д и э л е к т р и ч е с к и х свойств.
П р е д е л ь н о д о п у с т и м ы е т е м п е р а т у р ы н а г р е в а п р и м е н я е м ы х ма¬
т е р и а л о в п р и в е д е н ы в табл. 2.
д о п
Е с л и н а г р е т ы й э л е к т р о д в и г а т е л ь о т к л ю ч и т ь от сети, то он
начнет о х л а ж д а т ь с я . П р и э т о м у р а в н е н и е о х л а ж д е н и я имеет вид:
Таблица 2
Предельно допустимые температуры нагрева
т = т
е
нач.охл
где Т
о х л
- п о с т о я н н а я в р е м е н и о х л а ж д е н и я двигателя, Т
о х л
= С/А .
охл
Класс изоляции
Предельно допустимая
температура, °С
У
А
Е
В
Р
с
90
105
120
130
155
180
н
Более
180
П р а к т и ч е с к и без б о л ь ш о й п о г р е ш н о с т и м о ж н о п р и н я т ь , ч т о в
длительном режиме работы температура нагрева электродвига¬
т е л я у с т а н а в л и в а е т с я , т. е. п р а к т и ч е с к и не о т л и ч а е т с я от с р е д н е й
з а в р е м я ( 3 - 5 ) Т , а п р и о х л а ж д е н и и - за в р е м я ( 3 - 5 ) Т . П р и
этом Т
= Т /р. Коэффициент р учитывает условия охлаждения.
О д н а к о п р е д е л ь н о д о п у с т и м а я т е м п е р а т у р а о т д е л ь н ы х частей
э л е к т р и ч е с к о й м а ш и н ы , н а п р и м е р , о б м о т к и и л и сердечника, при¬
н и м а е т с я м е н ь ш а я , ч т о б ы учесть н е к о т о р ы й запас н а неточность
измерения.
47
48
н
о х л
о х л
н
Нормированное превышение температуры т
н
изоляции обмоток
э л е к т р и ч е с к и х м а ш и н с л е д у ю щ и е : А - 60 °С; Е - 75 °С; В - 80 °С;
Р - 100 °С.
В с о о т в е т с т в и и с г о с с т а н д а р т о м п р и н и м а ю т с л е д у ю щ и е типо¬
вые режимы работы электроприводов.
Продолжительный
режим ( т и п о в о й р е ж и м 81) - р е ж и м рабо¬
ты с постоянной нагрузкой и продолжительностью, достаточной
для достижения теплового равновесия (рис. 4).
Периодический
кратковременный
режим (типовой р е ж и м 83) последовательность о д и н а к о в ы х р а б о ч и х ц и к л о в , к а ж д ы й и з кото¬
р ы х состоит и з п е р и о д а р а б о т ы с п о с т о я н н о й нагрузкой и п е р и о д а
покоя. З а время р а б о т ы м а ш и н ы ( / ) д в и г а т е л ь не успевает
нагреться д о у с т а н о в и в ш е й с я т е м п е р а т у р ы , а за время п а у з ы ( / )
не у с п е в а е т о х л а д и т ь с я д о т е м п е р а т у р ы о к р у ж а ю щ е й среды
(рис. 6). В э т о м р е ж и м е ц и к л р а б о т ы таков, ч т о п у с к о в о й т о к не
оказывает заметного в л и я н и я н а п р е в ы ш е н и е т е м п е р а т у р ы . П р и
э т о м п р о д о л ж и т е л ь н о с т ь ц и к л а н е д о с т а т о ч н а д л я теплового равно¬
весия.
раб
пауз
0,'СК
Рис. 4. Продолжительный режим работы ЭП
Кратковременный
режим ( т и п о в о й р е ж и м 82) - р е ж и м рабо¬
ты с постоянной нагрузкой в течение определенного времени
(/ ), недостаточного для достижения теплового равновесия,
за к о т о р ы м с л е д у е т с о с т о я н и е п о к о я в т е ч е н и е в р е м е н и ( / ) ,
достаточного для того, чтобы температура машины сравнялась
с т е м п е р а т у р о й о х л а ж д а ю щ е й с р е д ы с т о ч н о с т ь ю д о 2 К. Харак¬
терной величиной в этом режиме служит продолжительность
р а б о т ы , с о с т а в л я ю щ а я 10, 3 0 , 60 и 90 м и н ( р и с . 5).
раб
пауз
Рис. 6. Типовой режим 83
Важная характеристика этого режима включения (ПВ):
/
ПВ =
о. "с,
/
раб
продолжительность
-100 % .
/
р а б ~^ пауз
Рис. 5. Кратковременный режим работы ЭП
П В п р и н и м а е т с л е д у ю щ и е значения: 15, 2 5 , 40, 60 %. Е с л и нет
оговорок, то п р о д о л ж и т е л ь н о с т ь одного ц и к л а
раб
+
пауз
п р и н и м а ю т р а в н о й 10 м и н .
49
50
(/
/
)
Т е о р е т и ч е с к и время, в т е ч е н и е к о т о р о г о д о с т и г а е т с я темпера¬
тура т , равно бесконечности. На практике принимают, что
температуру двигателя можно считать установившейся примерно
через в р е м я / = (4-5)Тн (табл. 3).
3 Н РС
2 2 0 В, 50 Г ц
(.1 1-2 1.3 Л1 Р Е
уст
- 220 В
+
|
_ I
Таблица 3
Отношение т/т
Т
/
уст
за время /
2Тн
3Тн
4Тн
5Тн
0,865
0,950
0,982
0,998
н
т / т
уст
0,632
П о с л е / = 4Тн п р е в ы ш е н и я т е м п е р а т у р ы д в и г а т е л я достигает
т = 0,982 т
и д а л ь н е й ш е е п о в ы ш е н и е т е м п е р а т у р ы идет очень
медленно.
у с т
Описание лабораторной установки
1
Электрическая принципиальная схема установки приведена на
р и с . 7. У с т а н о в к а состоит из и с п ы т у е м о г о а с и н х р о н н о г о электро¬
д в и г а т е л я М и н а г р у з о ч н о г о г е н е р а т о р а п о с т о я н н о г о т о к а О, в а л ы
которых соединены муфтой, аппаратов управления и приборов для
контроля и измерения параметров.
Для
получения
экспериментальных
данных
переходного
п р о ц е с с а п р и нагреве э л е к т р о д в и г а т е л ь п о д к л ю ч а ю т к сети
п е р е м е н н о г о тока. Н а г р у з к а создается м а ш и н о й п о с т о я н н о г о тока,
р а б о т а ю щ е й в р е ж и м е генератора. В о з б у ж д е н и е
генератора
независимое.
Температура обмотки электродвигателя М измеряется термистором, заложенным в обмотку и подключенным к цифровому
термометру.
Для снятия кривой нагрева электродвигателя включают тумблер
« С е т ь » п р и б о р а В 7 - 1 6 А , п р и э т о м на э л е к т р о н н о м т а б л о п о я в л я е т с я
б у к в а «П», и в ы с в е ч и в а е т с я з н а ч е н и е с о п р о т и в л е н и я т е р м и с т о р а
(в О м ) и р я д ц и ф р , после 7 - 1 0 м и н п р о г р е в а опять н а ж и м а ю т н а
к н о п к у р у ч н о г о и з м е р е н и я , п р и э т о м исчезает б у к в а «П».
51
В7-1ЙА
1
Рис. 7. Схема лабораторной установки
Методика исследования
1. О з н а к о м и т ь с я со с х е м о й у с т а н о в к и .
2. О з н а к о м и т ь с я с а п п а р а т у р о й у п р а в л е н и я и з а щ и т ы , измери¬
тельными приборами.
3. В к л ю ч и т ь п р и б о р В 7 - 1 6 А и и з м е р и т ь с о п р о т и в л е н и е т е р м и стора перед в к л ю ч е н и е м э л е к т р о п р и в о д а .
4. В к л ю ч и т ь а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь (УР1 и (УР2 и снять
кривую
нагрева
нагруженного
электродвигателя.
Интервалы
в р е м е н и указать в табл. 4.
5. Т е м п е р а т у р а д в и г а т е л я о п р е д е л я е т с я п о г р а ф и к у зависимо¬
сти К от т е м п е р а т у р ы т °С (график н а х о д и т ь с я на р а б о ч е м месте).
6. П о р е з у л ь т а т а м п р о в е д е н н ы х и с с л е д о в а н и й о п р е д е л и т ь посто¬
янные времени нагрева и охлаждения тремя методами, рассчитать
у с т а н о в и в ш у ю с я т е м п е р а т у р у , и с п о л ь з у я д а н н ы е из табл. 4.
52
Таблица 4
Экспериментальные данные процесса нагрева и охлаждения электродвигателя
Охлаждение
Нагрев
Режим
работы
Время отсчета,
мин
0
1
4
7
10
13
0
1
4
7
10
15
20
Интервал, мин
Сопротивление
термистора, Ом
Температура
двигателя, °С
0
1
3
3
3
4
0
1
3
3
5
5
5
Контрольные вопросы:
1. Назвать классы нагревостойкости изоляции, применяемой в со¬
временных электрических машинах, и и х допустимые температуры.
2. Объяснить принцип действия и электрическую схему экспери¬
ментальной установки.
3. Каким способом м о ж н о определить температуру обмоток элек­
трических машин?
4. Написать уравнения, описывающие процессы нагрева и охла¬
ждения электродвигателя.
5. Объяснить физический смысл постоянной времени нагрева.
6. Перечислить методы определения постоянной времени нагрева.
Содержание отчета:
1. Ц е л ь р а б о т ы .
2. Принципиальная электрическая схема лабораторной установки
и технические характеристики используемого электрооборудования.
3. О т в е т ы в п и с ь м е н н о м в и д е н а в о п р о с ы с а м о п о д г о т о в к и .
4. Д а н н ы е и з м е р е н и я и р а с ч е т о в .
5. Г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и п о д а н н ы м т а б л . 4 : т =
температура
превышения
т=9 б
о
м
~6
о к р с р
,°С; ( -
) , где
время, м и н
(кривые нагрева и охлаждения).
6. П о л ь з у я с ь г р а ф и к о м , н а й т и п о с т о я н н у ю в р е м е н и н а г р е в а
и о х л а ж д е н и я э л е к т р о д в и г а т е л я п о м е т о д у к а с а т е л ь н ы х и п о кри¬
вой нагрева и охлаждения.
7. В ы ч и с л и т ь к о э ф ф и ц и е н т у х у д ш е н и я т е п л о о т д а ч и электро¬
двигателя:
=
Тн
8. Р а с с ч и т а т ь а н а л и т и ч е с к и п о с т о я н н у ю в р е м е н и нагрева.
53
54
Аппараты ручного
Лабораторная работа № 5
АППАРАТЫ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ
Цель работы: изучить назначение, принцип действия и конструк¬
ц и и электрических аппаратов ручного и дистанционного управления;
изучить типовые схемы дистанционного управления асинхронными
электродвигателями.
Студент должен знать: конструкцию и принцип действия ру¬
бильников, переключателей, м а г н и т н ы х пускателей, промежуточных
реле и реле времени; условные обозначения и принцип работы схем;
уметь: составлять принципиальные электрические схемы управле¬
ния, рассчитывать и выбирать аппараты управления.
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с п р е д с т а в л е н н ы м и на л а б о р а т о р н о м стенде
аппаратами управления.
2. Собрать схему д и с т а н ц и о н н о г о у п р а в л е н и я а с и н х р о н н ы м
короткозамкнутым электродвигателем.
3. И з у ч и т ь с о б р а н н ы е н а стенде с х е м ы у п р а в л е н и я и п р о и з в е с т и
их включение.
4. И з у ч и т ь действие и с п о л ь з у е м ы х в с х е м а х у п р а в л е н и я блоки¬
р о в о к и защит.
Теоретические сведения
управления
К а п п а р а т а м р у ч н о г о у п р а в л е н и я относятся с и л о в ы е коммутаци¬
онные аппараты: рубильники, кулачковые контроллеры и пакетные
выключатели, а также маломощные устройства - кнопки и ключи
управления.
Р у б и л ь н и к представляет с о б о й п р о с т е й ш и й к о м м у т а ц и о н н ы й
аппарат, п р е д н а з н а ч е н н ы й д л я нечастого з а м ы к а н и я и р а з м ы к а н и я
с и л о в ы х цепей п о с т о я н н о г о и п е р е м е н н о г о т о к а н а п р я ж е н и е м д о
600 В. В у с т а н о в к а х н а п р я ж е н и е м в ы ш е 1000 В п о д о б н ы е устрой¬
ства н а з ы в а ю т с я р а з ъ е д и н и т е л я м и и п р е д н а з н а ч а ю т с я д л я комму¬
т а ц и и в ы с о к о в о л ь т н ы х цепей без н а г р у з к и (для о т к л ю ч е н и я холо¬
стого х о д а в ы с о к о в о л ь т н ы х л и н и й и т р а н с ф о р м а т о р о в ) .
Р у б и л ь н и к и могут б ы т ь одно-, двух-, и трех п о л ю с н ы м и . Ру¬
б и л ь н и к и с боковой р у к о я т к о й (РБ), с б о к о в ы м р ы ч а ж н ы м п р и в о ­
д о м (РПБ), с ц е н т р а л ь н ы м р ы ч а ж н ы м п р и в о д о м ( Р Ц П ) предназна¬
чены д л я к о м м у т а ц и и э л е к т р и ч е с к и х ц е п е й под н а г р у з к о й в преде¬
л а х 5 0 - 1 0 0 % н о м и н а л ь н о г о тока.
П е р в а я ц и ф р а после б у к в е н н о г о о б о з н а ч е н и я определяет коли¬
чество п о л ю с о в ( 1 , 2 и 3), вторая - н о м и н а л ь н ы й ток р у б и л ь н и к а :
1 (100 А), 2 (250 А), 4 (400 А), 6 (600 А). Например, Р П Ц 2 2 означает:
рубильник с центральным р ы ч а ж н ы м приводом, д в у х п о л ю с н ы й ,
н о м и н а л ь н ы й ток 250 А.
П а к е т н ы е в ы к л ю ч а т е л и и п е р е к л ю ч а т е л и п р и м е н я ю т в качестве
к о м м у т а ц и о н н ы х а п п а р а т о в в э л е к т р о у с т а н о в к а х п о с т о я н н о г о тока
н а п р я ж е н и е м д о 220 В и п е р е м е н н о г о т о к а н а п р я ж е н и е м д о 400 В.
О б о з н а ч е н и е п а к е т н о г о в ы к л ю ч а т е л я , н а п р и м е р , П В М 3 - 1 0 0 рас¬
ш и ф р о в ы в а е т с я с л е д у ю щ и м образом: т р е х п о л ю с н ы й , н о м и н а л ь н ы й
ток 100 А. Д л я в к л ю ч е н и я , о т к л ю ч е н и я , р е в е р с и р о в а н и я и пере¬
к л ю ч е н и я ч и с л а пар п о л ю с о в а с и н х р о н н ы х к о р о т к о з а м к н у т ы х
электродвигателей используют пакетно-кулачковые переключатели
П К П и в ы к л ю ч а т е л и П К В на н о м и н а л ь н ы е т о к и 10, 2 5 , 63 и 160 А.
Коммутационные устройства делятся на аппараты управления
с и л о в ы м и ц е п я м и и а п п а р а т ы д л я ц е п е й у п р а в л е н и я . О н и разли¬
ч а ю т с я в е л и ч и н о й к о м м у т и р у е м о г о т о к а . К р о м е т о г о , все элек¬
т р и ч е с к и е а п п а р а т ы п о д р а з д е л я ю т с я н а а п п а р а т ы р у ч н о г о и ди¬
станционного управления.
К у л а ч к о в ы е к о н т р о л л е р ы - это м н о г о п о з и ц и о н н ы е и многоцен¬
ные аппараты ручного управления, предназначенные для изменения
схем с о е д и н е н и й с и л о в ы х цепей э л е к т р о д в и г а т е л е й н а п р я ж е н и е м
до 500 В л и б о д л я и з м е н е н и я в е л и ч и н ы в к л ю ч е н н ы х в эти сопро¬
т и в л е н и й . Р а з м ы к а н и е и з а м ы к а н и е к о н т а к т о в п р о и з в о д и т с я смон¬
т и р о в а н н ы м и н а барабане к у л а ч к а м и , которые о б е с п е ч и в а ю т нуж¬
н у ю п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь к о м м у т а ц и и э л е к т р и ч е с к и х цепей.
55
56
Р у б и л ь н и к и и п е р е к л ю ч а т е л и в ы б и р а ю т по н о м и н а л ь н о м у
н а п р я ж е н и ю , н о м и н а л ь н о м у току, ч и с л у п о л ю с о в , конструктивно¬
му и климатическому исполнению.
А в т о м а т и ч е с к и е в ы к л ю ч а т е л и п р и м е н я ю т с я д л я н е ч а с т ы х руч¬
ных включений и отключений электроприемников, а также для
автоматического отключения цепей при перегрузках и коротких
замыканиях. В электроустановках применяют автоматические
выключатели типов АН-50, АЕ20, ВА14, В А 5 1 .
Автоматические выключатели выбирают по номинальному
напряжению, номинальному току, по предельному отключаемо¬
му току, по токам срабатывания теплового и электромагнитного
расцепителей, по конструктивному исполнению и категории
размещения.
Аппараты дистанционного
управления
Электрические аппараты дистанционного управления являются
д в у х п о з и ц и о н н ы м и к о м м у т а ц и о н н ы м и а п п а р а т а м и с самовозвра¬
том, п е р е к л ю ч е н и е к о н т а к т о в к о т о р ы х п р о и с х о д и т п р и п р о т е к а н и и
тока по к а т у ш к е у п р а в л е н и я . К н и м относятся к о н т а к т о р ы , элек¬
т р о м а г н и т н ы е п у с к а т е л и и реле.
К о н т а к т о р представляет с о б о й а п п а р а т с э л е к т р о м а г н и т н ы м
п р и в о д о м , п р е д н а з н а ч е н н ы й д л я ч а с т ы х (до 1500 в час) к о м м у т а ц и й
с и л о в ы х цепей э л е к т р о д в и г а т е л е й .
Контакторы постоянного тока изготавливаются с одним и двумя
п о л ю с а м и на т о к и г л а в н ы х контактов от 4 д о 2 5 0 0 А. К о н т а к т о р ы
п е р е м е н н о г о т о к а в ы п у с к а ю т с я н а т о к и от 63 до 1000 А и с о д е р ж а т
от 2 д о 5 г л а в н ы х контактов. К а т у ш к и в ы п о л н я ю т с я н а н а п р я ж е н и я
от 36 д о 600 В. К р о м е г л а в н ы х контактов, п р е д н а з н а ч е н н ы х д л я
к о м м у т а ц и и с и л о в ы х цепей, к о н т а к т о р ы с о д е р ж а т д о п о л н и т е л ь н ы е
м а л о м о щ н ы е к о н т а к т ы , п р е д н а з н а ч е н н ы е д л я в ы п о л н е н и я пере¬
к л ю ч е н и й в ц е п я х у п р а в л е н и я , б л о к и р о в к и и сигнализации.
Э л е к т р о м а г н и т н ы е п у с к а т е л и п р е д н а з н а ч е н ы д л я дистанционно¬
го у п р а в л е н и я а с и н х р о н н ы м и э л е к т р о д в и г а т е л я м и . О н и с о в м е щ а ю т
в себе ф у н к ц и и а п п а р а т а у п р а в л е н и я и з а щ и т ы . В к о м п л е к т е с теп¬
л о в ы м и реле п у с к а т е л и в ы п о л н я ю т з а щ и т у э л е к т р о д в и г а т е л е й от
перегрузки. П р и и с ч е з н о в е н и и н а п р я ж е н и я и л и п р и его с н и ж е н и и
н а 4 0 - 6 0 % от н о м и н а л ь н о г о с и л о в ы е к о н т а к т ы р а з м ы к а ю т с я (осу¬
ществляется н у л е в а я з а щ и т а ) . Н е р е в е р с и в н ы й э л е к т р о м а г н и т н ы й
57
пускатель состоит из одного трехполюсного контактора и
т р е х э л е м е н т н о г о т е п л о в о г о р е л е ; р е в е р с и в н ы й - и з д в у х контак¬
т о р о в и т е п л о в о г о р е л е . Р е в е р с и в н ы е п у с к а т е л и и м е ю т механи¬
ческую блокировку для исключения одновременного включения
двух контакторов. Наиболее распространены электромагнитные
пускатели серий П М Л , ПМЕ.
Электромагнитные пускатели и контакторы в ы б и р а ю т по номи¬
нальному напряжению, номинальному току, по напряжению втягива¬
ю щ е й катушки и по конструктивному исполнению.
Электромагнитные реле постоянного и переменного тока приме¬
няются в схемах управления в качестве промежуточных элементов для
коммутации слаботочных цепей и для размножения контактов. Реле
постоянного тока и м е ю т лучшие, чем у реле переменного тока пара¬
метры, но для и х включения необходим источник постоянного тока
(выпрямитель).
В схемах управления применяются Р П 8 , Р П 9 , РПЛ140, Р П Л 1 3 1 и
другие. Электромагнитные реле в ы б и р а ю т по напряжению и току об¬
мотки, по длительному допускаемому току контактов и и х коммута¬
ционной способности.
Реле времени предназначены для введения в работу схем управле¬
ния выдержек времени. П о принципу действия б ы в а ю т электромаг¬
нитные, моторные, пневматические и электронные. Применяются мо¬
торные реле времени ВС-10. Е-52; электромеханические - ЭВ-24, Э В 217: пневматические - РВН-1М, РВН-72 и электронные серии ЕЛ.
Реле контроля скорости предназначены для ф и к с а ц и и наличия
вращения рабочих органов м а ш и н , электродвигателей. Применяются в
схемах динамического и реверсивного торможения электроприводов.
Кнопки управления используют для дистанционного управления
контакторами, пускателями и другими аппаратами. Кнопки управле¬
ния, смонтированные в общем корпусе или н а панели, называют кно¬
почной станцией. Распространены кнопки К М Е , КЕ; посты управле¬
ния П К Е П К У , П К Т .
Путевые и конечные выключатели применяются в схемах управле¬
ния электроприводами для ограничения движения транспортных ме¬
ханизмов или для изменения направления и х движения (при нажатии
на н и х деталями движущихся механизмов). Применяются контактные
путевые выключатели ВК-211, ВК-411, ВК-101, бесконтактные
БВК-24, КВД-3/24 и пр.
58
Примеры схем дистанционного управления
электроприводами
Н а рис. 1 и з о б р а ж е н а п р и н ц и п и а л ь н а я э л е к т р и ч е с к а я схема
управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем
(АД), п о з в о л я ю щ а я в к л ю ч а т ь и в ы к л ю ч а т ь его из двух мест.
ЗЛ/РЕ-380/220 В, 50 Гц
1\ 12 1Ъ
РЕ
\.
\,
ф о б
\,
8ВЛ 8ВЛ
о о * ОПЧ
8ВЗ
-гг
™
КК
8ВЗ
КМ
КМ
В цепь электродвигателя включены нагревательные элементы теп­
лового реле К К , которое конструктивно объединено с электромагнит­
н ы м пускателем и служит для защиты электродвигателя от длитель­
н ы х перегрузок. Р а з м ы к а ю щ и й контакт теплового реле КК включен в
цепь катушки К М . Если ток в цепи электродвигателя превысит встав­
ку теплового реле, то в результате нагрева элементов КК произойдет
размыкание контакта КК в цепи катушки К М , и электродвигатель от­
ключится м а г н и т н ы м пускателем. Повторный пуск электродвигателя
будет возможен только после возврата контакта теплового реле К К в
замкнутое состояние нажатием на кнопку на тепловом реле (после его
охлаждения). Защита от коротких замыканий в силовой цепи осу­
ществляется автоматическим выключателем ( Ж
Схема (см. рис. 1) обеспечивает так называемую нулевую защиту.
П р и исчезновении напряжения в сети и л и п р и его значительном сни­
жении эта защита обеспечивает отключение электродвигателя и
предотвращает его самопроизвольное включение (самозапуск) после
восстановления напряжения. В реверсивной схеме управления (рис. 2)
используются электромагнитные пускатели К М 1 , К М 2 .
Р Е И1_21_3
Рис. 1. Схема управления трехфазным асинхронным электродвигателем
(нереверсивная)
П у с к д в и г а т е л я п р о и з в о д и т с я н а ж а т и е м н а к н о п к у 8Б1 и л и
8 Б 3 , о с т а н о в к а - н а ж а т и е м н а к н о п к у 8Б2 и л и 8 Б 4 .
Перед пуском электродвигателя М включают автоматический
в ы к л ю ч а т е л ь (ОР, в р е з у л ь т а т е ч е г о н а с х е м у у п р а в л е н и я п о д а е т ­
ся н а п р я ж е н и е . П р и н а ж а т и и н а к н о п к у 8Б1 и л и 8Б3 т о к т е ч е т п о
к а т у ш к е м а г н и т н о г о п у с к а т е л я КМ, п у с к а т е л ь с р а б а т ы в а е т и за­
м ы к а е т с в о и с и л о в ы е к о н т а к т ы КМ в ц е п и э л е к т р о д в и г а т е л я и
б л о к к о н т а к т ы , ш у н т и р у ю щ и е к н о п к и п у с к а 8 Б 1 , 8 Б 3 . П р и от­
п у с к а н и и к н о п к и п у с к а ее к о н т а к т р а з м ы к а е т с я , н о к а т у ш к а КМ
останется включенной через блок-контакт КМ.
Электродвигатель останавливается кратковременным нажати­
ем н а к н о п к у 8Б2 и л и 8 Б 4 , п р и э т о м ц е п ь к а т у ш к и КМ р а з р ы в а ­
ется, к о н т а к т ы КМ в ц е п и э л е к т р о д в и г а т е л я р а з м ы к а ю т с я .
Размыкается также блок-контакт КМ.
59
,'Л'ог
П
ЗВЗ
ЗВ4
К
М
2
гМН
КМ 2
КК
Рис. 2. Схема реверсивного управления трехфазным асинхронным
электродвигателем
60
П у с к д в и г а т е л я в н а п р а в л е н и я х «вперед» и л и «назад» о с у щ е с т в ­
ляется н а ж а т и е м , соответственно, на кнопку 8Б1 и л и 8 Б 3 , а оста­
н о в к а - н а ж а т и е м н а к н о п к и 8 Б 2 , 8 Б 4 . П р и в к л ю ч е н и и КМ1 ротор
электродвигателя вращается в прямом направлении, при включении
КМ2 на о б м о т к у статора подается п и т а н и е с о б р а т н ы м п о р я д к о м
ч е р е д о в а н и я фаз (меняются м е с т а м и Ь2 и Ь3). М а г н и т н о е поле АД
и, следовательно, ротор и з м е н я ю т н а п р а в л е н и е в р а щ е н и я . Во избе¬
ж а н и е к о р о т к о г о з а м ы к а н и я , которое м о ж е т в о з н и к н у т ь п р и
о д н о в р е м е н н о м н а ж а т и и кнопок 8Б1 и 8Б3, р а з м ы к а ю щ и й к о н т а к т
пускателя КМ1 в к л ю ч е н п о с л е д о в а т е л ь н о с к а т у ш к о й КМ2, а раз¬
м ы к а ю щ и й к о н т а к т КМ2 - п о с л е д о в а т е л ь н о с к а т у ш к о й
КМ1.
В н е к о т о р ы х к о н с т р у к ц и я х э л е к т р о м а г н и т н ы х пускателей преду¬
сматривается м е х а н и ч е с к а я б л о к и р о в к а в виде р ы ч а ж н о й системы,
п р е д о т в р а щ а ю щ е й в т я г и в а н и е м а г н и т н о й с и с т е м ы одного пускате¬
ля, если в к л ю ч е н д р у г о й .
П р и н а ж а т и и на кнопку 8Б1 в к л ю ч а е т с я пускатель КМ1, сило¬
в ы е к о н т а к т ы которого п о д к л ю ч а ю т о б м о т к у с т а т о р а АД к сети че¬
рез р е з и с т о р ы К1, К2, К3. П о мере р а з г о н а электродвигателя ток в
его ц е п и снижается.
Б л о к к о н т а к т п у с к а т е л я КМ1 о д н о в р е м е н н о с п у с к о м двигате¬
ля включает реле времени КТ, контакт которого с выдержкой
в р е м е н и в к л ю ч а е т к а т у ш к у п у с к а т е л я КМ2. П р и с р а б а т ы в а н и и
п у с к а т е л я КМ2 р а з м ы к а е т с я его к о н т а к т в ц е п и к а т у ш к и КМ1,
з а м ы к а е т с я б л о к - к о н т а к т КМ2, ш у н т и р у ю щ и й к о н т а к т р е л е вре¬
м е н и КТ и з а м ы к а ю т с я с и л о в ы е к о н т а к т ы КМ2 в ц е п и электро¬
д в и г а т е л я . В р е з у л ь т а т е все к о н т а к т ы КМ1 р а з м ы к а ю т с я , а об¬
м о т к а с т а т о р а э л е к т р о д в и г а т е л я п о д к л ю ч а е т с я в сеть н а п р я м у ю
ч е р е з с и л о в ы е к о н т а к т ы КМ2.
Э т а схема м о ж е т п р и м е н я т ь с я д л я в к л ю ч е н и я э л е к т р о д в и г а т е л я
с т я ж е л ы м з а т я ж н ы м пуском.
Н а рис. 3 п о к а з а н а схема у п р а в л е н и я АД с о г р а н и ч е н и е м пуско¬
в ы х токов п р и п о м о щ и т о к о о г р а н и ч и в а ю щ и х резисторов К1, К2, К3.
N
РЕ 1.11-21-3
5Б1
Методика исследования
1. В соответствии с программой работы изучить назначение,
устройство и принцип действия аппаратов ручного и дистанционного
управления по рекомендованной литературе, плакатам и образцам.
2. Изучить схемы управления электродвигателем (рис. 1, 2, 3).
3. Собрать схемы управления, и после проверки преподавателем
или лаборантом, произвести и х включение.
4. Изучить методику выбора аппаратов ручного и дистанционного
управления.
Содержание отчета:
1.
2.
3.
ному
Цель работы.
Электрические схемы.
Р а с ч е т ы по в ы б о р у а п п а р а т о в у п р а в л е н и я (по индивидуаль¬
заданию).
Контрольные вопросы:
Рис. 3. Схема управления трехфазным асинхронным короткозамкнутым
электродвигателем с включением токоограничивающих резисторов при пуске
61
1. Где п р и м е н я ю т с я и д л я чего п р е д н а з н а ч е н ы э л е к т р и ч е с к и е
аппараты ручного и дистанционного управления?
2. Объяснить устройство и принцип действия электромагнитного
пускателя.
62
3. О б ъ я с н и т ь у с т р о й с т в о и п р и н ц и п д е й с т в и я а в т о м а т и ч е с к о г о
выключателя.
4. О б ъ я с н и т ь у с т р о й с т в о и п р и н ц и п д е й с т в и я электромагнитно¬
го реле п о с т о я н н о г о и п е р е м е н н о г о тока.
5. О б ъ я с н и т ь работу э л е к т р и ч е с к и х п р и н ц и п и а л ь н ы х схем ди¬
станционного управления асинхронными электродвигателями.
6. К а к в ы б р а т ь р у б и л ь н и к и п е р е к л ю ч а т е л ь ?
7. К а к в ы б р а т ь а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь ?
8. К а к в ы б р а т ь э л е к т р о м а г н и т н ы й пускатель?
9. К а к в ы б р а т ь тепловое р е л е ?
Лабораторная работа № 6
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ
Цель работы: изучить назначение, принцип действия и конструк¬
ц и и плавких предохранителей, электротепловых реле и автомати¬
ческих выключателей; исследовать защитные характеристики автома¬
тического выключателя и электротеплового реле.
Студент должен знать: устройство и п р и н ц и п действия плавких
предохранителей, электротепловых реле и автоматических выключа¬
телей;
уметь: рассчитывать и выбирать плавкие предохранители, автома¬
тические выключатели и тепловые реле.
Порядок выполнения:
1. Ознакомиться с представленными на лабораторном стенде аппа¬
ратами защиты.
2. Изучить схему лабораторной установки и в соответствии
с предложенной методикой снять защитные характеристики тепловых
расцепителей автоматического выключателя и электротеплового реле.
3. Изучить методику выбора и настройки электротепловых реле
и автоматических выключателей.
Теоретические сведения
Электрические аппараты защиты служат для отключения электри¬
ческих цепей в аварийных режимах.
Для защиты проводок и электрооборудования от токов коротких
замыканий применяются плавкие предохранители и автоматические
выключатели без выдержки времени, а для защиты от перегрузок автоматические выключатели с выдержкой времени и электротепло¬
вые реле магнитных пускателей.
63
64
П л а в к и е п р е д о х р а н и т е л и в к л ю ч а ю т с я в к а ж д у ю ф а з у электро¬
д в и г а т е л я и л и д р у г о г о э л е к т р о п р и е м н и к а . О с н о в н ы м и элемента¬
м и п р е д о х р а н и т е л я я в л я ю т с я п л а в к а я в с т а в к а , к о н т а к т н а я систе¬
ма и корпус с дугогасительным устройством. При аварийном
у в е л и ч е н и и т о к а о т к л ю ч е н и е э л е к т р и ч е с к о й ц е п и п р о и с х о д и т за
счет расплавления калиброванной плавкой вставки.
Д л я з а щ и т ы э л е к т р и ч е с к и х ц е п е й н а п р я ж е н и е м д о 1000 В ис¬
п о л ь з у ю т с я с л е д у ю щ и е в и д ы п р е д о х р а н и т е л е й : т р у б ч а т ы е без
наполнителя ПР2; трубчатые разборные с закрытыми патронами
и наполнителем ПН2.
Н а рис. 1 показано устройство плавких предохранителей типа
П Н и ПР.
А в т о м а т и ч е с к и е в ы к л ю ч а т е л и (рис. 2) п р е д н а з н а ч е н ы д л я
к о м м у т а ц и и э л е к т р и ч е с к и х ц е п е й , а т а к ж е д л я и х з а щ и т ы от пе¬
регрузок и коротких замыканий. Контактная система автомати¬
ческого выключателя замыкается и размыкается
вручную
с п о м о щ ь ю р у к о я т к и и л и к н о п о к ; д л я о т к л ю ч е н и я ц е п е й п р и ко¬
ротких замыканиях служит максимальное токовое реле прямого
д е й с т в и я , д л я о т к л ю ч е н и я п р и п е р е г р у з к а х - т е п л о в о е р е л е пря¬
мого действия (электромагнитный и тепловой расцепители).
Принцип действия автоматического выключателя поясняется
р и с . 3 . Т о к н а г р у з к и / п р о т е к а е т ч е р е з к о н т а к т 11 а в т о м а т и ч е ­
с к о г о в ы к л ю ч а т е л я , ч е р е з н а г р е в а т е л ь т е п л о в о г о р а с ц е п и т е л я 6,
к а т у ш к у э л е к т р о м а г н и т н о г о р а с ц е п и т е л я 9.
П р и к о р о т к о м з а м ы к а н и и в з а щ и щ а е м о й ц е п и ток р е з к о воз¬
р а с т а е т , с е р д е ч н и к 10 в т я г и в а е т с я в к а т у ш к у 9 и т о л к а т е л е м 8
в о з д е й с т в у е т н а р ы ч а г 5. Р ы ч а г 5 п р и п о д н и м а е т з а щ е л к у 4, кото¬
р а я о с в о б о ж д а е т р ы ч а г 3, и п о д д е й с т в и е м п р у ж и н ы 2 к о н т а к т 1
выключателя размыкается.
При перегрузке цепи отключение происходит с выдержкой
времени, обратной величине тока перегрузки. Когда
ток
в з а щ и щ а е м о й ц е п и б о л ь ш е д о п у с т и м о г о , н о м е н ь ш е т о к а корот¬
кого замыкания, происходит нагрев элемента 6 теплового расцепителя, в ы з ы в а ю щ и й нагрев и д е ф о р м а ц и ю биметаллической
п л а с т и н ы 7.
В р е з у л ь т а т е и з г и б а п л а с т и н ы 7 р ы ч а г 5 о с в о б о ж д а е т защел¬
ку 4, и п о д д е й с т в и е м п р у ж и н ы 2 к о н т а к т 1 р а з м ы к а е т с я .
Рис. 1. Трубчатые предохранители:
а - типа ПН; б, в - типа ПР с патронами на токи 100 и 60 А; 1 - стальные пружи­
нящие кольца контактов; 2 - металлические крышки; 3 - винт; 4 - фарфоровый
патрон; 5 - контактные ножи; 6 - плавкие вставки; 7 - контактные болты; 8 - кон­
тактные болты; 9 - плавкий элемент, 10 - контактные стопки; 11 - основание,
12 - Т-образные выступы; 13 - фибровая трубка; 14- латунные колпачки; 15 - винт
65
66
н
2
Рис. 3. Устройство (а) и условное обозначение (б) автоматического выключателя:
1 - контакты; 2 - пружина; 3 - рычаг; 4 - защелка; 5 - рычаг; 6 -нагревательный
элемент; 7 - биметаллическая пластина; 8 - толкатель; 9 - катушка; 10 -сердечник
Рис. 2. Устройство автоматического выключателя АП-50:
1 - дугогасительная камера; 2 - электромагнитный расцепитель; 3 - контакты;
4 - кнопка включения; 5 - кнопка включения, 6 - основание
П р и м е н я е м ы е для к о м м у т а ц и и и з а щ и т ы с и л о в ы х и осветитель­
н ы х сетей а в т о м а т и ч е с к и е в ы к л ю ч а т е л и типов А1150, А 3 7 0 0 ,
А Е 2 0 0 0 , В А 4 7 - 2 9 , В А 4 7 - 1 0 0 и д р у г и е р а з л и ч а ю т с я м е ж д у собой
к о л и ч е с т в о м контактов (полюсов), н о м и н а л ь н ы м и з н а ч е н и я м и то¬
ков и н а п р я ж е н и й , о т к л ю ч а ю щ е й с п о с о б н о с т ь ю , в р е м е н е м отклю¬
чения. Д и а п а з о н и х н о м и н а л ь н ы х токов от 10 д о 10 000 А, а пре­
д е л ь н о к о м м у т и р у е м ы х т о к о в - д о 100 кА. В р е м я с р а б а т ы в а н и я
э л е к т р о м а г н и т н о г о расцепителя 0 , 0 2 - 0 , 7 с, время с р а б а т ы в а н и я
т е п л о в о г о р а с ц е п и т е л я з а в и с и т от тока перегрузки и изменяется от
н е с к о л ь к и х секунд д о десятков секунд. Н е к о т о р ы е т и п ы автомати¬
ч е с к и х в ы к л ю ч а т е л е й с о д е р ж а т д и с т а н ц и о н н ы й расцепитель, поз¬
в о л я ю щ и й п р о и з в о д и т ь о т к л ю ч е н и е п о в н е ш н е м у с и г н а л у тока или
н а п р я ж е н и я . С у щ е с т в у ю т а в т о м а т и ч е с к и е в ы к л ю ч а т е л и с электро¬
м а г н и т н ы м приводом, о б е с п е ч и в а ю щ и е д и с т а н ц и о н н о е в к л ю ч е н и е
аппарата.
67
Защита электродвигателей от перегрузок может осуществляться
при помощи электротепловых реле. Принцип действие и устройство
электротепловых реле аналогичны устройству тепловых расцепителей
автоматических выключателей. Применяются электротепловые реле
типов Т Р Н (двухполюсные) и Р Т Л (трехполюсные). Диапазон регули­
рования тока вставки тепловых реле от 0,75 до 1,25 / .
н
Электротепловые реле используются вместе электромагнитными
пускателями. Р е л е т и п а Т Р Н п р и м е н я ю т с я с п у с к а т е л я м и П М Е и
ПАЕ, реле Р Т Л - с пускателями ПМЛ.
Выбор аппаратов
защиты
Плавкие предохранители выбирают по напряжению, предельно
о т к л ю ч а е м о м у току и н о м и н а л ь н о м у току п л а в к о й вставки. Номи¬
н а л ь н ы й ток плавкой вставки (7 ) д о л ж е н у д о в л е т в о р я т ь д в у м
у с л о в и я м . П е р в о е условие:
вст
где 1
дл
- д л и т е л ь н ы й р а с ч е т н ы й ток э л е к т р о п р и е м н и к а и л и л и н и и .
68
В т о р о е условие:
э
где / - м а к с и м а л ь н ы й к р а т к о в р е м е н н ы й ток (для э л е к т р о д в и г а т е ­
м
лей - п у с к о в о й ток /
/ = 1 2 / (указывается в п а с п о р т н ы х д а н н ы х и н а к р ы ш к е к о р п у с а
выключателя). Для выключателей типов А3700 и некоторых других
значение у с т а в к и э л е к т р о м а г н и т н о г о р а с ц е п и т е л я в ы б и р а е т с я по
т а б л и ц е из с п р а в о ч н ы х д а н н ы х в соответствии с р а н е е определен¬
ным значением / .
В ы б р а н н ы й а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь н е о б х о д и м о прове¬
р и т ь по у с л о в и ю :
п у с к
);
тр
т р
а - к о э ф ф и ц и е н т , з а в и с я щ и й от п р о д о л ж и т е л ь н о с т и и ч а с т о т ы
пусков э л е к т р о д в и г а т е л я ; а = 2,5 д л я э л е к т р о д в и г а т е л е й с нормаль¬
н ы м и у с л о в и я м и пуска (относительно р е д к и е п у с к и и н е б о л ь ш а я
д л и т е л ь н о с т ь р а з г о н а - 5 - 1 0 с); а = 1,6-2,0 - д л я д в и г а т е л е й с т я ­
ж е л ы м и у с л о в и я м и пуска (длительность р а з г о н а до 40 с).
-^эм >
1
,
2
5
I
таx
,
где / - справочное значение уставки электромагнитного расцепителя;
1
- м а к с и м а л ь н ы й ток э л е к т р о д в и г а т е л я ( 1 = / К ) , где К - кратность п у с к о в о г о тока.
э м
А в т о м а т и ч е с к и е в ы к л ю ч а т е л и н а д е ж н е е , ч е м п л а в к и е предохра¬
н и т е л и , з а щ и щ а ю т э л е к т р о д в и г а т е л и от а в а р и й н ы х р е ж и м о в и од¬
новременно являются коммутационными аппаратами. И х выбирают
по н о м и н а л ь н о м у н а п р я ж е н и ю , н о м и н а л ь н о м у току и номинально¬
м у току р а с ц е п и т е л е й .
Н о м и н а л ь н ы й ток а в т о м а т и ч е с к о г о в ы к л ю ч а т е л я д о л ж е н соот¬
ветствовать д л и т е л ь н о м у т о к у э л е к т р о п р и е м н и к а и л и л и н и и :
Н о м и н а л ь н ы й ток э л е к т р о м а г н и т н о г о и л и т е п л о в о г о р а с ц е п и т е ля д о л ж е н соответствовать д л и т е л ь н о м у т о к у э л е к т р о п р и е м н и к а
или линии:
З а щ и т а от перегрузки (тепловая з а щ и т а ) считается э ф ф е к т и в н о й ,
если в ы п о л н я е т с я условие:
т а х
т а х
н
г
г
З а щ и т н ы е х а р а к т е р и с т и к и т е п л о в ы х реле а н а л о г и ч н ы характе¬
ристикам тепловых расцепителей автоматических выключателей.
Н о м и н а л ь н ы й ток нагревательного э л е м е н т а теплового р е л е выби¬
рается по д л и т е л ь н о м у р а с ч е т н о м у т о к у л и н и и :
Описание лабораторной установки
Л а б о р а т о р н а я у с т а н о в к а состоит из и с п ы т у е м ы х автоматическо¬
го в ы к л ю ч а т е л я и т е п л о в о г о реле, т р е х а м п е р м е т р о в , э л е к т р о н н о г о
с е к у н д о м е р а Ф291, м а г н и т н ы х пускателей КМ1, КМ2, а в т о т р а н с ­
ф о р м а т о р а ( Л А Т Р а ) ТУ1 и т р а н с ф о р м а т о р а ТУ2. С х е м а у с т а н о в к и
п р е д с т а в л е н а н а р и с . 4, а, б.
Методика исследования
1тр >
1 , 2 5
I
дл
,
где / - у с т а в к а теплового р а с ц е п и т е л я ;
/ - д л и т е л ь н ы й р а б о ч и й ток электродвигателя.
т р
д л
П о с л е о п р е д е л е н и я / по с п р а в о ч н и к у в ы б и р а ю т в ы к л ю ч а т е л ь с
б л и ж а й ш и м п а с п о р т н ы м з н а ч е н и е м у с т а в к и т е п л о в о г о расцепителя.
Ток с р а б а т ы в а н и я э л е к т р о м а г н и т н о г о р а с ц е п и т е л я д л я автома¬
т и ч е с к и х в ы к л ю ч а т е л е й т и п о в А П 5 0 , А Е 2 0 0 0 определяется как
т р
69
Записать паспортные данные: автоматического выключателя
и теплового реле, и з м е р и т е л ь н ы х п р и б о р о в .
Изучить устройство автоматических выключателей, тепловых
реле и п л а в к и х п р е д о х р а н и т е л е й .
И с п ы т а н и я теплового р а с ц е п и т е л я а в т о м а т и ч е с к о г о выключате¬
ля и теплового р е л е п р о и з в е с т и в с л е д у ю щ е й п о с л е д о в а т е л ь н о с т и .
1.
Переключатель
«Автомат-тепловое
реле»
установить
в положение «Автомат».
2. Ручку Л А Т Р а вывести в крайнее левое п о л о ж е н и е .
70
Ы
N
10. У с т а н о в и т ь п е р е к л ю ч а т е л ь в п о л о ж е н и е « Т е п л о в о е реле».
Ручку Л А Т Р а вывести в крайнее левое положение.
11. В к л ю ч и т ь
затем н а ж а т ь н а к н о п к у 8В1 и у с т а н о в и т ь за­
д а н н ы й т о к через н а г р е в а т е л ь н ы й э л е м е н т т е п л о в о г о р е л е К К 1 .
12. Н а ж а т ь н а к н о п к у 8В2 для о т к л ю ч е н и я нагревательного эле­
м е н т а К К 1 и его о х л а ж д е н и я в т е ч е н и е 5 - 7 м и н .
13. Н а ж а т ь н а к н о п к у « С б р о с » с е к у н д о м е р а , после ч е г о н а ж а т ь
н а к н о п к у 8В1. П о с л е с р а б а т ы в а н и я т е п л о в о г о реле п р о и з в е с т и от­
счет в р е м е н и по секундомеру.
14. П о с л е о х л а ж д е н и я нагревательного э л е м е н т а т е п л о в о г о р е л е
п о в т о р и т ь о п ы т в соответствии с пп. 1 1 - 1 4 . Р е з у л ь т а т ы и з м е р е н и й
з а н е с т и в табл. 1.
Таблица
Результаты испытаний автоматического выключателя и теплового реле
Автоматический
выключатель
Параметр
Т о к через т е п л о в о й
расцепитель, А
Время срабатывания, с
К р а т н о с т ь т о к а Шн
20
15
10
8
Тепловое реле
6
8
6
4
3
2
1
С о д е р ж а н и е отчета:
Рис. 4. Схема лабораторной установки:
а - схема испытания автоматического выключателя; б - теплового реле
3. В к л ю ч и т ь с е к у н д о м е р Ф 2 9 1 к н о п к о й «Сеть».
4. В к л ю ч и т ь и с п ы т у е м ы й а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь
и
п р и п о м о щ и Л А Т Р а у с т а н о в и т ь з а д а н н ы й т о к (начальное з н а ч е н и е
т о к а и п р е д е л ы его и з м е н е н и я з а д а ю т с я п р е п о д а в а т е л е м ) .
5. О т к л ю ч и т ь
для о х л а ж д е н и я н а г р е в а т е л ь н ы х э л е м е н т о в
теплового расцепителя на 4 - 5 мин.
6. Н а ж а т ь н а к н о п к у « С б р о с » секундомера.
7. Включить ОР2, и после его срабатывания от тока перегрузки
произвести отсчет времени по цифровому индикатору прибора Ф 2 9 1 .
8. После охлаждения нагревательного элемента теплового расцепи­
теля в течение 5-7 м и н повторить опыт в соответствии с пп. 5-8.
9. Р е з у л ь т а т ы з а п и с а т ь в таблицу.
71
1. Т е х н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и и с с л е д у е м ы х а в т о м а т и ч е с к о г о
в ы к л ю ч а т е л я и т е п л о в о г о реле.
2. Э л е к т р и ч е с к а я схема л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и .
3. Т а б л и ц а с о п ы т н ы м и и р а с ч е т н ы м и д а н н ы м и .
4. Г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и в р е м е н и с р а б а т ы в а н и я от к р а т н о с т и
т о к а для а в т о м а т и ч е с к о г о в ы к л ю ч а т е л я и т е п л о в о г о реле.
5. А н а л и з результатов, в ы в о д ы , пояснения.
Контрольные вопросы:
1. К а к у с т р о е н ы п л а в к и е п р е д о х р а н и т е л и , и х в ы б о р ?
2. К а к устроен а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь ? О с н о в н ы е пара­
метры и выбор автоматических выключателей.
3. К а к определяется т о к а с р а б а т ы в а н и я э л е к т р о м а г н и т н о г о
расцепителя автоматического выключателя?
4. К а к у с т р о е н о т е п л о в о е реле, и х в ы б о р ?
72
Л а б о р а т о р н а я работа № 7
ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВИДИМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Цель работы: и з у ч и т ь назначение, у с т р о й с т в о и схемы в к л ю ч е ­
н и я г а з о р а з р я д н ы х л а м п низкого и в ы с о к о г о д а в л е н и я ; и з у ч и т ь
устройство и принцип действия пускорегулирующих аппаратов
( П Р А ) д л я г а з о р а з р я д н ы х л а м п ; исследовать в о л ь т а м п е р н ы е х а р а к ­
т е р и с т и к и г а з о р а з р я д н ы х л а м п низкого и в ы с о к о г о д а в л е н и я ; и с ­
следовать в л и я н и е в е л и ч и н ы п и т а ю щ е г о н а п р я ж е н и я на х а р а к т е р и ­
стики ламп.
Студент должен знать: п р и н ц и п р а б о т ы г а з о р а з р я д н ы х л а м п
низкого и в ы с о к о г о д а в л е н и я ;
уметь:
строить г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и светового потока,
созф, световой о т д а ч и д л я г а з о р а з р я д н ы х л а м п в ы с о к о г о и низкого
давления.
м е ж д у д в у м я э л е к т р о д а м и , р а с п о л о ж е н н ы м и на ее к о н ц а х , проис¬
х о д и т э л е к т р и ч е с к и й разряд в п а р а х ртути; у л ь т р а ф и о л е т о в о е излу¬
чение, в о з н и к а ю щ е е п р и этом, в ы з ы в а е т свечение с п е ц и а л ь н о г о
состава - л ю м и н о ф о р а , к о т о р ы м п о к р ы т а в н у т р е н н я я п о в е р х н о с т ь
трубки. С т е к л я н н а я т р у б к а становится и с т о ч н и к о м света, к о т о р ы й
р а в н о м е р н о р а с п р о с т р а н я е т с я п о ее д л и н е . В з а в и с и м о с т и от соста­
ва л ю м и н о ф о р а получается р а з л и ч н а я цветность и з л у ч е н и я : р а з л и ­
ч а ю т с я л ю м и н е с ц е н т н ы е л а м п ы д н е в н о г о ( т и п ы Л Д и Л Д Ц ) , белого
(тип Л Б ) , тепло-белого (тип Л Т Б ) и холодно-белого (тип Л Х Б ) света.
Л ю м и н е с ц е н т н ы е л а м п ы э к о н о м и ч н е е л а м п н а к а л и в а н и я , срок и х
с л у ж б ы гораздо б о л ь ш е и достигает 12 000 ч. Н е д о с т а т к а м и э т и х
л а м п я в л я ю т с я : н е о б х о д и м о с т ь в п р и б о р а х д л я з а ж и г а н и я и ограни¬
ч е н и я тока, б о л ь ш и е г а б а р и т ы , чувствительность к т е м п е р а т у р е
о к р у ж а ю щ е й среды. У с т р о й с т в о л ю м и н е с ц е н т н о й л а м п ы низкого
д а в л е н и я п о к а з а н о на рис. 1.
/ .
2
5
4 5
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с т е о р е т и ч е с к о й ч а с т ь ю р а б о т ы .
2. О з н а к о м и т ь с я с л а б о р а т о р н о й установкой, записать паспорт­
ные данные приборов и оборудования.
3. П р о и з в е с т и и с с л е д о в а н и е х а р а к т е р и с т и к г а з о р а з р я д н ы х л а м п
низкого и в ы с о к о г о д а в л е н и я в соответствии с и н с т р у к ц и е й по вы¬
полнению лабораторной работы.
Теоретические сведения
Рис. 1. Люминесцентная лампа низкого давления:
1 - стеклянная трубка (колба); 2 - люминофор; 3 - проволочные экраны; 4 - электроды:;
5 - ножки; 6 - оксидированная спираль; 7 - цоколь; 8 - ножки-штырьки
Электрические
источники
света. В качестве э л е к т р и ч е с к и х
и с т о ч н и к о в света в сельском х о з я й с т в е и с п о л ь з у ю т л а м п ы накали¬
вания, л ю м и н е с ц е н т н ы е и г а з о р а з р я д н ы е л а м п ы .
Люминесцентные
лампы низкого давления.
Принцип действия
этих л а м п у п р о щ е н н о сводится к следующему. В стеклянной трубке
Основные типы люминесцентных ламп низкого давления
п р и в е д е н ы в т а б л . 1. Д л я р а б о т ы в у с л о в и я х п о в ы ш е н н о й з а п ы ­
ленности выпускаются рефлекторные лампы типа ЛБР-40.
73
74
Таблица 1
Люминесцентные лампы низкого давления на 220 В
Размеры трубки, мм
Диаметр
Длина
Тип
Мощность, Вт
ЛБ-30
30
27
909
ЛТБ-30
ЛХБ-30
ЛДЦ-40
ЛД-40
ЛБ-40
ЛТБ-40
ЛХБ-40
ЛДЦ-80
ЛД-80
ЛБ-80
ЛТБ-80
30
30
40
40
40
40
40
80
80
80
80
27
27
40
40
40
40
40
39,5
39,5
39,5
39,5
909
909
1213
1213
1213
1213
1213
1496
1496
1496
1496
П р и м е н я ю т с я н е с к о л ь к о схем в к л ю ч е н и я
люминесцентных
л а м п . Н а р и с . 2 п о к а з а н а н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н а я из них. К сети
п е р е м е н н о г о н а п р я ж е н и я 220 В п о д к л ю ч а е т с я л а м п а ЕЬ, которая
в к л ю ч а е т с я с п о м о щ ь ю стартера 8У. Стартер представляет с о б о й
с т е к л я н н у ю колбочку, з а п о л н е н н у ю н е о н о м , с д в у м я в п а я н н ы м и
э л е к т р о д а м и . О д и н электрод изготовлен из биметалла. К о л б о ч к а
з а к л ю ч е н а в м е т а л л и ч е с к и й з а щ и т н ы й кожух.
С2
I
^
1
ЕЬ
'' 3
-220 В
Рис. 2. Схема включения люминесцентной лампы низкого давления
75
В м о м е н т в к л ю ч е н и я на р а з о м к н у т ы е э л е к т р о д ы стартера пода¬
ется п о л н о е н а п р я ж е н и е сети, и м е ж д у э л е к т р о д а м и в неоне возни¬
кает т л е ю щ и й разряд, н а г р е в а ю щ и й б и м е т а л л и ч е с к у ю п л а с т и н к у .
Н а г р е т а я п л а с т и н к а изгибается и з а м ы к а е т э л е к т р о д ы стартера, че¬
рез н и х н а ч и н а е т протекать ток, к о т о р ы й нагревает б и с п и р а л ь н ы е
вольфрамовые нити накала лампы.
П о с л е з а м ы к а н и я э л е к т р о д о в стартера т л е ю щ и й разряд в неоне
п р е к р а щ а е т с я , э л е к т р о д ы о х л а ж д а ю т с я и р а з м ы к а ю т с я . П р и размы¬
к а н и и ц е п и м е ж д у э л е к т р о д а м и в трубке возникает п о в ы ш е н н о е
н а п р я ж е н и е ( и м п у л ь с н а п р я ж е н и я ) , под д е й с т в и е м к о т о р о г о
в трубке, з а п о л н е н н о й а р г о н о м , п р о и с х о д и т р а з р я д . Н е б о л ь ш о е ко¬
л и ч е с т в о р т у т и , н а х о д я щ е е с я в трубке, под д е й с т в и е м электриче¬
ского р а з р я д а испаряется, и э л е к т р и ч е с к и й разряд п р о д о л ж а е т с я
у ж е в п а р а х ртути. Этот р а з р я д излучает в б о л ь ш о м к о л и ч е с т в е
у л ь т р а ф и о л е т о в ы е лучи, которые, п а д а я на л ю м и н о ф о р , в ы з ы в а ю т
свечение т р у б к и . П р о ц е с с в к л ю ч е н и я и з а ж и г а н и я д л и т с я 1-2 с.
К о н д е н с а т о р С2 с л у ж и т д л я у с т р а н е н и я р а д и о п о м е х п р и в к л ю ч е ­
н и и л а м п ы , а дроссель Ь является б а л л а с т н ы м с о п р о т и в л е н и е м и
п р е д н а з н а ч е н д л я о г р а н и ч е н и я тока. В связи с п о н и ж е н и е м напря¬
ж е н и я н а стартере п о с л е з а ж и г а н и я л а м п ы , в ы з в а н н ы м п а д е н и е м
н а п р я ж е н и я н а дросселе, т л е ю щ и й р а з р я д в стартере не м о ж е т воз¬
н и к н у т ь . Ц е п ь стартера остается р а з о м к н у т о й , к о г д а горит лампа.
В современных осветительных установках люминесцентные
л а м п ы низкого д а в л е н и я в к л ю ч а ю т с я в сеть через э л е к т р о н н ы е
пускорегулирующие аппараты (ЭПРА).
Люминесцентные
лампы
высокого
давления.
Для о с в е щ е н и я
п р о и з в о д с т в е н н ы х п л о щ а д о к и п о м е щ е н и й п р и м е н я ю т люминес¬
ц е н т н ы е л а м п ы в ы с о к о г о д а в л е н и я т и п а Д Р Л (дуговые р т у т н ы е
люминесцентные).
Л а м п а Д Р Л (рис. 3) состоит из к в а р ц е в о й т р у б к и (горелки) 7,
р а з м е щ е н н о й в колбе 8, в н у т р е н н я я поверхность к о т о р о й п о к р ы т а
слоем л ю м и н о ф о р а 9 и п о с л е д о в а т е л ь н о в к л ю ч е н н ы х р е з и с т о р о в 5.
В к в а р ц е в у ю т р у б к у в п а я н ы д в а о с н о в н ы х в о л ь ф р а м о в ы х электро¬
да,
покрытых
активированным
слоем
и
присоединенных
к ц е н т р а л ь н о й части цоколя, к о н т а к т у 12, и д в а д о п о л н и т е л ь н ы х
п о д ж и г а ю щ и х э л е к т р о д а 10. И з к в а р ц е в о й т р у б к и о т к а ч а н воздух,
после чего о н а з а п о л н е н а н е б о л ь ш и м к о л и ч е с т в о м р т у т и ( 4 0 - 6 0 мг)
и а р г о н о м под д а в л е н и е м 2 , 5 - 4 , 5 кПа. Л а м п а зажигается от сети
76
н а п р я ж е н и е м 220 В с п о м о щ ь ю П Р А (схема в к л ю ч е н и я п о к а з а н а на
р и с . 4). П р и в к л ю ч е н и и л а м п ы вначале возникает т л е ю щ и й р а з р я д
м е ж д у р а б о ч и м и и п о д ж и г а ю щ и м и э л е к т р о д а м и , к о т о р ы й затем
п е р е х о д и т н а о с н о в н ы е э л е к т р о д ы . Д л я п о в ы ш е н и я со§ф в к л ю ч а ю т
к о н д е н с а т о р С1. П о с л е з а ж и г а н и я в л а м п е э л е к т р и ч е с к о г о р а з р я д а
н а ч а л ь н о е н а п р я ж е н и е на ней составляет 2 5 - 3 0 В и п о м е р е разгор а н и я п о в ы ш а е т с я до 1 1 5 - 1 4 5 В . В м о м е н т з а ж и г а н и я ток л а м п ы в
2 - 2 , 6 раза п р е в ы ш а е т н о м и н а л ь н ы й , н о по м е р е р а з о г р е в а горелки и
и с п а р е н и я в ней р т у т и он п о с т е п е н н о у м е н ь ш а е т с я .
Рис. 4. Схемы включения четырехэлектродной лампы ДРЛ
Л а м п ы Д Р Л п о с р а в н е н и ю с л ю м и н е с ц е н т н ы м и л а м п а м и низко¬
го д а в л е н и я и м е ю т б о л ь ш у ю я р к о с т ь ( п р и м е р н о в 10 раз), м е н ь ш у ю
з а в и с и м о с т ь светового п о т о к а и время з а ж и г а н и я от т е м п е р а т у р ы
о к р у ж а ю щ е й среды. О д н а к о с т а б и л и з а ц и я и х параметров н а с т у п а е т
т о л ь к о через 1 0 - 1 5 м и н . П о с л е в ы к л ю ч е н и я п о в т о р н о е в к л ю ч е н и е
в о з м о ж н о т о л ь к о через 2 - 3 м и н . И х световая отдача н е с к о л ь к о ни¬
же, чем у т р у б ч а т ы х л ю м и н е с ц е н т н ы х л а м п н и з к о г о д а в л е н и я (от
40 до 55 л м / В т ) п р и т а к о м ж е сроке с л у ж б ы , а е д и н и ч н а я м о щ н о с т ь
в ы ш е (от 50 до 2 0 0 0 Вт).
Технические характеристики люминесцентных ламп высокого
д а в л е н и я п р и в е д е н ы в т а б л . 2.
Таблица 2
Дуговые ртутные лампы высокого давления
Тип
Рис. 3. Устройство лампы высокого давления типа ДРЛ:
1 - изолятор; 2 - цоколь; 3, 4 - электроды; 5, 6 - резисторы; 7 - кварцевая трубка
(горелка) с вольфрамовыми электродами; 8 - колба; 9 - слой люминофора;
10, 11 - поджигающие электроды; 12 - контакт
77
ДРЛ-250
ДРЛ-500
ДРЛ-750
ДРЛ-1000
ДРЛ-80-2
ДРЛ-125-2
ДРЛ-250-2
ДРЛ-400-2
ДРЛ-700-2
ДРМ-1000-2
Число
элек­
тродов
2
4
Мощ­
ность,
Вт
250
500
750
1000
80
125
250
400
700
1000
Рабо­
чий
ток, А
2
4
6
8
0,8
1,15
2
3,2
5,5
6
78
Диа­
метр,
мм
125
145
170
200
72
77
91
122
152
181
Длина,
мм
320
360
390
440
165
184
227
292
368
410
Продолжи­
тельность
горения, ч
3000
6000
(средняя)
2000
(мини­
мальная)
Для включения четырехэлектродных ламп типа ДРЛ исполь­
з у ю т д р о с с е л и р а з л и ч н о г о т и п а в з а в и с и м о с т и от м о щ н о с т и
л а м п ы : Д Б - 1 2 5 / 2 3 0 - Н - Т ; Д Б - 2 5 0 / 2 3 0 - Н - Т ; Д Б - 4 0 0 / 2 3 0 - Н - Т . Пер¬
спективным является применение электронных пускорегулирующих аппаратов для натриевых ламп высокого давления серии
ДНаТ.
Принцип действия натриевых ламп высокого
давления
(НЛВД) основан на резонансном излучении, возникающем при
электрическом разряде в парах натрия. Конструктивно Н Л В Д
п р е д с т а в л я ю т с о б о й г о р е л к у из с в е т о п р о п у с к а ю щ е й п о л и к р и ¬
с т а л л и ч е с к о й к е р а м и к и ( о к и с ь а л ю м и н и я ) , п о л о с т ь к о т о р о й за¬
полнена ксеноном с добавками натрия и ртути в виде амальгамы,
при этом горелка размещена в колбе с разрежением 1 0 - 1 0 Па.
К о л б е п р и д а е т с я ц и л и н д р и ч е с к а я и л и э л л и п т и ч е с к а я ф о р м а , ее
оснащают резьбовым цоколем. Н Л В Д имеют высокую световую
отдачу и большую среднюю продолжительность горения при ма­
л о м с п а д е с в е т о в о г о п о т о к а (не б о л е е 1 5 - 2 0 % к м о м е н т у и с т е ­
чения продолжительности горения). К числу недостатков следует
о т н е с т и б о л ь ш о й к о э ф ф и ц и е н т п у л ь с а ц и и с в е т о в о г о п о т о к а , удо¬
влетворительную только для ряда случаев цветопередачу и более
с л о ж н у ю схему подключения к электрической сети, чем лампа
ДРЛ. Н Л В Д малочувствительны
к изменению
температуры
о к р у ж а ю щ е й с р е д ы и р а б о т о с п о с о б н ы п р и ее к о л е б а н и и в преде¬
л а х от - 6 0 д о + 4 0 °С. К о л е б а н и я н а п р я ж е н и я э л е к т р и ч е с к о й с е т и
д о в о л ь н о с и л ь н о с к а з ы в а ю т с я н а с в е т о в ы х и э л е к т р и ч е с к и х па¬
раметрах ламп. Кроме того, Н Л В Д требуют соблюдения уста­
новленного положения горения: цоколем вверх или вниз с нор­
м и р о в а н н ы м о т к л о н е н и е м от э т о г о п о л о ж е н и я .
- 4
- 5
Спектр
излучения
НЛВД
имеет
выраженную
желтоо р а н ж е в у ю с о с т а в л я ю щ у ю , с п о с о б с т в у ю щ у ю у в е л и ч е н и ю остро¬
т ы з р е н и я , п о э т о м у и х н а и б о л е е ш и р о к о и с п о л ь з у ю т д л я освеще¬
ния автострад, улиц и площадей, а также больших открытых
пространств. Значительное улучшение качества цветопередачи
может быть обеспечено совместным применением Н Л В Д с
РЛВД, создающим преимущественное излучение в сине-зеленой
ч а с т и с п е к т р а . У с т р о й с т в о л а м п ы Д Н а Т п о к а з а н о н а р и с . 5.
79
Рис. 5. Устройство лампы ДНаТ-400:
1 - внутренняя керамическая разрядная трубка; 2 - вольфрамовый электрод;
3 - внешняя колба
Л а м п а с о д е р ж и т т о н к о с т е н н у ю т р у б ч а т у ю г о р е л к у 1 из поли¬
к р и с т а л л и ч е с к о й о к и с и а л ю м и н и я - к е р а м и к и , х о р о ш о пропускаю¬
щ е й световое и з л у ч е н и е и у с т о й ч и в о й к д л и т е л ь н о м у в о з д е й с т в и ю
н а с ы щ е н н ы х п а р о в н а т р и я с т е м п е р а т у р о й 1 5 7 0 - 1 6 7 0 °К, с о д е р ж а ­
щ и х с я в горелке в о в р е м я р а б о т ы л а м п ы . К р о м е п а р о в натрия,
горелка з а п о л н е н а к с е н о н о м и п а р а м и ртути. Н а т о р ц ы горелки
н а п а я н ы м е т а л л и ч е с к и е к о л п а ч к и с в о л ь ф р а м о в ы м и активирован¬
н ы м и э л е к т р о д а м и 2. Г о р е л к а п о м е щ е н а в колбу 3 из т е р м о с т о й к о ­
го стекла, из которой о т к а ч а н воздух д л я т е п л о и з о л я ц и и горелки.
С х е м а в к л ю ч е н и я л а м п ы Д Н а Т п р и в е д е н а на рис. 6.
А
о—
-220В
х:
о
Рис. 6. Схема включения лампы ДНаТ
80
Д л я р а б о т ы л а м п ы н е о б х о д и м ы : б а л л а с т н о е у с т р о й с т в о в ви¬
д е д р о с с е л я , о г р а н и ч и в а ю щ е г о и с т а б и л и з и р у ю щ е г о т о к разря¬
д а , и и м п у л ь с н о е з а ж и г а ю щ е е у с т р о й с т в о И З У ( р и с . 7), пред¬
с т а в л я ю щ е е с о б о й г е н е р а т о р и м п у л ь с о в с ч а с т о т о й 5 0 0 Г ц , об¬
разующихся в результате периодического разряда конденсатора
на первичную обмотку импульсного трансформатора. При этом
во в т о р и ч н о й обмотке и м п у л ь с н о г о т р а н с ф о р м а т о р а , включен¬
ной параллельно лампе, индуцируются импульсы напряжения
с амплитудой около 4 кВ, обеспечивающие зажигание разряда
в горелке. После зажигания лампы зажигающее устройство
прекращает работу.
Рис. 7. Принципиальная схема импульсного
зажигающего устройства типа ИЗУ
81
Лампы
высокого
давления
ДНаТ-400
имеют
светоотдачу
12,5 лм/Вт. Срок службы у отечественных ламп составляет 6,5¬
10,0 тыс. ч, у импортных - до 15 тыс. ч. За рубежом находят примене¬
ние натриевые лампы низкого и высокого давления в сочетании с
металлогалогенными и ртутными. Благоприятный спектр для ряда
культур дает возможность с успехом применять эти лампы в овощевод¬
стве. Т р а д и ц и о н н а я система э л е к т р о п и т а н и я л а м п ы от сети пере¬
м е н н о г о н а п р я ж е н и я 220 В (50 Гц) с о д е р ж и т т о к о о г р а н и ч и в а ю щ и й
реактор, п о с л е д о в а т е л ь н о в к л ю ч е н н ы й с л а м п о й , и устройство,
ф о р м и р у ю щ е е в ы с о к о в о л ь т н ы е и м п у л ь с ы д л я з а ж и г а н и я разряда.
Проблемы, связанные с электромагнитными ПРА, следующие:
- мерцание при питании от сети 50 Гц;
- нестабильность мощности и светового потока лампы при колеба¬
ниях сетевого напряжения;
- низкий коэффициент мощности;
- большая масса реактора П Р А , наличие отдельного блока импуль¬
сного запуска и необходимость применения дополнительного конден¬
сатора для улучшения коэффициента мощности;
- отсутствие возможности управления освещенностью.
Эти недостатки устраняются при использовании для питания
натриевых ламп электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА),
другое распространенное название которых - электронные балласты.
В дополнении к этому Э П Р А позволяет:
- повысить срок службы лампы;
- уменьшить энергопотребление;
- обеспечить комфортную освещенность.
Схема Э П Р А (рис. 8) содержит следующие узлы: сетевой фильтр,
выпрямитель, корректор коэффициента мощности, инвертор, устрой¬
ство поджига и устройство управления мощностью.
Дискретное управление частотой модуляции инвертора осуществ¬
ляется путем изменения емкости времязадающей ЛС-цепи управляю­
щей микросхемы при помощи ключа 5, в цепь которого включен до­
полнительный конденсатор. Инвертор обеспечивает питание лампы
током повышенной частоты в двух р е ж и м а х - режиме полной мощно¬
сти и в режиме энергопотребления на уровне 50 % от номинального,
что обеспечивает управление яркостью свечения лампы.
82
Описание лабораторной установки
Л а б о р а т о р н а я у с т а н о в к а состоит и з л а м п в ы с о к о г о и н и з к о г о
д а в л е н и я , п у с к о р е г у л и р у ю щ и х а п п а р а т о в и и з м е р и т е л ь н ы х прибо¬
р о в , р а с п о л о ж е н н ы х н а стенде. П р и н ц и п и а л ь н а я э л е к т р и ч е с к а я
с х е м а л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и п р и в е д е н а н а р и с . 9, а, б.
I
С 2
П1Н
-©•
а)
5:
X
РУ1
Р\У1
Ш2
О
IО о
Т\1'-УУЛАА^~—|
I
о
об
220
РА
В
т
0^
Л2
РЛУ1
Б)
"В
РУ1
РУ
1
Х:
Рис. 9. Схема лабораторной установки:
а - схема испытания люминесцентной лампы низкого давления; б - схема испытания
люминесцентной лампы высокого давления
83
84
Методика исследований
1. У с т р о й с т в о и п р и н ц и п д е й с т в и я л а м п , стартера и П Р А с х е м ы
в к л ю ч е н и я изучить н а образцах, п р е д с т а в л е н н ы х в работе, по м е т о ­
д и ч е с к и м у к а з а н и я м и р е к о м е н д у е м о й литературе. Т е х н и ч е с к и е
х а р а к т е р и с т и к и и з у ч а е м ы х у с т р о й с т в записать в табл. 3, 4.
5. Устройство ламп и пускорегулирующей аппаратуры изучить на
образцах, представленных в работе, принцип действия и схемы включе¬
ния - по методическим указаниям и рекомендуемой литературе.
6. Электрические и светотехнические характеристики лампы ДРЛ250 измерить при напряжении сети 220 В через каждые 30 с (с момента
включения лампы). Результаты! измерений записать в табл. 6.
Таблица 3
Таблица 6
Характеристика ПРА
Наиме­
нова­
ние
Мощ­
ность,
Вт
Тип
Напря­
жение, В
Ток,
А
Дли­
на, мм
С08ф
Ши­
рина,
мм
Изменение электрических и светотехнических параметров лампы
при разгорании
Вы­
сота,
мм
Измерено
н
Таблица 4
Тип
Мощность,
Вт
Напря¬
жение,
В
Т,
Р,
I,
иб,
ил,
Рл,
Е,
Ф,
ть
5,
Рд,
С
Вт
А
В
В
Вт
лк
лм
лм/Вт
ВА
Вт
С08ф
0
30
Характеристики ламп
Наиме­
нование
Вычислено
Эффектив­
ный поток,
лм
Дли­
на,
мм
Диаметр,
мм,
60
420
2. Изучить схемы включения ламп низкого и высокого давления.
3. У с т а н о в и т ь с п о м о щ ь ю а в т о т р а н с ф о р м а т о р а н а п р я ж е н и е н а
РУ1, р а в н о е 120 В , затем, у в е л и ч и в а я н а п р я ж е н и е ч е р е з к а ж д ы е
20 В , п р о и з в о д и т ь измерение. Р е з у л ь т а т ы занести в табл. 5.
Таблица 5
7. После разгорания лампы (примерно 6-8 мин) изменить авто¬
трансформатором напряжение на лампе и через 2 - 4 м и н измерить
электрические и светотехнические параметры л а м п ы при установлен­
ном напряжении. Определить влияние отклонения напряжения сети на
параметры лампы. Результаты записать в табл. 7.
Таблица 7
Зависимость характеристик люминесцентной лампы
от величины напряжения питания
и,
в
С/л,
в
I, А
Рл, Вт
Вычислено
Р, Вт
Е, лк
Ф, лм
Измерено
с08ф
лм/Вт
Тип
Измерено
Влияние отклонения напряжения сети на параметры лампы
Примечание. В табл. 5: и - напряжение питания; и - напряжение на лампе;
Р , Р - мощность лампы и балластного сопротивления; I - ток лампы; Е - освещен­
ность; Ф - световой поток, п - световая отдача; созср - коэффициент мощности.
ис
В
Рс
Вт
I
А
Вычислено
иб
ил
Рл
В
В
Вт
Е
лк
Ф
лм
Л
лм/Вт
5
ВА
Рд
Вт
С08
Ф
л
л
Примечание. В табл. 6, 7: и , и , и - напряжение сети, дросселя, лампы;
I - ток лампы; Р , Р - мощность схемы и лампы; Е - освещенность; Ф - све­
товой поток; Л - световая отдача; С08ф - коэффициент мощности схемы; Р мощность, теряемая в дросселе; 5 - полная мощность схемы.
с
с
4. В процессе измерений необходимо фиксировать и , и , и
напряжение зажигания стартера, лампы и погасания лампы.
зс
85
зл
п л
-
б
л
л
д
86
Методика вычислений
Методика расчета для газоразрядных ламп высокого давления
Световой поток люминесцентной лампы определить по формуле:
А
Еп
а п
180
2
Световой поток лампы:
Ф = 4Ь
ЬИр
8ш2а
2
где Е - о с в е щ е н н о с т ь , с о з д а в а е м а я л ю м и н е с ц е н т н о й л а м п о й н а
у с л о в н о й п о в е р х н о с т и , лк;
Ь - д л и н а л ю м и н е с ц е н т н о й л а м п ы , м;
Н - б л и ж а й ш е е р а с с т о я н и е от л ю м и н е с ц е н т н о й л а м п ы до
у с л о в н о й п о в е р х н о с т и , на которой измеряется о с в е щ е н н о с т ь , м.
п к Е,
2
где Ь = 1,0 м - расстояние м е ж д у л а м п о й и ф о т о э л е м е н т о м люкс¬
метра;
к - коэффициент, учитывающий пространственной распределе­
ние светового п о т о к а (для л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и К п р и н я т ь
Д Р Л - 0,35; Д Р И - 0,2; Д н а Т - 0,29).
Световая отдача:
р
п
Д л я л а б о р а т о р н о й р а б о т ы п р и н я т ь : Ь = 0,9 м, Н = 0,1 м,
а = 77,4°, с в е т о в о й п о т о к л а м п ы Ф = 0,56 Е.
Световая отдача люминесцентной лампы с учетом мощности,
потребляемой балластным сопротивлением:
=
Ф
—.
Р
р
Ф
Л=
Полная мощность:
5 =I
ис.
М о щ н о с т ь , т е р я е м а я в дросселе:
.
Р
РД
Мощность, теряемая в балластном сопротивлении:
-
Рл.
Коэффициент мощности схемы:
Р
С08 ф = — ,
5
Рб = Р - Рл.
П о л н а я м о щ н о с т ь , п о т р е б л я е м а я л а м п о й и П Р А из сети:
=Р
где 5 = и I.
Содержание отчета:
5 =
т.
Коэффициент мощности
Р
С08 ф = — .
5
87
1. Т а б л и ц ы с р е з у л ь т а т а м и и с с л е д о в а н и й .
2. Г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и д л я г а з о р а з р я д н ы х л а м п н и з к о г о
д а в л е н и я : Ф, п, С08ф, от н а п р я ж е н и я п и т а н и я .
3. Г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и д л я г а з о р а з р я д н ы х л а м п высоко¬
го д а в л е н и я : и, и , I, Р , Ф - от п р о д о л ж и т е л ь н о с т и з а ж и г а н и я
л а м п ы ; I, Р , Ф, п, С08ф - от в е л и ч и н ы н а п р я ж е н и я п и т а н и я .
4. В ы в о д ы .
л
л
л
88
Контрольные вопросы:
1. К а к у с т р о е н ы г а з о р а з р я д н ы е л а м п ы низкого и в ы с о к о г о
давления?
2. О б ъ я с н и т ь п р и н ц и п р а б о т ы п у с к о в о й а п п а р а т у р ы люминес¬
ц е н т н о й л а м п ы низкого д а в л е н и я .
3. Д л я чего п р е д н а з н а ч е н ы л ю м и н е с ц е н т н ы е л а м п ы ?
4. Д л я чего п р е д н а з н а ч е н ы дроссель и стартер?
5. О б ъ я с н и т ь н а з н а ч е н и е и п р и н ц и п д е й с т в и я Э П Р А .
6. К а к и е п р е и м у щ е с т в а Э П Р А перед и н д у к т и в н ы м и б а л л а с т а м и ?
7. О б ъ я с н и т ь , п о ч е м у з а г о р а н и е и п о г а с а н и е л а м п ы п р о и с х о д и т
при разном напряжении.
8. П е р е ч и с л и т ь
основные
электрические,
светотехнические
и эксплуатационные характеристики газоразрядных ламп высокого
давления.
9. О б ъ я с н и т ь н а з н а ч е н и е д р о с с е л я в схеме в к л ю ч е н и я ч е т ы р е х электродной лампы ДРЛ.
10. О б ъ я с н и т ь в о з м о ж н о с т ь п о в т о р н о г о п у с к а г а з о р а з р я д н ы х
л а м п в ы с о к о г о д а в л е н и я только после ее о х л а ж д е н и я .
11. К а к влияет к о л е б а н и е н а п р я ж е н и я п и т а н и я н а о с н о в н ы е
характеристики газоразрядных ламп высокого давления?
Лабораторная работа № 8
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА ПРИ РЕГУЛИРОВАНИИ
ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
Цель работы: и с с л е д о в а т ь з а в и с и м о с т и м о щ н о с т и , м о м е н т а со¬
п р о т и в л е н и я и К П Д осевого в е н т и л я т о р а от ч а с т о т ы в р а щ е н и я п р и
р е г у л и р о в а н и и п и т а ю щ е г о н а п р я ж е н и я ; и с с л е д о в а т ь энергетиче¬
ские х а р а к т е р и с т и к и электродвигателя с е р и и Д 1 0 0 Ь 6 П п р и регули¬
р о в а н и и н а п р я ж е н и я п и т а н и я в ц е п и его статора.
Студент должен знать: п р и н ц и п работы осевого вентилятора;
уметь: строить энергетические характеристики электродвигателя
осевого вентилятора.
Порядок выполнения:
1. И з у ч и т ь к о н с т р у к ц и и и т е х н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и элек¬
т р о п р и в о д а о с е в о г о в е н т и л я т о р а из к о м п л е к т а о б о р у д о в а н и я
«Климат 4М».
2. Изучить технические характеристики асинхронных трехфазных
электродвигателей повышенного скольжения.
3. Провести исследования электропривода вентилятора при регули¬
ровании питающего напряжения.
4. Описание лабораторной работы.
Теоретические сведения
И с с л е д у е м ы й осевой вентилятор В О - Ф с э л е к т р о д в и г а т е л е м
Д 1 0 0 Ь 6 П п р е д н а з н а ч е н д л я п р и в о д а осевого вентилятора, исполь¬
зуемого в к о м п л е к т е о б о р у д о в а н и я « К л и м а т 4 М » .
К о м п л е к т ы « К л и м а т 4 М » , п р и м е н я е м ы е д л я в ы т я ж н о й вентиля¬
ц и и ж и в о т н о в о д ч е с к и х и п т и ц е в о д ч е с к и х п о м е щ е н и й , обеспечива¬
ю т автоматическое р е г у л и р о в а н и е ч а с т о т ы в р а щ е н и я в ы т я ж н ы х
вентиляторов при отклонении температуры воздуха в помещении
89
90
от з а д а н н о й . Ч а с т о т а в р а щ е н и я вентиляторов р е г у л и р у е т с я измене¬
н и е м н а п р я ж е н и я п и т а н и я о б м о т к и статора э л е к т р о д в и г а т е л я .
Р е г у л и р о в а н и е н а п р я ж е н и я м о ж е т б ы т ь с т у п е н ч а т ы м (при по¬
м о щ и а в т о т р а н с ф о р м а т о р а с о т в о д а м и обмоток) и л и п л а в н ы м (при
п о м о щ и т и р и с т о р н о г о регулятора).
Э л е к т р о д в и г а т е л и Д 1 0 0 1 6 П и м е ю т п о в ы ш е н н о е с к о л ь ж е н и е 10¬
17 % п р о т и в 5 - 9 % в н о р м а л ь н ы х к о р о т к о з а м к н у т ы х э л е к т р о д в и г а ­
телях. И х критическое с к о л ь ж е н и е д о с т и г а е т 3 0 - 7 0 %. Такое боль¬
ш о е к р и т и ч е с к о е с к о л ь ж е н и е позволяет р а с ш и р и т ь д и а п а з о н регу¬
л и р о в а н и я скорости в е н т и л я т о р о в , но требует з а в ы ш е н и я установ¬
л е н н о й м о щ н о с т и э л е к т р о д в и г а т е л я в 1,5-2 р а з а из-за у в е л и ч е н и я
потерь в роторе (потерь с к о л ь ж е н и я ) :
АР = М о 5,
0
(8.1)
где М - м о м е н т э л е к т р о м а г н и т н ы й ( п р и б л и ж е н н о р а в н ы й м о ­
м е н т у н а валу), Н м ;
со - с и н х р о н н а я скорость в р а щ а ю щ е г о с я м а г н и т н о г о поля, рад/с;
5 - с к о л ь ж е н и е ротора.
0
П о в ы ш е н н о е скольжение обеспечивается использованием ротора
с у в е л и ч е н н ы м а к т и в н ы м сопротивлением обмотки.
П р и р е г у л и р о в а н и и частоты в р а щ е н и я а с и н х р о н н ы х электродви¬
гателей с в е н т и л я т о р н о й н а г р у з к о й на валу и з м е н е н и е м напряже¬
н и я , м а к с и м а л ь н ы е потери в роторе и м е ю т место п р и с к о л ь ж е н и и
0 , 3 3 - 0 , 3 4 , т. е. п р и со = ( 0 , 6 6 - 0 , 6 7 ) . Ч и с л е н н ы е з н а ч е н и я э т и х потерь
с о с т а в л я ю т ( 0 , 1 3 - 0 , 1 7 ) Р , где Р - н о м и н а л ь н а я н а г р у з к а на в а л у
(при н о м и н а л ь н о й у г л о в о й скорости). П о т е р и в роторе не з а в и с я т
от его к о н с т р у к ц и и , но п р и п о в ы ш е н н о м с о п р о т и в л е н и и р о т о р а
обеспечивается б о л ь ш е е к р и т и ч е с к о е с к о л ь ж е н и е 5кр и м е н ь ш и й
ток р о т о р а ! 2 . Это объясняется тем, что п о т е р и АР о п р е д е л я ю т с я
не т о л ь к о у р а в н е н и е м (8.1), но и у р а в н е н и е м :
н
н
АР = 3 ( 1 2 ) / ,
где 1
2
- п р и в е д е н н ы й (к статору) т о к ротора, А;
г ' - п р и в е д е н н о е а к т и в н о е с о п р о т и в л е н и е ротора, Ом.
(8.2)
И з ф о р м у л ы (8.2) следует, что те ж е п о т е р и м о г у т иметь м е с т о
при большем значении г ' и меньшем значении I ' .
2
П р и м е н ь ш е м токе статора будут м е н ь ш е п о т е р и в обмотке, сле¬
д о в а т е л ь н о , и нагрев электродвигателя.
П р и с к о л ь ж е н и и 0 , 3 3 - 0 , 3 4 потери и ток р о т о р а м а к с и м а л ь н ы .
М а к с и м у м тока соответствует н а п р я ж е н и ю , п р и к о т о р о м достига¬
ется с к о л ь ж е н и е 5 = 0 , 3 3 - 0 , 3 4 , п р и э т о м ток двигателя п р е в ы ш а е т
н о м и н а л ь н о е значение.
Особенности механических характеристик электродвигателей с
п о в ы ш е н н ы м с к о л ь ж е н и е м п о з в о л я ю т о б е с п е ч и т ь д и а п а з о н регу¬
л и р о в а н и я п о д а ч и воздуха 1:6 п р и и х и с п о л ь з о в а н и и д л я п р и в о д а
осевых вентиляторов в системах микроклимата.
В табл. 1 п р и в е д е н ы о с н о в н ы е п а р а м е т р ы с п е ц и а л ь н ы х электро¬
двигателей с повышенным скольжением, предназначенных для
привода осевых вентиляторов.
Таблица 1
Технические характеристики электродвигателей повышенного скольжения
Тип двигателя
Наименование параметра
4 АПА80-06У2 4АПА80А6У2 Д10016П
Тип приводимого вентилятора
Номинальная мощность, кВт
КПД, %
Коэффициент мощности
Кратность пускового тока
Кратность пускового момента
Кратность максимального момента
Н о м и н а л ь н а я частота в р а щ е н и я ,
об/мин
М а с с а , кг
ВО-Ф-7,1А
ВО-7
0,37
65,0
0,65
4,0
2,0
2,0
0,55
66,0
0,62
4,0
2,0
2,2
1,1
68,0
0,77
4,0
940,0
930,0
830,0
9,5
11,2
32,0
2,1
2,0
Электродвигатели осевых вентиляторов имеют конструктив¬
н ы е о с о б е н н о с т и . О н и к р е п я т с я н а к р о н ш т е й н а х , к о р о б к а выво¬
д о в р а с п о л о ж е н а в т о р ц е в о й к р ы ш к е , с м а з к а п о д ш и п н и к о в про¬
и з в о д и т с я без р а з б о р к и д в и г а т е л я , о т с у т с т в у е т с о б с т в е н н ы й вен¬
т и л я т о р н а в а л у . Э л е к т р о д в и г а т е л и и м е ю т с т е п е н ь з а щ и т ы 1Р55.
2
91
ВО-Ф-5,6А
92
Л а б о р а т о р н а я у с т а н о в к а с о с т о и т и з и с с л е д у е м о г о вентилято¬
ра, т р е х ф а з н о г о р е г у л я т о р а н а п р я ж е н и я , в а т т м е т р а , а м п е р м е т р а
и в о л ь т м е т р а . Ч а с т о т а в р а щ е н и я в е н т и л я т о р а и з м е р я е т с я цифро¬
вым тахометром.
Методика исследования
4. Провести измерения для определения энергетических показате¬
лей электропривода вентилятора. Для этого записать показания при¬
боров при различных частотах вращения вентилятора. Частоту враще¬
ния изменять регулятором напряжения. Зафиксировать максимальную,
минимальную частоту вращения и 4 - 5 промежуточных значений.
5. Д а н н ы е и з м е р е н и й и расчетов занести в табл. 2.
1. В ы ч е р т и т ь э л е к т р и ч е с к у ю с х е м у л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и (ри¬
сунок).
и
Таблица 2
Результаты измерений и расчетов по определению
энергетических показателей электропривода вентилятора
12 и N
Измерено
и
1
В
А
Вычислено
С08ф
Рс,
п,
5
Вт
об/мин
ВА
рад/с
Расчетные формулы:
5
= 43т ;
5 = ^
С)Р
2
п
0=
со =
6
•
0
Т /
р
У/ ;
30;
С08ф = Р 5
Рис. Электрическая схема лабораторной установки
2. В к л ю ч и т ь а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь Ор и р е г у л я т о р о м
н а п р я ж е н и я у с т а н о в и т ь н а п р я ж е н и е 220 В по вольтметру Ри1.
3. П о д а т ь н а п р я ж е н и е н а о б м о т к у статора э л е к т р о д в и г а т е л я вы¬
к л ю ч а т е л е м О52.
93
М
94
со,
;
5
1
м
Вт
МС
Нм
где Рс - м о щ н о с т ь , п о т р е б л я е м а я д в и г а т е л е м из сети, Вт;
Р - м е х а н и ч е с к а я м о щ н о с т ь н а валу вентилятора, Вт;
Ц - ф а з н ы й ток статора электродвигателя, А;
Кф - омическое сопротивление фазы статора (принять Кф = 7,9 Ом);
Р0 - п о т е р и х о л о с т о г о х о д а (принять Р0 = 10 Вт);
Мс - м о м е н т с о п р о т и в л е н и я на валу двигателя, Н м .
м
Лабораторная работа № 9
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ
ЭЛЕМЕНТНОГО ТИПА
Содержание отчета:
1.
2.
3.
4.
5.
Цель работы.
Паспортные данные приборов, аппаратов, оборудования.
Э л е к т р и ч е с к а я схема л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и .
Т а б л и ц а с д а н н ы м и о п ы т о в и расчетов.
Г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т и Р = / (со); Ц = / (и); ю = / (и).
м
Контрольные вопросы:
1. К а к и м с п о с о б о м р е г у л и р у е т с я ч а с т о т а в р а щ е н и я в е н т и л я т о р а
в лабораторной установке?
2. Н а з н а ч е н и е э л е м е н т о в л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и .
3. К а к и е о с о б е н н о с т и и м е ю т э л е к т р о д в и г а т е л и д л я п р и в о д а
осевых вентиляторов серии ВО?
4. П е р е ч и с л и т ь с п о с о б ы р е г у л и р о в а н и я п о д а ч и вентиляторов.
5. П о ч е м у п р и р е г у л и р о в а н и и п о д а ч и в е н т и л я т о р а и з м е н е н и е м
напряжения питания необходимо использовать электродвигатели
с повышенным скольжением?
6. В каком соотношении находятся: подача вентилятора О и угло¬
вая скорость с ? мощность вентилятора Р и угловая скорость с ?
7. Записать ф о р м у л у м е х а н и ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к и вентилятора.
8. У к а з а т ь н а и б о л е е т я ж е л ы й р е ж и м д л я двигателя в е н т и л я т о р а
по р е з у л ь т а т а м и з м е р е н и й .
9. К а к и е у с т р о й с т в а и с п о л ь з у ю т д л я р е г у л и р о в а н и я н а п р я ж е н и я
питания асинхронных электродвигателей вентиляторов?
95
Цель работы: изучить у с т р о й с т в о и п р и н ц и п д е й с т в и я элемент¬
н ы х водонагревателей; э к с п е р и м е н т а л ь н о о п р е д е л и т ь энергетиче¬
ские п а р а м е т р ы а к к у м у л я ц и о н н о г о (емкостного) водонагревателя.
Студент
должен
знать:
к о н с т р у к ц и ю э л е м е н т н ы х водо¬
нагревателей;
уметь: строить г р а ф и ч е с к и е з а в и с и м о с т ь т е м п е р а т у р ы от вре¬
м е н и , определять м о щ н о с т ь , п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь и К П Д элемент¬
н ы х водонагревателей.
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с о б о р у д о в а н и е м и и з м е р и т е л ь н ы м и п р и б о р а м и
лабораторной установки.
2. И з у ч и т ь у с т р о й с т в о и п р и н ц и п д е й с т в и я э л е м е н т н о г о водо¬
нагревателя.
3. И з у ч и т ь схему у п р а в л е н и я э л е м е н т н ы м водонагревателем.
4. С н я т ь зависимость т е м п е р а т у р ы от в р е м е н и нагрева 0 = / ({),
о п р е д е л и т ь м о щ н о с т ь водонагревателя, его п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь ,
К П Д и у д е л ь н ы й расход э л е к т р о э н е р г и и .
Теоретические сведения
П о с п о с о б у н а г р е в а э л е к т р и ч е с к и е в о д о н а г р е в а т е л и подразде¬
л я ю т с я н а э л е м е н т н ы е (косвенного нагрева), э л е к т р о д н ы е (прямого
нагрева) и и н д у к ц и о н н ы е . П о п р и н ц и п у д е й с т в и я р а з л и ч а ю т про¬
т о ч н ы е ( п р я м о т о ч н ы е , б ы с т р о д е й с т в у ю щ и е ) и н е п р о т о ч н ы е (акку¬
м у л я ц и о н н ы е и л и емкостные) в о д о н а г р е в а т е л и . П р о т о ч н ы е водо¬
н а г р е в а т е л и п о з в о л я ю т п о л у ч а т ь г о р я ч у ю воду сразу ж е после и х
в к л ю ч е н и я , однако и м е ю т с л е д у ю щ и е н е д о с т а т к и : с р а в н и т е л ь н о
в ы с о к у ю у с т а н о в л е н н у ю м о щ н о с т ь п р и н и з к о м к о э ф ф и ц и е н т е ис¬
пользования. Емкостные водонагреватели способны
запасать
96
(аккумулировать) г о р я ч у ю воду, имея м е н ь ш у ю у с т а н о в л е н н у ю
м о щ н о с т ь н а е д и н и ц у полезного объема, могут в к л ю ч а т ь с я в ч а с ы
п р о в а л о в с у т о ч н ы х г р а ф и к о в н а г р у з к и п о д с т а н ц и й и сетей, о б е с п е ­
ч и в а я п р и э т о м в ы с о к и е э к о н о м и ч е с к и е п о к а з а т е л и н а г р е в а воды.
Э л е м е н т н ы е в о д о н а г р е в а т е л и в ы п о л н я ю т с г е р м е т и ч е с к и м и рез и с т и в н ы м и н а г р е в а т е л я м и ( Т Э Н а м и ) , п о э т о м у о н и более безопас¬
н ы в э к с п л у а т а ц и и по с р а в н е н и ю с э л е к т р о д н ы м и , не з а г р я з н я ю т
воду, и м е ю т п р а к т и ч е с к и н е и з м е н н у ю м о щ н о с т ь . О д н а к о о н и м е н е е
н а д е ж н ы из-за о г р а н и ч е н н о г о с р о к а с л у ж б ы нагревателей; и м е ю т
более в ы с о к и е с т о и м о с т н ы е показатели. Э л е м е н т н ы е водонагрева¬
тели, по с р а в н е н и ю с э л е к т р о д н ы м и , и м е ю т н е в ы с о к у ю м о щ н о с т ь и
и с п о л ь з у ю т с я д л я горячего в о д о с н а б ж е н и я с р а в н и т е л ь н о неболь¬
ш и х р а с с р е д о т о ч е н н ы х потребителей. И х п р и м е н я ю т п р и н а л и ч и и
повышенных требований к электробезопасности.
О с н о в н ы е п р а в и л а ввода водонагревателя в э к с п л у а т а ц и ю
заключаются в следующем:
- перед в в о д о м в д е й с т в и е н е о б х о д и м о у б е д и т ь с я в правильно¬
сти п о д к л ю ч е н и я нагревателей, п л о т н о с т и к о н т а к т н ы х с о е д и н е н и й
и проверить н а д е ж н о с т ь заземления;
- проверить м е г о м м е т р о м н а 1000 В с о п р о т и в л е н и е и з о л я ц и и
э л е к т р и ч е с к и х нагревателей, которое д о л ж н о б ы т ь не менее
10 М О м , а с о п р о т и в л е н и е и з о л я ц и и т о к о п о д в о д о в о т н о с и т е л ь н о
к о р п у с а водонагревателя - не менее 220 к О м . Е с л и с о п р о т и в л е н и е
и з о л я ц и и э л е к т р о в о д о н а г р е в а т е л е й с н и з и л о с ь , и х н е о б х о д и м о тща¬
т е л ь н о п р о с у ш и т ь до тех пор, п о к а с о п р о т и в л е н и е и з о л я ц и и не
войдет в н о р м у и залить к о м п а у н д о м у з л ы с о е д и н е н и й т р у б о к
с и з о л я т о р а м и выводов. П р и п р о с у ш к е т е м п е р а т у р а п о в е р х н о с т и
нагревателей не д о л ж н а п р е в ы ш а т ь 150 °С;
Э л е м е н т н ы й а к к у м у л я ц и о н н ы й водонагреватель с о с т о и т из ци¬
л и н д р и ч е с к о г о б а к а с т е п л о и з о л я ц и е й и м е т а л л и ч е с к о г о кожуха.
В баке у с т а н о в л е н ы т р у б ч а т ы е э л е к т р о н а г р е в а т е л и ( Т Э Н ы ) , т е р м о ­
регулятор и т е р м о м е т р . Д л я забора в о д ы из в о д о п р о в о д а о т к р ы в а ю т
вентиль на в х о д н о м патрубке, и вода поступает в н и ж н ю ю часть
бака, в ы т е с н я я из верхней ч а с т и водонагревателя т е п л у ю воду. К а к
правило, в комплект водонагревателя входит шкаф управления.
В с е л ь с к о м хозяйстве и с п о л ь з у ю т с я е м к о с т н ы е в о д о н а г р е в а т е л и
типов УАП, ВЭТ, САОС, ЭВА, проточные САЗС, ВНС, ВЭП,
ЭВ-Ф-15, ЭВПЗ-15.
В о д о н а г р е в а т е л и могут э к с п л у а т и р о в а т ь с я в л ю б ы х б ы т о в ы х
п о м е щ е н и я х с т е м п е р а т у р о й о к р у ж а ю щ е г о в о з д у х а от 1 до 35 °С
(вид к л и м а т и ч е с к о г о и с п о л н е н и я - У Х Л 4 по Г О С Т 15150-69).
П е р е д н а ч а л о м э к с п л у а т а ц и и следует в н и м а т е л ь н о о з н а к о м и т ь с я
с т е х н и ч е с к и м и х а р а к т е р и с т и к а м и водонагревателя и п р а в и л а м и
т е х н и к и безопасности в о д о н а г р е в а т е л е й с е р и и Э В А О - 1 0 .
- н а п о д х о д я щ е м и о т х о д я щ е м п а т р у б к а х в о д о п р о в о д н о й сети
д о л ж н ы б ы т ь и з о л и р у ю щ и е в с т а в к и из р е з и н о в о г о и л и пластмассо¬
вого ш л а н г а ;
- проверить э л е к т р о п и т а н и е щ и т а у п р а в л е н и я , а т а к ж е его
работоспособность.
О с н о в н ы е п р а в и л а т е х н и к и безопасности п р и о б с л у ж и в а н и и
э л е м е н т н ы х водонагревателей с л е д у ю щ и е :
- корпус водонагревателя д о л ж е н б ы т ь заземлен. В сети напря¬
ж е н и е м 380/220 В с з а з е м л е н н о й н е й т р а л ь ю д л я заземления к о р п у с
п р и с о е д и н я ю т к з а щ и т н о м у (РЕ) п р о в о д у сети;
- запрещается э к с п л у а т а ц и я водонагревателя в н е и с п р а в н о м со¬
с т о я н и и , а т а к ж е п р и отсутствии з а щ и т ы и п р е д о х р а н и т е л ь н ы х
устройств;
- запрещается в к л ю ч а т ь не з а п о л н е н н ы й водой в о д о н а г р е в а т е л ь
в сеть, т а к как в э т о м случае из-за у м е н ь ш е н и я т е п л о о т д а ч и Т Э Н ы
перегорают.
Требования
безопасности:
- по т и п у з а щ и т ы от п о р а ж е н и я э л е к т р и ч е с к и м т о к о м водо¬
нагреватель соответствует 1 классу по Г О С Т 2 7 5 7 0 . 0 - 8 7 , Г О С Т
Р М Э К 3 3 5 - 1 , а по степени з а щ и т ы от д о с т у п а в о д ы 1РХ по Г О С Т
14254-96;
- э к с п л у а т а ц и я водонагревателя р а з р е ш а е т с я т о л ь к о п о с л е про¬
верки н а д е ж н о с т и его з а к р е п л е н и я н а стене, отсутствия т е ч е й
97
98
Техническое
описание водонагревателя.
В о д о н а г р е в а т е л и акку¬
муляционные с термоизоляцией вентилируемой марки ЭВАО10/1,6 «Гейзер» и Э В А О 10/1,25 «Гейзер» п р е д н а з н а ч е н ы д л я ис¬
п о л ь з о в а н и я в б ы т у д л я нагрева в о д ы н и ж е т о ч к и кипения, дли¬
т е л ь н о г о х р а н е н и я нагретой в о д ы и а в т о м а т и ч е с к о г о п о д д е р ж а н и я
з а д а н н о й п о т р е б и т е л е м т е м п е р а т у р ы в течение всего в р е м е н и
в к л ю ч е н и я водонагревателя.
А
и соблюдения правил техники безопасности в
соответствии
с настоящим руководством по эксплуатации;
- з а н у л е н и е и л и заземление в о д о н а г р е в а т е л я обязательно.
П р и вводе в жилое строение должно быть выполнено заземле­
ние нулевого провода. Сопротивление заземляющего устрой­
с т в а - н е б о л е е 30 О м . П р о в о д н и к з а н у л е н и я ( з а з е м л е н и я ) сече­
нием не менее фазного провода должен быть надежно прикреп­
лен к заземляющему контакту розетки и щитку учета электро­
э н е р г и и со с т о р о н ы в в о д а п и т а ю щ е й с е т и . З а п р е щ а е т с я и с п о л ь ­
зовать для заземления металлоконструкций водопроводных, ото­
п и т е л ь н ы х и газовых сетей.
П е р е д в к л ю ч е н и е м в о д о н а г р е в а т е л я в сеть у б е д и т е с ь в ис¬
правности шнура питания, вилки и розетки. Не следует вставлять
мокрыми руками штепсельную вилку шнура питания в розетку.
Все работы по ремонту и чистке производите только при
о т к л ю ч е н н о м от э л е к т р о с е т и в о д о н а г р е в а т е л е .
Устройство
водонагревателя
ЭВАО 10/1,6 «Гейзер».
Водо­
н а г р е в а т е л ь ( р и с . 1) с о с т о и т и з н е р ж а в е ю щ е г о р е з е р в у а р а 1,
р а з м е щ е н н о г о в к о ж у х е 7. М е ж д у р е з е р в у а р о м и к о ж у х о м н а х о ­
д и т с я т е п л о и з о л я ц и я 6. К о ж у х с д в у х с т о р о н з а к р ы т к р ы ш к а м и
2, 10. В в е р х н е й ч а с т и к о ж у х а у с т а н о в л е н а в о р о н к а 5 д л я з а л и в а
в о д ы в в о д о н а г р е в а т е л ь . С в е р х у в о р о н к а з а к р ы т а к р ы ш к о й 4.
На боковой стенке резервуара закреплен нагревательный эле­
м е н т 1 3 , б а л л о н т е р м о р е г у л я т о р а , т е р м о в ы к л ю ч а т е л ь 17, от­
к л ю ч а ю щ и й нагрев в случае выхода из строя терморегулятора
15 и о г р а н и ч и в а ю щ и й н а г р е в в о д ы д о т е м п е р а т у р ы н е б о л е е
9 0 °С, а т а к ж е д а т ч и к у р о в н я 12. В н у т р и р е з е р в у а р а р а с п о л о ж е ­
на переливная труба 3, с л у ж а щ а я для перелива и з л и ш к о в в о д ы
при заполнении резервуара. На лицевой стороне кожуха нахо­
д и т с я с в е т о с и г н а л ь н а я а р м а т у р а 8, а т а к ж е р у ч к а т е р м о р е г у л я ­
т о р а 9. Н а в н у т р е н н е й с т о р о н е к о ж у х а р а с п о л о ж е н д а т ч и к
у р о в н я 16, н е п о з в о л я ю щ и й в к л ю ч а т ь с я н а г р е в а т е л ь н о м у эле¬
менту при отсутствии воды в резервуаре и отключающий
нагрев при понижении уровня воды ниже датчика уровня.
На задней стенке кожуха имеются отверстия для крепления
в о д о н а г р е в а т е л я к с т е н е с п о м о щ ь ю ш у р у п о в и д ю б е л е й , вхо¬
дящих в комплект поставки.
Установка подключается к однофазной сети при п о м о щ и ав­
т о м а т и ч е с к о г о в ы к л ю ч а т е л я ()Р ( р и с . 2). Н а п р я ж е н и е н а в о д о ­
нагревателе и сила тока в цепи трубчатого электроводонагрева­
т е л я и з м е р я ю т с я в о л ь т м е т р о м РУ1 и а м п е р м е т р о м Р А 1 . М о щ ­
ность, потребляемая водонагревателем, измеряется однофазным
в а т т м е т р о м РЖ1.
Т е р м о в ы к л ю ч а т е л ь ( т е р м о к о н т а к т ) 5К1 о т к л ю ч а е т Т Э Н п р и
р а з о г р е в е е г о п о в е р х н о с т и д о т е м п е р а т у р ы в ы ш е 95 °С. Т е р м о р е ­
г у л я т о р 5К2 п р е д н а з н а ч е н д л я п о д д е р ж а н и я з а д а н н о й т е м п е р а ­
т у р ы в о д ы . Д а т ч и к у р о в н я 5Ь о т к л ю ч а е т Т Э Н п р и п о н и ж е н и и
уровня воды в баке ниже допустимого.
Корпус водонагревателя соединен с защитным проводником Р Е .
99
100
2 3
*
5
6
7
В
9
V
5
0
Рис. 1. Общий вид элементного водонагревателя
Подсоединение водонагревателя к электросети производится
с помощью шнура питания с вилкой 11, имеющей заземляющий
контакт.
С л и ц е в о й с т о р о н ы к о ж у х а к р е п и т с я в о д о р а з б о р н ы й к р а н 14
с о б л и ц о в о ч н о й ш а й б о й 18.
Описание лабораторной установки
4. Исходя из результатов проведенных опытов, вычислить и записать
в таблицу величину мощности, подводимую к водонагревателю Р.
5. О п р е д е л и т ь по о п ы т н ы м д а н н ы м для водонагревателя п р о и з ­
водительность ^, К П Д и у д е л ь н ы й р а с х о д э л е к т р о э н е р г и и А .
6. П о п о л у ч е н н ы м д а н н ы м построить г р а ф и ч е с к у ю з а в и с и м о с т ь
у д
Р = Д О , в = /(().
Таблица
Результаты измерений
Измерено
№ п/п
1.
Рис. 2. Схема лабораторной установки с элементным водонагревателем:
Ор- автоматический выключатель; РА - амперметр; РЖ - ваттметр; РУ - вольт­
метр; 5Ш-5К2 - термоконтакты; 5Ь - датчик уровня воды; ЕК - трубчатый элек­
тронагреватель (ТЭН); ИЬ - сигнальная лампа
Методика исследования
1. В ы п и с а т ь т е х н и ч е с к и е д а н н ы е э л е к т р о в о д о н а г р е в а т е л я .
2. Н а ч е р т и т ь п р и н ц и п и а л ь н у ю э л е к т р и ч е с к у ю с х е м у л а б о р а ­
торной установки и таблицу результатов опытов (измерений и
вычислений).
3. В к л ю ч и т ь у с т а н о в к у в сеть и п р и с т у п и т ь к и с п ы т а н и ю водо­
нагревателя. С н я т ь п о к а з а н и я и з м е р и т е л ь н ы х п р и б о р о в и д а н н ы е
и з м е р е н и й ( н а п р я ж е н и е и по в о л ь т м е т р у РУ1, т о к I по а м п е р м е т р у
РА1). И з м е р е н и я п р о в о д и т ь через 10 м и н . Р е з у л ь т а т ы и з м е р е н и й
занести в табл. 1.
Линейное
напряжение и,
В
Время г, мин Температура
воды г, °С
Ток I, А
0
2.
10
3.
20
4.
30
5.
40
6.
50
7.
60
8.
70
9.
80
3. Р а с ч е т ы произвести по ф о р м у л а м :
Р
=
иС I,
где Р - м о щ н о с т ь , п о д в о д и м а я к в о д о н а г р е в а т е л ю , Вт;
и - н а п р я ж е н и е сети, В ;
I - т о к в ц е п и нагревателя, А;
д - п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь водонагревателя, л / м и н :
с
С
д
60 •
3
где У - о б ъ е м н а г р е в а е м о й воды, м ;
101
Вычислено
102
г
У
Мощность Р,
Вт
общее в р е м я нагрева, м и н ;
Г|_-
60 •
Р
ср'
где п - К П Д водонагревателя:
т - масса н а г р е в а е м о й в о д ы , кг;
С - т е п л о е м к о с т ь в о д ы (С = 4 1 8 6 Д ж / к г °С);
2. В ч е м заключается особенность э к с п л у а т а ц и и , каковы основ¬
н ы е п р а в и л а т е х н и к и безопасности п р и и с п о л ь з о в а н и и э л е м е н т н ы х
водонагревателей?
3. О б ъ я с н и т ь работу п р и н ц и п и а л ь н о й э л е к т р и ч е с к о й с х е м ы
л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и с э л е м е н т н ы м водонагревателем.
4. Дать с р а в н и т е л ь н у ю х а р а к т е р и с т и к у э л е м е н т н о г о и электрод¬
ного в о д о н а г р е в а т е л е й .
6 , 6 - - соответственно, конечное и н а ч а л ь н о е значение т е м ­
п е р а т у р ы н а г р е в а е м о й в о д ы , °С;
А - у д е л ь н ы й расход э л е к т р о э н е р г и и , кДж/кг:
к о н
нач
у д
А
=
Р с р
-
я
Р
ср
- средняя м о щ н о с т ь нагревателя, кВт:
Р +Р
Р
нач
ср -
кон
2
Содержание отчета:
1. Т а б л и ц ы с п а с п о р т н ы м и д а н н ы м и э л е к т р о и з м е р и т е л ь н ы х
приборов, аппаратуры управления.
2. С х е м а у с т а н о в к и .
3. Т а б л и ц а с р е з у л ь т а т а м и и з м е р е н и й .
4. Р а с ч е т н ы е д а н н ы е : п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь , с р е д н я я м о щ н о с т ь ,
кпд.
5. Г р а ф и к з а в и с и м о с т и 9 _ / (I) .
6. В ы в о д ы , пояснения.
Контрольные вопросы:
1. У с т р о й с т в о и п р и н ц и п д е й с т в и я а к к у м у л я ц и о н н о г о (емкост­
ного) водонагревателя.
103
104
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 10
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ
ЭЛЕКТРОДНОГО ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ
Цель работы:
изучить к о н с т р у к ц и ю и о с о б е н н о с т и эксплуата¬
ц и и водонагревателя э л е к т р о д н о г о типа; и с с л е д о в а т ь энергетиче¬
ские п о к а з а т е л и водонагревателя.
Студент должен знать: о с о б е н н о с т и р а б о т ы в о д о н а г р е в а т е л е й
электродного типа;
уметь: определять о с н о в н ы е э н е р г е т и ч е с к и е п о к а з а т е л и водо¬
нагревателей э л е к т р о д н о г о типа.
Порядок выполнения:
1. И з у ч и т ь схему л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и .
2. И з у ч и т ь у с т р о й с т в о т р е х ф а з н о г о э л е к т р о д н о г о в о д о н а г р е ¬
вателя.
3. И с с л е д о в а т ь р а б о т у э л е к т р о д н о г о водонагревателя и опреде¬
лить его о с н о в н ы е э н е р г е т и ч е с к и е показатели.
Теоретические сведения
С у щ е с т в у е т д в а т и п а э л е к т р и ч е с к и х водонагревателей: с элек¬
т р о д н ы м н а г р е в о м и с э л е м е н т н ы м нагревом.
О б а т и п а водонагревателей м о г у т б ы т ь т р е х ф а з н ы м и и л и одно¬
фазными, проточными (непрерывного действия) или непроточными
(периодического действия).
Э л е к т р о д н ы й водонагреватель является п р о с т е й ш и м электро¬
т е п л о в ы м п р и б о р о м , к о т о р ы й легко м о ж н о изготовить на месте
и использовать д л я н а г р е в а в о д ы , н е о б х о д и м о й д л я р а з л и ч н ы х
х о з я й с т в е н н ы х целей. В практике сельского хозяйства применяются
следующие т и п ы электрических водонагревателей (рис. 1).
105
е
г
д
Рис. 1. Типы электрических водонагревателей:
а - однофазный водонагреватель с плоскими электродами; б - однофазный водо­
нагреватель с цилиндрическими (коаксиальными) электродами; в - трехфазный
водонагреватель с тремя угловыми электродами, расположенными под углом 120°
относительно друг друга; г - трехфазный водонагреватель с пластинчатыми элек­
тродами; д - трехфазный водонагреватель с цилиндрическими коаксиально распо¬
ложенными электродами
Нагрев воды в электродных водонагревателях происходит за счет
прохождения электрического тока непосредственно через воду. В о д а
здесь с л у ж и т р а б о ч и м с о п р о т и в л е н и е м в о д о н а г р е в а т е л я . Количе¬
ство т е п л а (Дж), в ы д е л я е м о е в воде п р и п р о т е к а н и и тока от о д н о г о
э л е к т р о д а к д р у г о м у , определяется з а к о н о м Л е н ц а - Д ж о у л я :
106
где Ъ - с и л а тока, п р о т е к а ю щ е г о через воду, А;
К - электрическое сопротивление воды, Ом;
г - время п р о т е к а н и я тока, с.
где
р
т
- у д е л ь н о е с о п р о т и в л е н и е горячей в о д ы , О м с м ;
т
5
И н д е к с т означает, что в е л и ч и н ы с о о т в е т с т в у ю т д а н н о й темпе¬
ратуре н а г р е в а е м о г о тела. В е л и ч и н а с о п р о т и в л е н и я р а б о ч е й ц е п и
з а в и с и т от р а з м е р а э л е к т р о д о в , р а с с т о я н и я м е ж д у н и м и , у д е л ь н о г о
с о п р о т и в л е н и я в о д ы и ее т е м п е р а т у р ы .
Э л е к т р о п р о в о д н о с т ь в о д ы з а в и с и т от ее ф и з и к о - х и м и ч е с к и х
свойств, с о д е р ж а н и я п р и м е с е й в ней и у р о в н я ее т е м п е р а т у р ы .
У д е л ь н о е с о п р о т и в л е н и е в о д ы меняется в ш и р о к и х п р е д е л а х от 200
до 10 000 О м с м п р и температуре 20 °С.
Д л я л ю б о й т е м п е р а т у р ы , о т л и ч н о й от 20 °С, у д е л ь н о е со­
противление воды ( О м с м ) определяется по эмпирический
формуле:
4
Р
т
0
Р
2 0
,
=
20
+
т
где р - у д е л ь н о е с о п р о т и в л е н и е в о д ы п р и т е м п е р а т у р е 2 0 °С,
Омсм.
2 0
Во и з б е ж а н и е п о я в л е н и я г р е м у ч е г о газа плотность тока д л я
п л о с к и х э л е к т р о д о в д о п у с к а е т с я не более 0,5 А / с м , д л я цилиндри¬
ч е с к и х - до 2,0 А / с м , а с а м водонагреватель п о д к л ю ч а е т с я т о л ь к о
в сеть п е р е м е н н о г о тока.
П р и нагреве п и т ь е в о й в о д ы м а т е р и а л о м э л е к т р о д о в м о г у т
с л у ж и т ь г р а ф и т и н е р ж а в е ю щ а я сталь.
Н а п р я ж е н и е (и),
п р и х о д я щ е е с я н а 1 см м е ж э л е к т р о д н о г о
р а с с т о я н и я , п о д с ч и т ы в а е т с я по ф о р м у л е :
2
2
1
=
Р
т
107
5
доп ,
2
доп
- д о п у с т и м а я плотность тока н а электродах, А / с м .
П р и о р и е н т и р о в о ч н ы х р а с ч е т а х расстояние м е ж д у э л е к т р о д а м и
определяется по ф о р м у л е :
I=
и
ф
ф
(100 - 4 0 0 ) '
где I - р а с с т о я н и е м е ж д у э л е к т р о д а м и , см;
иф - фазное н а п р я ж е н и е , В.
Н а г р е в а е м а я в э л е к т р о д н ы х водонагревателях в о д а использует¬
ся, в основном, д л я т е х н и ч е с к и х целей.
П о сравнению с элементными водонагревателями электродные во¬
донагреватели значительно проще по устройству и дешевле.
Н е д о с т а т к о м э л е к т р о д н ы х в о д о н а г р е в а т е л е й является непосто¬
я н с т в о п о т р е б л я е м о й м о щ н о с т и в процессе н а г р е в а в о д ы , что сни¬
жает коэффициент
использования установленной
мощности.
В процессе н а г р е в а м о щ н о с т ь у в е л и ч и в а е т с я в 3 - 4 р а з а по сравне¬
н и ю с н а ч а л ь н о й п о т р е б л я е м о й м о щ н о с т ь ю . Это объясняется тем,
что вода является п р о в о д н и к о м в т о р о г о рода, с о п р о т и в л е н и е кото¬
рого уменьшается при повышении температуры.
Д р у г и м н е д о с т а т к о м является то, что п р и и х э к с п л у а т а ц и и тре¬
б у ю т с я с п е ц и а л ь н ы е м е р ы по т е х н и к е б е з о п а с н о с т и , и объясняется
тем, что п р и р а б о т е э л е к т р о д н о г о в о д о н а г р е в а т е л я н а его к о р п у с е
м о ж е т в о з н и к н у т ь о п а с н ы й п о т е н ц и а л . О с о б е н н о в е л и к о напряже¬
ние п р и к о с н о в е н и й п р и п е р е г о р а н и и одного и л и д в у х предохрани¬
телей и н е з а з е м л е н н о м корпусе.
Д л я о б е с п е ч е н и я э л е к т р о б е з о п а с н о с т и п р и э к с п л у а т а ц и и вход¬
н о й и в ы х о д н о й п а т р у б к и э л е к т р о д н о г о водонагревателя соединя¬
ются с водопроводной сетью резинотканевыми вставками длиной
не менее 1,5 м, корпус соединяется с к о н т у р о м з а з е м л е н и я (устрой¬
ство п о в т о р н о г о з а з е м л е н и я н е й т р а л и ) (рис. 2).
108
Методика исследований
Перед выполнением работы тщательно ознакомиться с техникой
б е з о п а с н о с т и п р и работе с э л е к т р о д н ы м и в о д о н а г р е в а т е л я м и , п р о ­
верить н а л и ч и е з а щ и т н о г о зануления.
З а л и т ь в бак х о л о д н у ю в о д о п р о в о д н у ю воду. В к л ю ч и т ь уста­
новку. Р е з у л ь т а т ы замеров занести в таблицу. И з м е р е н и я п р о в о д и т ь
с и н т е р в а л о м 5 м и н (до о т к л ю ч е н и я в о д о н а г р е в а т е л я после р а з м ы ­
к а н и я к о н т а к т а т е р м о р е г у л я т о р а 8К?
Таблица
Результаты измерений и расчетов
Измерено
Вычислено
Токи
в фазах
Время Температура
воды т,°С
мин
/1
/з
Линейное
напряжение
I, В
Мощность
одной
фазы Р, с р ,
А
Вт
/
П о р е з у л ь т а т а м замеров о п р е д е л и т ь :
а) п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь , л/с:
0
60 • I
где 0 - объем н а г р е в а е м о й в о д ы , л;
I - время нагрева, м и н ;
б) с р е д н ю ю м о щ н о с т ь нагревателя, кВт:
Р +Р
Рис. 2. Схема лабораторной установки
109
нач
110
2
кон
Р,
Вт
Р,
к,
Ом Ом • см
Содержание отчета:
в) у д е л ь н ы й расход э л е к т р о э н е р г и и :
кВт • с
кДж
л
кг
1. С х е м а установки.
2. Т а б л и ц а с р е з у л ь т а т а м и и з м е р е н и й .
3. Расчетные д а н н ы е : п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь , с р е д н я я м о щ н о с т ь ,
у д е л ь н ы й расход электроэнергии, К П Д , сопротивление, удельное
сопротивление, стоимость э л е к т р о э н е р г и и .
4. Г р а ф и к и зависимости:
Р
а =•
д
Р = /(т);Рр
= Д т ) ; р = /(т);Р
= /(г);^
= /(г); т =
/(г).
г) к о э ф ф и ц и е н т полезного д е й с т в и я нагревателя:
дс(т
- т
^ VР сркон
где С - весовая теплоемкость воды (4,19
5. Р а с ч е т н ы е ф о р м у л ы .
6. В ы в о д ы , пояснения.
)
нач/
кДж
Контрольные вопросы:
);
л•град
д) у д е л ь н о е с о п р о т и в л е н и е воды (определяется д л я к а ж д о г о из¬
мерения), Ом • см :
Р 5
Р
в
=
2
11
т
где Р ,
1. О б ъ я с н и т ь устройство водонагревателя.
2. Объяснить принцип действия электродного водонагревателя.
3. О б ъ я с н и т ь п р е и м у щ е с т в о и н е д о с т а т к и э л е к т р о д н ы х водо¬
нагревателей по с р а в н е н и ю с э л е м е н т н ы м и .
4. О б ъ я с н и т ь характер и п р и ч и н ы и з м е н е н и я м о щ н о с т и , тока
водонагревателя с и з м е н е н и е м т е м п е р а т у р ы .
5. О б ъ я с н и т ь влияние п л о щ а д и электродов и расстояния м е ж д у
н и м и на и з м е н е н и е м о щ н о с т и водонагревателя.
6. Т р е б о в а н и я п р а в и л т е х н и к и безопасности п р и м о н т а ж е
и э к с п л у а т а ц и и э л е к т р о д н ы х водонагревателей.
^ - м о щ н о с т ь (Вт) и ток (А) п р и температуре н а г р е в а т;
2
5 - п л о щ а д ь электрода на одну фазу, с м ;
I - расстояние м е ж д у э л е к т р о д а м и , см;
е) стоимость э л е к т р о э н е р г и и д л я н а г р е в а воды, руб.:
Д = А К,
где А = Р
п о т р с р
г к В т ч - электроэнергия, затраченная на нагрев
воды;
К - стоимость 1 к В т ч э л е к т р о э н е р г и и , руб.;
г - время нагрева, ч.
111
112
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 11
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Цель работы:
изучить р а з л и ч н ы е способы к о м п е н с а ц и и реак¬
тивной мощности.
Студент должен знать: у с т р о й с т в а д л я к о м п е н с а ц и и реактив¬
ной мощности;
уметь: строить в е к т о р н ы е д и а г р а м м ы д л я ц е п и к о м п е н с а ц и и
р е а к т и в н о й м о щ н о с т и п р и р а з л и ч н ы х емкостях к о н д е н с а т о р н о й
батареи.
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с л а б о р а т о р н о й установкой, записать паспорт¬
ные данные приборов и оборудования.
2. О з н а к о м и т ь с я со с х е м а м и в к л ю ч е н и я с т а т и ч е с к и х конденса¬
торов.
3. И з у ч и т ь п р а в и л а т е х н и к и безопасности п р и э к с п л у а т а ц и и
статических конденсаторов.
С л е д о в а т е л ь н о , ч е м н и ж е О08ф, тем б о л ь ш е т о к / и п о л н а я м о щ ­
ность 5, п о т р е б л я е м ы е э л е к т р о д в и г а т е л е м п р и н е и з м е н н о й а к т и в ­
н о й м о щ н о с т и Р , что ведет к з а в ы ш е н и ю у с т а н о в л е н н о й м о щ н о с т и
т р а н с ф о р м а т о р а и л и генератора и к у в е л и ч е н и ю сечения п р о в о д о в
п и т а ю щ и х линий.
К о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и О08ф х а р а к т е р и з у е т сдвиг вектора тока /
о т н о с и т е л ь н о вектора п и т а ю щ е г о н а п р я ж е н и я и за счет н а л и ч и я
н а м а г н и ч и в а ю щ е г о тока / , о т с т а ю щ е г о от н а п р я ж е н и я на 90°
(рис. 1). Ток, т е к у щ и й в п и т а ю щ и х проводах, является г е о м е т р и ч е ­
ской с у м м о й тока а к т и в н о г о / и р е а к т и в н о г о / . А к т и в н ы й ток ме­
няется в з а в и с и м о с т и от загрузки двигателя. Т о к р е а к т и в н ы й /
остается п р а к т и ч е с к и н е и з м е н н ы м , п о э т о м у п р и и з м е н е н и и степени
загрузки двигателя меняется 0О8ф. Ч е м б о л ь ш е з а г р у ж е н д в и г а т е л ь ,
тем м е н ь ш е у г о л с д в и г а ф м е ж д у в е к т о р а м и тока и н а п р я ж е н и я и
(следовательно, б о л ь ш е 0О8ф). З а г р у ж а я э л е к т р о д в и г а т е л ь до н о м и ­
н а л ь н о г о з н а ч е н и я Р , м о ж н о у в е л и ч и т ь к о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и до
з н а ч е н и я 0О8ф , с о о т в е т с т в у ю щ е г о п а с п о р т н ы м д а н н ы м .
н
а
н
н
н
н
Теоретические сведения
П о л н а я м о щ н о с т ь 5, п о т р е б л я е м а я а с и н х р о н н ы м э л е к т р о д в и г а ­
т е л е м из сети, определяется по ф о р м у л е :
5 =
43 •
и/,
р
• и 0О8 ф Г|
где Р - а к т и в н а я м о щ н о с т ь , п о т р е б л я е м а я э л е к т р о д в и г а т е л е м из
сети, кВт;
/ - ток, п о т р е б л я е м ы й из сети, А.
113
Рис. 1. Векторная диаграмма
А н а л и з в е к т о р н о й д и а г р а м м ы (рис. 1) показывает, что у в е л и ч и т ь
значение 0О8ф т а к и м с п о с о б о м м о ж н о т о л ь к о д о н о м и н а л ь н о г о зна­
ч е н и я ( 0 , 7 0 - 0 , 9 5 ) . Д а л ь н е й ш е е п о в ы ш е н и е 0О8ф в о з м о ж н о т о л ь к о за
114
счет п р и м е н е н и я с п е ц и а л ь н ы х т е х н и ч е с к и х средств. Ч а щ е всего
используются для э т и х целей статические конденсаторы, позволяю¬
щ и е компенсировать р е а к т и в н ы й ток индуктивного характера Р
Конденсаторы подключаются параллельно электродвигателю.
Т а к как е м к о с т н о й т о к I; о п е р е ж а е т н а п р я ж е н и е п и т а н и я н а 90°, то
он оказывается п р о т и в о п о л о ж н о н а п р а в л е н н ы м току Р. В результа­
те г е о м е т р и ч е с к о г о с л о ж е н и я о б щ и й р е а к т и в н ы й ток I , уменьшает¬
ся и л и с т а н о в и т с я р а в н ы м 0. Э ф ф е к т д е й с т в и я с т а т и ч е с к и х конден¬
саторов п о к а з а н на р и с . 2.
Емкость
трехфазной
батареи
статических
конденсаторов
(в м и к р о ф а р а д а х ) о п р е д е л я ю т по с л е д у ю щ е й ф о р м у л е :
3С
юи
где и - н а п р я ж е н и е н а конденсаторе, В ;
с - круговая частота, с = 314 рад/с.
Рис. 2. Векторная диаграмма действия статических конденсаторов
С л е д о в а т е л ь н о , задача к о м п е н с а ц и и р е а к т и в н о й м о щ н о с т и сво¬
д и т с я к п о д б о р у к о н д е н с а т о р н ы х батарей, и м е ю щ и х р е а к т и в н ы й
ток Ь , р а в н ы й в п р е д е л ь н о м случае р е а к т и в н о м у т о к у I,.
В о б щ е м случае н е о б х о д и м а я м о щ н о с т ь О с т а т и ч е с к и х конден¬
саторов о п р е д е л я е т с я по формуле, квар:
О = Р (1ВФ1 -
Рис. 3. Схема лабораторной установки
К о н д е н с а т о р ы , о т к л ю ч а е м ы е в ц е л я х безопасности, д о л ж н ы за¬
м ы к а т ь с я на р а з р я д н ы е с о п р о т и в л е н и я К (рис. 3).
182),
Методика исследований
где Р - а к т и в н а я м о щ н о с т ь д в и г а т е л я и л и д в и г а т е л е й ;
ф - угол сдвига до компенсации реактивной мощности;
ф - угол сдвига после компенсации реактивной мощности
(желаемый).
Перед
выполнением
работы
необходимо
ознакомиться
с т е х н и ч е с к и м и х а р а к т е р и с т и к а м и электродвигателя, п у с к о в о й и
з а щ и т н о й аппаратурой, п р и б о р а м и и записать и х т е х н и ч е с к и е
д а н н ы е в табл. 1, 2, 3.
115
116
1
2
Таблица 1
П р и к а ж д о м измерении записывать показания приборов в табл. 4.
Технические данные электродвигателя
Тип
Мощность
Р, кВт
Напряжение
и, В
Ток /,
А
0О8ф
п
Таблица 4
Степень
защиты
Приме­
чание
Результаты измерений
Состояние
схемы
Таблица 2
Технические данные аппаратов управления и защиты
Наименование
аппарата
Тип
Ток /, А
Напряжение и, В
Примечание
Показания амперметра, А
РА1
РА2
РАЗ
Напряжение
РУ, В
0О8ф
Без компенсации
Включена
секция 1
Включена
секция 2
Включена
секция 3
Таблица 3
П о д а н н ы м о п ы т а построить в е к т о р н у ю д и а г р а м м у д л я различ¬
н о й емкости к о н д е н с а т о р н о й батареи.
Технические данные приборов
Наименование
прибора
Тип
Система
Пределы
измерения
Цена
деления
Класс
точности
Записать показания приборов при отключенных конденсаторах.
Затем поочередно включать конденсаторную батарею (схема лабо¬
раторной установки дана на рис. 4), разделенную на три секции.
В первой секции конденсаторы С1, С2, С3, во второй и третьей - С4,
С5,СбиС7,С8,С9.
Содержание отчета:
1. Ц е л ь р а б о т ы .
2. Т е х н и ч е с к и е д а н н ы е электродвигателя, п р и б о р о в ,
и защитной аппаратуры.
3. Э л е к т р и ч е с к а я с х е м а у с т а н о в к и .
4. Т а б л и ц а с о п ы т н ы м и д а н н ы м и .
5. Ф о р м у л ы д л я в ы б о р а к о н д е н с а т о р н ы х батарей.
6. В е к т о р н ы е д и а г р а м м ы .
7. Расчет м о щ н о с т и и выбор к о н д е н с а т о р н ы х батарей.
8. В ы в о д ы , п о я с н е н и я .
пусковой
Контрольные вопросы:
Рис. 4. Схема лабораторной установки с конденсаторами,
замыкающимися на разрядные сопротивления
117
1. В ч е м п р и ч и н а п о я в л е н и я р е а к т и в н о г о тока?
2. Ч т о такое к о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и ?
3. К а к влияет загрузка э л е к т р о д в и г а т е л я н а в е л и ч и н у 0О8ф?
4. К а к и е т е х н и ч е с к и е средства к о м п е н с а ц и и р е а к т и в н о й мощно¬
сти с у щ е с т в у ю т ?
5. К а к и е м е р ы б е з о п а с н о с т и н е о б х о д и м о с о б л ю д а т ь п р и обслу¬
ж и в а н и и к о н д е н с а т о р н ы х батарей?
118
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 12
ИССЛЕДОВАНИЕ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
Цель работы: изучить к о н с т р у к ц и ю б е з б а ш е н н о й в о д о н а с о с н о й
у с т а н о в к и и п р и н ц и п ее а в т о м а т и з а ц и и ; определить о с н о в н ы е пока¬
затели у с т а н о в к и ; изучить к о н с т р у к ц и ю и о с о б е н н о с т и электропри¬
водов б а ш е н н ы х э л е к т р о н а с о с н ы х установок; н а у ч и т ь с я произво¬
д и т ь настройку з а щ и т ы двигателя э л е к т р о н а с о с н о г о агрегата стан¬
ц и и у п р а в л е н и я «Каскад».
Студент должен знать: к о н с т р у к ц и ю и о с о б е н н о с т и электро¬
п р и в о д о в б е з б а ш е н н ы х н а с о с н ы х установок, б а ш е н н ы х электрона¬
с о с н ы х установок;
уметь: определять о с н о в н ы е п а р а м е т р ы насосного агрегата.
д л я н а к о п л е н и я х о з я й с т в е н н о г о з а п а с а в о д ы , то и н о г д а д л я э т о й
ц е л и п р е д у с м а т р и в а ю т р е з е р в н ы е емкости. П р и о т с у т с т в и и резерв¬
н ы х емкостей б е з б а ш е н н ы е в о д о к а ч к и м о ж н о п р и м е н я т ь т о л ь к о
при бесперебойном круглосуточном электроснабжении.
Б е з б а ш е н н а я н а с о с н а я у с т а н о в к а т и п а В У (рис. 1) работает сле­
д у ю щ и м образом. П р и в к л ю ч е н и и э л е к т р о д в и г а т е л я 9 насос 1
н а ч и н а е т качать воду в в о д о п р о в о д н у ю сеть 10. И з л и ш е к в о д ы п о ­
ступает в в о з д у ш н о - в о д я н о й котел 2. П о мере з а п о л н е н и я котла во¬
д о й воздух в н е м с ж и м а е т с я , и д а в л е н и е у в е л и ч и в а е т с я . Д а в л е н и е
в о з д у х а передается у п р у г о й д и а ф р а г м е реле д а в л е н и я 6. П р и опре¬
д е л е н н о м д а в л е н и и (предварительно у с т а н о в л е н н о м ) реле срабаты¬
вает, его к о н т а к т ы 5Р р а з м ы к а ю т с я (рис. 1, б), о т к л ю ч а я к а т у ш к у
м а г н и т н о г о пускателя КМ электродвигателя насоса.
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с у с т р о й с т в о м б е з б а ш е н н о й в о д о с н а б ж а ю щ е й
у с т а н о в к и и ее н а з н а ч е н и е м .
2. О з н а к о м и т ь с я со с х е м о й у п р а в л е н и я э л е к т р о п р и в о д о м в о д о снабжающей установки.
3. И с с л е д о в а т ь р а б о т у у с т а н о в к и в а в т о м а т и ч е с к о м р е ж и м е .
4. О з н а к о м и т ь с я с л а б о р а т о р н о й установкой, записать паспорт¬
ные данные приборов и оборудования.
5. Определить о с н о в н ы е х а р а к т е р и с т и к и насосного агрегата.
Теоретические сведения
В с е л ь с к о х о з я й с т в е н н о м в о д о с н а б ж е н и и наряду с б а ш е н н ы м и
водокачками широко применяются безбашенные с воздушнов о д я н ы м котлом, и с п о л ь з у е м ы е п р и расходе в о д ы до 150 м /сут.
К о т е л п р е д н а з н а ч е н д л я о б е с п е ч е н и я р е ж и м а р а б о т ы насоса: регу¬
лирующий объем должен компенсировать разницу между текущим
р а с х о д о м и п о с т у п л е н и е м в о д ы от насоса, а п р и о с т а н о в л е н н о м
насосе к о м п е н с и р о в а т ь расход воды. Т а к как котел не п р е д н а з н а ч е н
Рис. 1. Безбашенная установка типа ВУ
119
120
3
Теперь вода под давлением воздуха поступает к потребителю. П о
мере расхода воды из котла давление в нем падает до тех пор, пока
реле давления 5Р не замкнет свои контакты и не включит катушку
магнитного пускателя КМ, включающего электродвигатель насоса.
В е р х н и й (ВУ) и н и ж н и й (НУ) у р о в н и в о д ы в баке (рис. 1, а)
определяются величиной заданного значения давления выключения
и в к л ю ч е н и я реле д а в л е н и я .
П р и н а и б о л ь ш е м н а п о л н е н и и котла водой (когда д а в л е н и е в
котле д о с т и г а е т м а к с и м а л ь н о й в е л и ч и н ы и реле д а в л е н и я отключа¬
ет насос) о б ъ е м в о з д у х а составляет 2 5 - 3 5 % всего о б ъ е м а котла.
В в о з д у ш н о - в о д я н ы х к о т л а х воздух соприкасается с водой, в ко¬
т о р о й он растворяется. О б ъ е м в о з д у ш н о й п о д у ш к и у м е н ь ш а е т с я ,
что п р и в о д и т к н а р у ш е н и ю н о р м а л ь н о й р а б о т ы у с т а н о в к и .
Для поддержания требуемого объема воздушной подушки в
безбашенных установках типа ВУ имеется струйный регулятор
( р и с . 1, а).
Подаваемая насосом вода с большой скоростью проходит через
с о п л о с т р у й н о г о регулятора, создавая в камере с м е ш и в а н и я 3 раз¬
ряжение.
П о д действием внешнего давления атмосферного воздуха при раз¬
ряжении в камере 3 открывается клапан 4, пропуская воздух из атмо¬
сферы. А т м о с ф е р н ы й воздух в смесительной камере смешивается
с водой и поступает в бак 2. Разрежение в смесительной камере 3 и,
следовательно, пополнение воздуха происходит тогда, когда жиклер 5
трубки струйного регулятора находится в воде. П р и достаточном за¬
полнении бака воздухом, когда жиклер находится в воздухе, подсоса
воздуха из атмосферы не происходит. Пусковая и зачетная аппаратура,
световая сигнализация, аппараты ручного управления находятся в
шкафу управления 7 (СУ).
V - о б ъ е м воздуха, с о о т в е т с т в у ю щ и й д а в л е н и ю Р
о т к л ю ч е н и я э л е к т р о д в и г а т е л я насоса), м .
2
П р о д о л ж и т е л ь н о с т ь р а б о т ы н а с о с н о г о агрегата, ч:
а
о'
-
П р о д о л ж и т е л ь н о с т ь п а у з ы , ч:
V
рег
'0
В р е м я цикла:
О V
Он(Он - О)
Ч а с т о т а в к л ю ч е н и й насосного агрегата, ч:
2
= 1 = О ( О н - О)
I
О V
Т а к как в закрытом баке определить объемы воздуха V и V , соот­
ветствующие давлениям включения Р и выключения Р , невозможно,
то регулируемый объем V определяют исходя из закона Б о й л я Мариотта:
1
1
2
рег
Частота включения насосного агрегата зависит от соотношения
производительности насоса О , текущего расхода воды О и регулиру­
емого съема К :
1
н
(У 0
' Г
1
2 2
рег
V
V
V
I
-
У
2
где V - о б ъ е м воздуха, с о о т в е т с т в у ю щ и й д а в л е н и ю Р
в к л ю ч е н и я э л е к т р о д в и г а т е л я насоса), м ;
1
3
121
где К - газовая п о с т о я н н а я воздуха;
Т - т е м п е р а т у р а воздуха, °С.
V
1
(давлению
2
3
(давление
Р
V
0 ^
рег
«
-
Р
122
2
2
где Н - г е о д е з и ч е с к и й н а п о р , н е о б х о д и м ы й д л я п о д ъ е м а в о д ы от
у р о в н я в о д о и с т о ч н и к а до среднего у р о в н я в в о з д у ш н о - в о д я н о м
котле, П а ;
Нп - потери напора во всасывающем и напорном трубопроводе, Па.
где Р0 - н а ч а л ь н о е (в ч а с т н о м случае - а т м о с ф е р н о е ) д а в л е н и е , П а ;
У - о б ъ е м котла, м;
Р - а б с о л ю т н о е значение д а в л е н и я в баке (Па) п р и в к л ю ч е н и и :
г
0
1
Методика исследований
где Р
и 1
иР
и 2
- избыточное давление, определяемое по манометру,Па.
Максимальная частота включения г
при неизменных У
т а х
н
будет при О = ° 2 . . Численное значение г
тах
4У
т а х
рег
и О
н
определяется по формуле:
Р
Р.(1 - ^ )
р е г
1. О з н а к о м и т ь с я с о б о р у д о в а н и е м , а п п а р а т у р о й у п р а в л е н и я и
измерительными приборами.
2. Записать и х т е х н и ч е с к и е д а н н ы е в табл. 1.
3. И з у ч и т ь у с т р о й с т в о б е з б а ш е н н о й в о д о к а ч к и , пользуясь мето¬
д и ч е с к и м и у к а з а н и я м и и р е к о м е н д о в а н н о й литературой.
4. О з н а к о м и т ь с я с у с т а н о в к о й д л я и с с л е д о в а н и я водокачки.
5. И з у ч и т ь схему в к л ю ч е н и я в о д о к а ч к и в р у ч н о м и автоматиче¬
ском режимах.
6. О з н а к о м и т ь с я с к о н с т р у к ц и е й реле д а в л е н и я . П р о в е с т и иссле¬
дования.
Таблица 1
М о щ н о с т ь э л е к т р о д в и г а т е л я (кВт)
у с т а н о в к и определяется по ф о р м у л е :
для
насоса
безбашенной
Технические данные приборов
Наименова¬
ние прибора
Тип
Система
Пределы
измерения
Цена
деления
Класс
точности
Приме¬
чание
Р
1000
г|
где Он - п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь , м/с;
Н - н а п о р , Па;
П - К П Д насоса;
н
П - К П Д передачи.
п
П о л н ы й н а п о р б е з б а ш е н н о й у с т а н о в к и , Па:
Н = Н
2
+—
г
2
123
+ Н ,
п
П е р е д в к л ю ч е н и е м у с т а н о в к и н е м н о г о о т к р ы т ь вентиль водо¬
п р о в о д н о й сети 10 (см. рис. 1). В к л ю ч и т ь установку.
З а п и с ы в а т ь п о к а з а н и я п р и б о р о в в табл. 2 ( 5 - 1 0 и з м е р е н и й п р и
включенном электродвигателе и выключенном).
124
Таблица 2
Результаты испытания
Измерено
Состояние
насоса
Время 1,
мин
Показание манометра,
Па
Показание ваттметра, Вт
Насос
работает
Насос
отключен
По опытным данным вычислить ^ . Определить О и О .
В ы ч и с л и т ь д л я д а н н о г о р а с х о д а частоту в к л ю ч е н и я насоса в ч а с г
и вычислить г .
Определить требуемую мощность электродвигателя для насоса, кВт.
е г
н
т а х
с ч и т а н н ы е н а р а б о т у в воде. О б м о т к а статора и х в ы п о л н е н а прово¬
дом в полихлорвиниловой влагостойкой изоляции.
Б а ш е н н а я система в о д о с н а б ж е н и я состоит из с л е д у ю щ и х эле¬
ментов: в о д о з а б о р н о е с о о р у ж е н и е - в с а с ы в а ю щ и й т р у б о п р о в о д
(при п о г р у ж е н н о м агрегате отсутствует) - н а с о с н ы й агрегат н а п о р н ы й т р у б о п р о в о д - в о д о н а п о р н а я б а ш н я - в о д о р а з б о р н а я сеть
- потребители.
П р и н ц и п д е й с т в и я у с т а н о в к и с л е д у ю щ и й (рис. 2). П р и включен¬
н о м насосе вода поступает к п о т р е б и т е л я м и в в о д о н а п о р н у ю баш¬
н ю . В в о д о н а п о р н ы й бак идет часть п о д а ч и в о д ы , п р е д с т а в л я ю щ а я
собой разность м е ж д у п о д а ч е й насоса и р а с х о д о м потребителей.
П р и н а п о л н е н и и бака водой н а с о с н ы й агрегат отключается, и
потребитель обеспечивается в о д о й из р е г у л и р у е м о г о о б ъ е м а
н а п о р н о г о бака. П р и с н и ж е н и и у р о в н я в о д ы в баке н а с о с н ы й агре¬
гат снова включается.
Теоретические сведения
Башенная
насосная установка.
В с е л ь с к о х о з я й с т в е н н о м произ¬
водстве д л я о б е с п е ч е н и я в о д о й р а з л и ч н ы х п о т р е б и т е л е й б о л ь ш о е
распространение получили башенные насосные установки. Они
о б ы ч н о состоят из в о д о и с т о ч н и к а , насосной у с т а н о в к и водонапор¬
н о й б а ш н и и в о д о п р о в о д н о й сети.
В качестве в о д о и с т о ч н и к а , в з а в и с и м о с т и от у р о в н я залегания
г р у н т о в ы х вод, м о ж е т и с п о л ь з о в а т ь с я к о л о д е ц л и б о с к в а ж и н а .
В о д о н а п о р н а я б а ш н я в б а ш е н н о й у с т а н о в к е п о з в о л я е т создать
т р е б у е м ы й н а п о р у п о т р е б и т е л я и н е о б х о д и м ы й х о з я й с т в е н н ы й за¬
п а с воды. Н а и б о л е е часто н а практике п р и м е н я ю т с я б е с ш а т р о в ы е
ц е л ь н о м е т а л л и ч е с к и е б а ш н и . О н и и з г о т а в л и в а ю т с я з а в о д с к и м спо¬
собом с о б ъ е м а м и 15, 2 5 , 50 м .
В с е л ь с к о м хозяйстве п р и м е н я ю т ц е н т р о б е ж н ы е и в и х р е в ы е
н а с о с ы и в о д о с т р у й н ы е у с т а н о в к и . Н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н ы цен¬
т р о б е ж н ы е п о г р у ж н ы е н а с о с ы , и м е ю щ и е б о л ь ш о й н а п о р и способ¬
н ы е п о д а в а т ь воду из г л у б о к и х к о л о д ц е в и с к в а ж и н . Благодаря
б ы с т р о х о д н о с т и ц е н т р о б е ж н ы х насосов, их, как п р а в и л о , соединя¬
ю т н е п о с р е д с т в е н н о с а с и н х р о н н ы м и к о р о т к о з а м к н у т ы м и электро¬
д в и г а т е л я м и . Д л я п р и в о д а п о г р у ж е н н ы х насосов п р и м е н я ю т элек¬
тродвигатели специального исполнения типа П Э Д В или АПД, рас-
ВУ
3
125
Рис. 2. Технологическая схема башенной НУ:
ВУ - верхний уровень; НУ - нижний уровень; О - подача насоса; О - расход;
V - объем бака; V, - регулируемый объем; V - хозяйственный запас
н
б
р
з
В с о о т в е т с т в и и с о п и с а н н ы м р е ж и м о м р а б о т ы н а с о с н ы й агрегат
во время ц и к л а р а б о т ы в к л ю ч е н в течение в р е м е н и р а б о т ы 1 и от­
к л ю ч е н в течение 1 .
р
О
126
В р е м я р а б о т ы определяется по ф о р м у л е :
Л*-.
=
р
В р е м я п а у з ы определяется по ф о р м у л е :
У
Ч и с л о в к л ю ч е н и й в т е ч е н и е часа:
О
V =
р
( О
н
-
°Р
)
.
р
М а к с и м а л ь н о е ч и с л о в к л ю ч е н и й насосного а г р е г а т а в т е ч е н и е
часа:
О
V
н
.
=
тах
4•У
р
Э л е к т р о д в и г а т е л ь н а с о с н о г о агрегата б а ш е н н о й у с т а н о в к и вы¬
б и р а ю т по д л и т е л ь н о м у р е ж и м у :
=
р
р
8°н
1000 ^
Н
н
Лп'
3
где р - плотность в о д ы , к г / м ;
Он - п о д а ч а насоса, м / с ;
Нн - н а п о р насоса, м;
п - К П Д насоса;
п - К П Д передачи.
3
н
п
Основной целью автоматизации насосных установок является
обеспечение четкого выполнения операций по пуску и остановке
127
насосных агрегатов, контроль работы и защиты от аварийных режи¬
мов.
Д л я а в т о м а т и з а ц и и б а ш е н н ы х н а с о с н ы х у с т а н о в о к н а и б о л е е ча¬
сто и с п о л ь з у е т с я к о м п л е к т н о е у с т р о й с т в о «Каскад».
Устройство
комплектное
«Каскад».
Устройство комплектное
« К а с к а д » (в д а л ь н е й ш е м - «устройство») п р е д н а з н а ч е н о д л я управ¬
л е н и я ц е н т р о б е ж н ы м и с к в а ж и н н ы м и н а с о с а м и в о д о п о д ъ е м а и дре¬
н а ж а с п о г р у ж н ы м и э л е к т р о д в и г а т е л я м и м о щ н о с т ь ю от 1 до
65 кВт.
Устройство, в зависимости от типа я щ и к а управления, выполняет
с л е д у ю щ и е функции:
- а в т о м а т и ч е с к и й пуск и о с т а н о в к а э л е к т р о н а с о с а в р е ж и м е во¬
д о п о д ъ е м а в з а в и с и м о с т и от у р о в н я в о д ы
соответственно
в с к в а ж и н е и л и в о д о н а п о р н о й б а ш н е (для у с т р о й с т в а с автоматиче¬
с к и м у п р а в л е н и е м по у р о в н ю ) ;
- а в т о м а т и ч е с к и й пуск э л е к т р о н а с о с а в р е ж и м е в о д о п о д ъ е м а за
время не более 15 м и н в з а в и с и м о с т и от д а в л е н и я столба в о д ы
в в о д о н а п о р н о й б а ш н е и а в т о м а т и ч е с к и й останов э л е к т р о н а с о с а
через время, в ы б р а н н о е о п е р а т о р о м , но не более 90 м и н (для
у с т р о й с т в а с а в т о м а т и ч е с к и м у п р а в л е н и е м по д а в л е н и ю ) ;
- м е с т н ы й пуск и останов электронасоса;
- д и с т а н ц и о н н ы й пуск и останов электронасоса;
- с е л е к т и в н ы й а в т о м а т и ч е с к и й с а м о з а п у с к э л е к т р о н а с о с а с ре¬
г у л и р у е м о й в ы д е р ж к о й в р е м е н и (по н и ж н е м у пределу - 0 - 2 с; по
в е р х н е м у п р е д е л у - не м е н е е 30 с);
- отключение электронасоса при перегрузках, коротких замыка¬
ниях
(в
схеме
устройства
или
линии
электродвигательавтоматический в ы к л ю ч а т е л ь устройства) и н е п о л н о ф а з н о м р е ж и м е ;
- автоматическое о т к л ю ч е н и е э л е к т р о н а с о с а п р и п о н и ж е н и и
у р о в н я в о д ы в с к в а ж и н е (ниже к о н т р о л и р у е м о г о з н а ч е н и я ) ;
- з а щ и т а от «сухого х о д а » (только д л я у с т р о й с т в , у п р а в л я ю щ и х
э л е к т р о д в и г а т е л я м и м о щ н о с т ь ю от 4,5 к В т и в ы ш е ) ;
- исключение повторного автоматического запуска электронасоса
после срабатывания любого вида защиты;
- световая с и г н а л и з а ц и я с р а с ш и ф р о в к о й а в а р и й н о г о отклоне¬
н и я э л е к т р о н а с о с а (кроме о т к л ю ч е н и я п р и коротком з а м ы к а н и и
и при неполнофазном режиме);
- контроль н а г р у з к и электронасоса в о д н о й из фаз;
128
- в о з м о ж н о с т ь п е р е д а ч и а в а р и й н о г о с и г н а л а за п р е д е л ы устрой¬
ства (без его р а с ш и ф р о в к и ) ;
- селективность с а м о з а п у с к а э л е к т р о н а с о с а п р и кратковремен¬
ном исчезновении и дальнейшем появлении напряжения.
У с т р о й с т в о с о с т о и т из я щ и к а у п р а в л е н и я и датчиков, обеспечи¬
в а ю щ и х а в т о м а т и ч е с к и й р е ж и м р а б о т ы электронасоса. В качестве
датчиков используются:
- к о н т а к т т и п а «датчик сухого х о д а » - д л я у с т р о й с т в а с автома¬
т и ч е с к и м у п р а в л е н и е м по у р о в н ю ;
- э л е к т р о к о н т а к т н ы й м а н о м е т р - д л я у с т р о й с т в а с автоматиче¬
с к и м у п р а в л е н и е м по д а в л е н и ю .
Я щ и к управления предназначен для работы в следующих условиях:
- н о м и н а л ь н ы е з н а ч е н и я к л и м а т и ч е с к и х факторов д о л ж н ы соот¬
ветствовать группе У 2 по Г О С Т 3 0 3 3 1 . 1 0 - 2 0 0 1 « Э л е к т р о у с т а н о в к и
з д а н и й » (рис. 3);
- о к р у ж а ю щ а я среда н е в з р ы в о о п а с н а я , не с о д е р ж а щ а я т о к о п р о в о д я щ е й п ы л и , а г р е с с и в н ы х газов и паров в к о н ц е н т р а ц и я х , сни¬
ж а ю щ и х п а р а м е т р ы у с т р о й с т в а в н е д о п у с т и м ы х пределах.
КАСКАД
ХХ - Х - У
Технические характеристики ящика управления и контакта типа
«датчик сухого х о д а » п р и в е д е н ы в табл. 3.
З а щ и т н ы е х а р а к т е р и с т и к и у с т р о й с т в а п р и в е д е н ы в табл. 4.
М о щ н о с т ь , п о т р е б л я е м а я у с т р о й с т в о м - 50 Вт.
К о м п л е к т п о с т а в к и у с т р о й с т в а п р и в е д е н в табл. 5.
К р о м е с о с т а в н ы х частей, устройство по с п е ц и а л ь н о м у заказу и
за о т д е л ь н у ю о п л а т у м о ж е т к о м п л е к т о в а т ь с я з а п а с н ы м б л о к о м
у п р а в л е н и я т и п а Б О Н 9200 в количестве 1 шт.
Таблица 3
Техническая характеристика ящика управления
Наименование параметра
Частота, Гц
Напряжение в главной цепи, В
Напряжение цепей управления, В
Сопротивление изоляции, измерен­
ное в холодном состоянии мегометром на 500 В, не менее, Мом
Электрическая прочность изоляции
испытана в течение 1 мин, напряже­
нием, В:
- для электрических цепей
с напряжением 380 В
- для электрических цепей
с напряжением 24 В
Степень защиты
2
категория размещения по
ГОСТ 15543.1-89
климатическое исполнение по
ГОСТ 14254-96
режим работы
0 - автоматическое управление
по уровню в режиме водоподъема
1 - автоматическое управление
По уровню в режиме дренажа
2 - без автоматического управления
3 - автоматическое управление по
давлению в режиме водоподъема
мощность управляемого электро¬
двигателя кВт;
условное наименование устройства
Рис. 3. Структура условного обозначения устройства
129
Ящик
управления
Контакт типа «дат­
чик сухого хода»
50
380±10
380
50
24
10
3
2500
-
-
1Р43
500
1РОХ
Таблица 4
Защитная характеристика устройства
|
Наименование параметра
|
1,35 / *
( 1 , 7 - 2 , 0 ) 1 и обрыве одной из фаз
н
короткого замыкания
при «сухом ходе», не более
130
Время, с
10-30
0-25
3-5
Без выдержки времени
0,5
|
* В процессе эксплуатации возможна регулировка начального тока срабатыва­
ния защиты (1,35 /„) в пределах ±25 %. При этом защитные характеристики, уста¬
новленные на предприятии-изготовителе, не гарантируются.
Таблица 5
Комплект поставки устройства
Количество на изделие
Составные части
Устройство с автома¬
тическим управлени¬
ем по уровню
Дренаж
Водо­
подъем
Я щ и к управления
типа, шт.:
- Я Н Н 5Ш
- ЯШ ГШ
- Я Н Н 5113
1
1
Датчик уровней, шт.
-
К о н т а к т т и п а «дат¬
ч и к сухого х о д а » в
комплекте с хомутом
д л я к р е п л е н и я дат¬
чика, н а б о р о м кре­
пежа, лентой изоля­
ц и о н н о й в количе¬
стве, шт.
Манометр электро­
к о н т а к т н ы й Э К М I,
кл. 2 , 5 - 6 , 0 к г / с м , шт.
Устройство
без автоматического управле­
ния
1
1
1
3*
1 * *
2
131
Устройство
с автомати¬
ческим
управлением
по уровню
-
-
1 * *
1 * *
1
-
-
К л ю ч , шт.
2
2
2
2
З а п а с н ы е части:
- л а м п ы коммута¬
т о р н ы е К М 1 2 - 9 0 , шт.
- вставка п л а в к а я
ВП1-1, шт.
2
2
2
2
2
2
2
2
132
-
Окончание табл. 5
Количество на изделие
Составные части
Эксплуатационная
документация, экз.:
- паспорт
на устройство
- п а с п о р т на блок
управления
- паспорт на манометр
электроконтактный
Устройство с автома¬
тическим управлени¬
ем по уровню
Дренаж
Водо­
подъем
Устройство
с автомати¬
ческим
управлением
по уровню
1
1
1
1
1
1
1
1
-
-
1
Устройство
без автоматического управле­
ния
-
* Устройство, предназначенное для управления электродвигателем мощностью
менее 4,5 кВт, комплектуется двумя датчиками «сухого хода».
** В комплект устройства, предназначенного для управления электродвигате¬
лем мощностью не менее 4,5 кВт, не входит.
Устройство
и принцип работы. Я щ и к у п р а в л е н и я , в х о д я щ и й в
состав устройства, - навесного и с п о л н е н и я . В я щ и к а х , управляю¬
щ и х э л е к т р о д в и г а т е л я м и м о щ н о с т ь ю с в ы ш е 2 кВт, к р о м е э т о г о
предусмотрена возможность напольного крепления. Ввод кабелей
п и т а н и я и у п р а в л е н и я о с у щ е с т в л я е т с я через н и ж н ю ю к р ы ш к у .
Я щ и к у п р а в л е н и я закрывается д в у м я д в е р я м и - н а р у ж н о й и
в н у т р е н н е й . Н а в н у т р е н н е й д в е р и р а с п о л о ж е н ы а п п а р а т у р а управ¬
ления, с и г н а л ь н ы е л а м п ы и а м п е р м е т р . Н а н а р у ж н о й д в е р и распо¬
л о ж е н а т а б л и ч к а с у к а з а н и е м т и п а я щ и к а у п р а в л е н и я и его основ¬
н ы х характеристик. В н у т р и я щ и к а у п р а в л е н и я с м о н т и р о в а н а п у с к о з а щ и т н а я а п п а р а т у р а (силовая и логическая часть схемы). Логи¬
ческая часть схемы в ы п о л н е н а в виде блока у п р а в л е н и я т и п а
Б О Н 9200.
К о н т а к т т и п а «датчик сухого х о д а » в ы п о л н е н в виде металличе¬
ского с т е р ж н я , в котором место п о д с о е д и н е н и я п р о в о д а спрессова¬
но п о л и э т и л е н о м (рис. 4).
133
030
Рис. 4. Датчик «сухого хода»
134
Д а т ч и к у р о в н е й представляет собой у с т р о й с т в о , с о с т о я щ е е из
д в у х к о н т а к т о в т и п а «датчик сухого х о д а » (рис. 5).
Приемное
Местное управление осуществляется переключателем «Режим
работы» на ящике управления.
Функциональная схема комплектного устройства «Каскад» пред­
ставлена на рис. 6.
отверстие
узп
Дт
ЯУЗ
1
ЛУ
ЯУУ
КНУ
ФВИ
Рис. 5. Датчик уровней
Д л я у с т р о й с т в а с а в т о м а т и ч е с к и м у п р а в л е н и е м по у р о в н ю авто¬
м а т и ч е с к о е у п р а в л е н и е э л е к т р о н а с о с о м п р о и з в о д и т с я по с и г н а л а м ,
п о с т у п а ю щ и м от контактов т и п а «датчик сухого х о д а » .
Для устройства с автоматическим управлением по д а в л е н и ю
пуск электронасоса производится по сигналу, п о с т у п а ю щ е м у от
датчика давления воды - электроконтактного манометра.
Останов электронасоса производится через время, установ¬
ленное оператором на блоке управления.
Дистанционное управление обеспечивается с помощью реле
исполнения отключения (РИО), которые в комплект поставки
устройства не входят.
135
Рис. 6. Функциональная схема устройства «Каскад»:
БУ - блок управления (типа БОН); ЯУЗ - ячейка управления и защиты; ВУ - вы­
ходной узел; УЭП - узел защиты от перегрузок; УЗСХ - узел защиты от сухого
хода; ЯУУ - ячейка управления по уровню; ЯУД - ячейка управления по давле­
нию; ФВИ - формирователь временных интервалов; СЧ - счетчик; СС - схема
совпадения; ДТ - датчик тока; ДСХ - датчик «сухого хода»; ДУ - датчик уровня;
КВУ - контакт верхнего уровня; КНУ - контакт нижнего уровня; ДД - датчик дав­
ления, М - электродвигатель
О н а в к л ю ч а е т в себя с л е д у ю щ и е узлы:
- ячейка управления и защиты (ЯУЗ), состоящая из выходного узла
(ВУ), предназначенного для управления электронасосом, узла зашиты
от перегрузок (УЗП) и узла защиты от «сухого хода», которые выраба¬
т ы в а ю т сигнал запрета на включение В У при появлении аварийных
сигналов с датчика тока (ДТ) или датчика «сухого хода» (ДСХ);
136
- я ч е й к а у п р а в л е н и я по у р о в н ю ( Я У У ) , п р е д н а з н а ч е н н а я д л я
в ы д а ч и сигнала у п р а в л е н и я н а В У , в з а в и с и м о с т и от с о с т о я н и я
к о н т а к т а верхнего у р о в н я ( К В У ) и л и к о н т а к т а н и ж н е г о у р о в н я
(КНУ);
- я ч е й к а у п р а в л е н и я по д а в л е н и ю ( Я У Д ) , с о с т о я щ а я из форми¬
рователя в р е м е н н ы х и н т е р в а л о в ( Ф В И ) , с ч е т ч и к и (СЧ), схемы со¬
в л а д е н и я (СС) и п р е д н а з н а ч е н н а я д л я ф о р м и р о в а н и я с и г н а л а
у п р а в л е н и я на В У по к о м а н д а м д а т ч и к а д а в л е н и я (ДД).
И з м е р и т е л ь н ы е п р и б о р ы к д а н н о й л а б о р а т о р н о й работе уста¬
н о в л е н ы н а л а б о р а т о р н о й стойке.
Описание лабораторной установки
В л а б о р а т о р и и р а з м е щ е н а ф и з и ч е с к а я модель б а ш е н н о й насос¬
н о й у с т а н о в к и . В е р х н и й н а п о р н ы й бак ее с о е д и н е н д в у м я расход¬
н ы м и т р у б о п р о в о д а м и с н и ж н и м п р и е м н ы м баком. И з этого б а к а
вода ц е н т р о б е ж н ы м н а с о с о м п о д а е т с я по н а п о р н о м у т р у б о п р о в о д у
в в е р х н и й бак. В н а п о р н о м баке р а с п о л о ж е н ы д а т ч и к и у р о в н я в ви¬
де г о р и з о н т а л ь н ы х пластин, а р я д о м с б а к о м з а к р е п л е н ы д л я озна¬
к о м л е н и я д а т ч и к и у р о в н я с т а н ц и и у п р а в л е н и я «Каскад». С х е м а
с т а н ц и и у п р а в л е н и я « К а с к а д » р а с п о л о ж е н а р я д о м с м о д е л ь ю . Тех¬
н о л о г и ч е с к а я схема л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и и з о б р а ж е н а н а рис. 7.
Ввод кабелей питания и управления в станцию «Каскад» осу¬
ществляется через н и ж н ю ю крышку. Я щ и к управления закрывается
двумя дверями - наружной и внутренней. Н а внутренней двери распо¬
ложены сигнальные лампы «Перегрузка», «Сухой ход», автоматиче¬
ский выключатель, амперметр, переключатель «Режим работы».
П е р е к л ю ч а т е л ь « Р е ж и м р а б о т ы » и м е е т 4 п о л о ж е н и я : О - отклю¬
ч е н о ; 1 - в к л ю ч е н о местное у п р а в л е н и е ; А У - а в т о м а т и ч е с к о е
управление; ДУ - дистанционное управление.
И м е ю щ а я с я в л а б о р а т о р и и с т а н ц и я у п р а в л е н и я « К а с к а д » пред¬
н а з н а ч е н а д л я у п р а в л е н и я двигателем м о щ н о с т ь ю 30 кВт, п о э т о м у
имеет а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь , контактор и т р а н с ф о р м а т о р ы
тока, р а с с ч и т а н н ы е н а ток не менее 60 А. В р е а л ь н ы х у с л о в и я х в
л а б о р а т о р и и , в связи с п о д к л ю ч е н и е м к с т а н ц и и двигателя мощно¬
с т ь ю 3 кВт, д л я о б е с п е ч е н и я р а б о т о с п о с о б н о с т и блока з а щ и т ы
т р а н с ф о р м а т о р ы тока с т а н ц и и о т к л ю ч е н ы и закорочены, а цепь по¬
т р е б л я е м о г о тока п р о п у щ е н а н е п о с р е д с т в е н н о через с о г л а с у ю щ и е
трансформаторы, и амперметр включен непосредственно в цепь пита¬
ния двигателя, причем его предел 100 А соответствует теперь 5 А.
137
Рис. 7. Технологическая схема башенной насосной установки (лабораторной):
1 - лабораторный стол; 2 - станция управления «Каскад»; 3 - электрический
двигатель; 4 - центробежный насос; 5 - напорный трубопровод; 6, 10 - запорные
вентили; 7 - напорный бак; 8 - электродный датчик уровня; 9 - стеклянная трубка
для наблюдения за уровнем воды в баке; 11 - расходный трубопровод; 12 - водо¬
разборный бак
138
Методика исследований
V, I, Р
- н а п р я ж е н и е , ток, м о щ н о с т ь и з м е р е н и я по п р и б о р а м
(вольтметр, а м п е р м е т р , к и л о в а т м е т р ) ;
Н - н а п о р и з м е р е н и й по м а н о м е т р у ;
<2 - п о д а ч а насоса:
п о д в
1. О з н а к о м и т ь с я с л а б о р а т о р н о й установкой, записать паспорт­
ные данные приборов и оборудования.
2. Определить о с н о в н ы е х а р а к т е р и с т и к и насосного агрегата.
3. И с с л е д о в а т ь э н е р г е т и к у э л е к т р о п р и в о д а насосной у с т а н о в к и ,
т. е. определить з а в и с и м о с т и тока, п о т р е б л я е м о й м о щ н о с т и , к о э ф ­
фициента полезного действия, коэффициента мощности и удельно­
го р а с х о д а э н е р г и и э л е к т р о п р и в о д а от п о д а ч и насосного агрегата.
4. Освоить м е т о д и к у н а с т р о й к и у с т а н о в к и з а ш и т ы к о м п л е к т н о й
с т а н ц и и «Каскад» н а р а б о ч и й ток э л е к т р о д в и г а т е л я н а с о с н о г о
агрегата.
5. П р о в е с т и а н а л и з п р о и з в о д с т в е н н о й с и т у а ц и и .
6. О п р о б о в а т ь работу с т а н ц и и у п р а в л е н и я в р у ч н о м и а в т о м а т и ­
ческом режимах.
7. Определить о с н о в н ы е х а р а к т е р и с т и к и насосного агрегата.
8. Определить время р а б о т ы Х п р и с л е д у ю щ и х у с л о в и я х :
- в о д о р а з б о р н ы й вентиль закрыт,
- п о л о ж е н и е н а п о р н о г о в е н т и л я - по з а д а н и ю преподавателя.
9. Определить время п а у з ы Х п р и о т к л ю ч е н н о м электродвигате¬
ле и п о л н о с т ь ю о т к р ы т о м вентиле.
10. Р е з у л ь т а т ы и з м е р е н и й и расчетов записать в табл. 6.
п
ел
р
где У р а б о ч и й объем бака, У = Р Н м ;
^ 5 - п л о щ а д ь д н а бака, 0,46 м ;
Н - высота рабочего объема бака (определяется опытным путем), м;
б р - расход:
р -
р
5
р
р
р
п
Р
общ
- общая мощность установки:
п
Р
Таблица 6
уст
73
общ
•VI;
к о э ф ф и ц и е н т п о л е з н о г о д е й с т в и я установки:
Результаты измерений и расчетов характеристики насосного агрегата
Измерено
Режим работы
га
<
м"
Ч
О
к
о
Р
Вычислено
О
2
к
О)
О)
>>
ч
1. Рабочий
режим
2. Электро­
двигатель
отключен
Т[_-
в
э-
о
О
ю
а.
о
где Р
п о л
- полезная м о щ н о с т ь :
Р
пол
_ Р Я<2*
Н
3
где р - плотность в о д ы , к г / м ;
Ч - ускорение свободного падения, м/с ;
г | - к о э ф ф и ц и е н т полезного д е й с т в и я э л е к т р о д в и г а т е л я насоса
л а б о р а т о р н о й установки:
2
дв
О б о з н а ч е н и я и а н а л и т и ч е с к и е в ы р а ж е н и я д л я табл. 6.
139
,
140
О б о з н а ч е н и я и а н а л и т и ч е с к и е в ы р а ж е н и я д л я табл. 7.
V - ч а с т о т а в к л ю ч е н и й насосного агрегата в ч а с о п р е д е л я е т с я
по ф о р м у л е :
х
Л д в
=
1—Л
+
х
я
1
н
- — • (1 +
Л 1+5
1
Р
^подв
р
х
.
~
• (1 -
)
2
х)
О
Р
соя
(А
0Р)
-
V = —
Р
;
ОV
н
__
прис
'
прис
н
где Р н - н о м и н а л ь н а я м о щ н о с т ь э л е к т р о д в и г а т е л я к В т ( п а с п о р т н ы е
данные);
г| - н о м и н а л ь н о е К П Д ;
§ - номинальное скольжение;
со8ф - н о м и н а л ь н ы й к о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и э л е к т р о д в и г а т е л я ;
созф - к о э ф ф и ц и е н т м о щ н о с т и э л е к т р о д в и г а т е л я л а б о р а т о р н о й
установки:
Р
Л
н
А - часовой р а с х о д э л е к т р о э н е р г и и :
Р
А =
I
подв ' р
;
н
н
Р
•—
—.
1
1
4
3
2
4
Р
п
Таблица 7
Результаты измерений и расчетов энергетических показателей
Измерено
Положение рукоятки вентиля
1.
с
% оборота
2.
1
3.
% оборота
4.
1 оборот
А оборота
141
.
3600 • О
Д л я и с с л е д о в а н и я э н е р г е т и к и э л е к т р о п р и в о д а н а с о с н о й уста¬
н о в к и в з а в и с и м о с т и от р а с х о д а н е о б х о д и м о и з м е н я т ь степень от¬
к р ы т и я в о д о р а з б о р н о г о в е н т и л я (установить / , / , / и 1 о б о р о т
вентиля) и ф и к с и р о в а т ь и з м е н е н и я в р е м е н и и р а б о т ы 1 и в р е м е н и
паузы ^ насосной установки.
Р е з у л ь т а т ы и з м е р е н и й и расчетов з а п и с а т ь в табл. 7.
с
А
а =
подв
С08 ф =
а - удельный расход электроэнергии:
кВт
3
м /с
Вычислено
а,
А,
V
кВт-ч кВт-ч
Произвести настройку защиты на рабочий ток двигателя, для чего:
1. У с т а н о в и т ь п е р е к л ю ч а т е л ь « Р е ж и м р а б о т ы » с т а н ц и и «Кас¬
кад» в п о л о ж е н и е 0.
2. У с т а н о в и т ь п е р е м ы ч к у в гнездах « Н а с т р о й к а з а щ и т ы » (гнезда
Х82 и Х83).
3. П о д к л ю ч и т ь вольтметр с п р е д е л о м и з м е р е н и я до 30 В посто¬
я н н о г о тока к гнездам Х81 и Х82.
4. У с т а н о в и т ь п о т е н ц и о м е т р « У с т а н о в к а з а щ и т ы » в к р а й н е е
левое п о л о ж е н и е .
5. Запустить электродвигатель, включив автоматический выключа¬
тель и переведя переключатель «Режим работы» в положение А У .
6. М е д л е н н о в р а щ а я п о т е н ц и о м е т р « У с т а н о в к а з а щ и т ы » , до¬
биться о т к л ю ч е н и я двигателя, с р а б а т ы в а н и я с и г н а л ь н о й л а м п ы
«Перегрузка». З а п и с а т ь п р и э т о м в е л и ч и н у н а п р я ж е н и я по вольт¬
метру, п р и котором п р о и з о ш л о о т к л ю ч е н и е д в и г а т е л я .
7. О т к л ю ч и т ь а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь с т а н ц и и .
8. С н я т ь п е р е м ы ч к у с гнезд « Н а с т р о й к а з а щ и т ы » .
9. В к л ю ч и т ь а в т о м а т и ч е с к и й в ы к л ю ч а т е л ь и п р и р а б о т а ю щ е м
двигателе с п о м о щ ь ю п о т е н ц и о м е т р а « У с т а н о в к а з а щ и т ы » в ы с т а 142
вить по в о л ь т м е т р у н а п р я ж е н и е в 1,23 р а з а м е н ь ш е , ч е м з а м е р е н о
в ходе р а б о т ы (пп. 1-7). Н а э т о м н а с т р о й к а заканчивается.
Я ч е й к а з а щ и т ы у с т р о й с т в а « К а с к а д » и м е е т с л е д у ю щ и е характе¬
ристики:
п р и токе 1,35 1
у с т р о й с т в о с р а б а т ы в а е т за 1 0 - 3 0 с;
п р и токе ( 1 , 7 - 2 , 0 ) 1
и о б р ы в е о д н о й из фаз - 0 - 2 5 с;
п р и п у с к о в о м токе - за 3 - 5 с;
п р и токе к о р о т к о г о з а м ы к а н и я - без в ы д е р ж к и в р е м е н и ;
п р и «сухом х о д е » - не более ч е м за 0,5 с.
10. Проверить срабатывания ячейки защиты при возникновении
двухфазного режима работы, для чего отключать выключатели 081,
2)82 или 2(83 при работающем двигателе. Затем искусственно расстро¬
ить защиту, повернув ручку потенциометра «Настройка защиты» влево,
что соответствует увеличению уставки тока защиты, и снова проверить
срабатывание защиты при возникновении двухфазного режима работы.
11. Провести анализ одного из вариантов указанных ниже производ¬
ственных ситуаций (по заданию преподавателя) с практическим восста¬
новлением работоспособности насосной установки.
Электродвигатель не отключается п р и верхнем уровне воды в баке.
Электродвигатель не включается, загорается сигнальная лампа «Су¬
хой ход».
Сразу же после включения электродвигателя он отключается, заго¬
рается сигнальная лампа «Перегрузка».
Электродвигатель не включается при нижнем уровне воды в баке.
н о м
н о м
Содержание отчета:
1. Ц е л ь р а б о т ы .
2. П а с п о р т н ы е д а н н ы е п р и б о р о в , а п п а р а т о в , о б о р у д о в а н и я .
3. Э л е к т р и ч е с к а я схема у с т а н о в к и .
4. Т а б л и ц а с о п ы т н ы м и д а н н ы м и .
5. Ф о р м у л ы и расчеты.
6. В ы в о д ы о в л и я н и и р а с х о д а в о д ы н а частоту в к л ю ч е н и я насос¬
ного агрегата и н а у д е л ь н ы й расход э л е к т р о э н е р г и и .
Контрольные вопросы:
1. О б ъ я с н и т ь п р и н ц и п д е й с т в и я а в т о м а т и ч е с к о й
водонасосной установки.
143
2. О т чего зависит частота в к л ю ч е н и я электродвигателя насоса?
3. К а к определить р е г у л и р у е м ы й о б ъ е м б а к а о п ы т н ы м путем?
4. К а к и з м е н и т ь р е г у л и р у е м ы й о б ъ е м бака?
5. К а к у с т р о е н о реле д а в л е н и я ?
6. К а к отрегулировать реле д а в л е н и я ?
7. Ч т о произойдет, если реле д а в л е н и я не р а з о м к н е т свои кон¬
такты при заданном давлении отключения?
8. К а к п р о и с х о д и т п о п о л н е н и е в о з д у х а в баке?
9. К ч е м у п р и в е д е т н е и с п р а в н о с т ь узла д л я п о п о л н е н и я в о з д у х а
в баке?
10. П е р е ч и с л и т ь д о с т о и н с т в а и н е д о с т а т к и б е з б а ш е н н о й водона¬
сосной установки.
11. В какой п о с л е д о в а т е л ь н о с т и (через какие э л е м е н т ы ) проис¬
х о д и т п е р е н е с е н и е в о д ы по т е х н о л о г и ч е с к о й схеме б а ш е н н о й
насосной установки?
12. В ч е м с о с т о и т особенность э л е к т р о д в и г а т е л е й п о г р у ж н ы х
насосов?
13. Какое ч и с л о в к л ю ч е н и й в ч а с характерно д л я б а ш е н н о й
н а с о с н о й у с т а н о в к и ? К а к о й р е ж и м р а б о т ы д л я н и х характерен?
14. П о какой формуле определяется расчетная мощность насоса?
15. В к а к и х з а в и с и м о с т я х от у г л о в о й скорости находятся подача,
н а п о р , м о м е н т и м о щ н о с т ь насоса?
16. К а к и е д а т ч и к и у р о в н я и с п о л ь з у ю т с я п р и а в т о м а т и з а ц и и
б а ш е н н о й н а с о с н о й у с т а н о в к и ? Ч т о п р е д с т а в л я е т собой д а т ч и к
у р о в н я к о м п л е к т н о й с т а н ц и и у п р а в л е н и я «Каскад»?
17. П о к а к и м п а р а м е т р а м обеспечивает а в т о м а т и ч е с к о е управле¬
ние к о м п л е к т н о е у с т р о й с т в о «Каскад»? О т к а к и х а в а р и й н ы х режи¬
мов з а щ и щ а е т это у с т р о й с т в о и к а к у ю имеет с и г н а л и з а ц и ю ?
18. В ч е м с о с т о и т р а з н и ц а а в т о м а т и ч е с к о г о у п р а в л е н и я по уров¬
н ю в р е ж и м е д р е н а ж а от у п р а в л е н и я по у р о в н ю в р е ж и м е водо¬
подъема?
19. Н а з о в и т е п р е и м у щ е с т в а б а ш е н н ы х водокачек по с р а в н е н и ю
с безбашенными?
20. К а к о в о н а з н а ч е н и е в о д о н а п о р н о й б а ш н и в системе?
2 1 . В ч е м с о с т о и т особенность э к с п л у а т а ц и и б а ш е н н ы х водока¬
ч е к в зимнее в р е м я ?
безбашенной
144
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 13
АСИНХРОННЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД
С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ
Цель работы:
изучить назначение, п р и н ц и п д е й с т в и я и кон¬
с т р у к ц и ю преобразователя ч а с т о т ы ; изучить о с н о в н ы е п а р а м е т р ы
д л я п р о г р а м м и р о в а н и я преобразователя ч а с т о т ы и и х назначение;
и с с л е д о в а т ь м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и а с и н х р о н н о г о электро¬
д в и г а т е л я п р и ч а с т о т н о м р е г у л и р о в а н и и его с к о р о с т и .
Студент
должен
знать: п р и н ц и п д е й с т в и я и к о н с т р у к ц и ю
преобразователя частоты;
уметь:
строить м е х а н и ч е с к у ю х а р а к т е р и с т и к у а с и н х р о н н о г о
э л е к т р о д в и г а т е л я п р и ч а с т о т н о м р е г у л и р о в а н и и его ч а с т о т ы
вращения.
Порядок выполнения:
1. О з н а к о м и т ь с я с п р е д с т а в л е н н ы м на стенде п р е о б р а з о в а т е л е м
частоты.
2. И з у ч и т ь схему у п р а в л е н и я и произвести в к л ю ч е н и е преобра¬
зователя ч а с т о т ы .
3. П о и н д и в и д у а л ь н о м у з а д а н и ю п р о и з в е с т и п р о г р а м м и р о в а н и е
преобразователя частоты.
4. П о с т р о и т ь м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и э л е к т р о д в и г а т е л я
при различных частотах вращения.
регулирования какого-либо технологического параметра. Если
это транспортер или конвейер, то можно регулировать скорость
его д в и ж е н и я ; если это насос или вентилятор - поддерживать
давление или регулировать производительность; если это станок,
то можно плавно регулировать скорость подачи или главного
движения.
О с о б ы й э к о н о м и ч е с к и й э ф ф е к т от и с п о л ь з о в а н и я преобразо¬
вателей частоты дает применение частотного регулирования на
объектах, обеспечивающих транспортировку жидкостей. До сих
п о р с а м ы м р а с п р о с т р а н е н н ы м с п о с о б о м р е г у л и р о в а н и я произво¬
дительности таких объектов является использование задвижек
или регулирующих клапанов, но сегодня доступным становится
частотное регулирование асинхронного двигателя, приводящего
в движение, например, рабочее колесо насосного агрегата или
вентилятора.
Структура
преобразователя
частоты.
Б о л ь ш и н с т в о совре¬
менных преобразователей частоты построено по схеме двойного
преобразования. Они состоят из следующих основных частей:
звена постоянного тока (неуправляемого выпрямителя), силового
импульсного инвертора и системы управления.
Звено постоянного тока состоит из неуправляемого выпрями¬
т е л я и ф и л ь т р а . П е р е м е н н о е н а п р я ж е н и е п и т а ю щ е й с е т и преоб¬
разуется в нем в напряжение постоянного тока.
С и л о в о й т р е х ф а з н ы й и м п у л ь с н ы й и н в е р т о р с о с т о и т из ш е с т и
т р а н з и с т о р н ы х к л ю ч е й . К а ж д а я о б м о т к а э л е к т р о д в и г а т е л я под¬
ключается через соответствующий ключ к положительному и
отрицательному выводам выпрямителя. Инвертор осуществляет
п р е о б р а з о в а н и е в ы п р я м л е н н о г о н а п р я ж е н и я в т р е х ф а з н о е пере¬
м е н н о е н а п р я ж е н и е н у ж н о й ч а с т о т ы и а м п л и т у д ы , к о т о р о е при¬
кладывается к обмоткам статора электродвигателя.
Применение регулируемого электропривода обеспечивает энерго¬
сбережение и позволяет получать новые качества систем и объектов.
Значительная экономия электроэнергии обеспечивается за счет
В в ы х о д н ы х к а с к а д а х и н в е р т о р а в к а ч е с т в е к л ю ч е й использу¬
ются силовые ЮВТ-транзисторы. По сравнению с тиристорами,
они имеют более высокую частоту переключения, что позволяет
в ы р а б а т ы в а т ь в ы х о д н о й с и г н а л с и н у с о и д а л ь н о й ф о р м ы с мини¬
мальными искажениями.
Принцип
работы
преобразователя
частоты.
Преобразова­
тель частоты (ПЧ) состоит из неуправляемого диодного силового
в ы п р я м и т е л я (В), а в т о н о м н о г о и н в е р т о р а ( А И Н ) , с и с т е м ы у п р а в -
145
146
Теоретические сведения
Преимущества использования регулируемого
в технологических
процессах
электропривода
л е н и я СУИ
ШИМ,
системы автоматического регулирования
( С А Р ) , д р о с с е л я Ь и к о н д е н с а т о р а ф и л ь т р а С (рис. 1). Р е г у л и р о ­
вание выходной частоты /
и напряжения Ц
осуществляется в
АИН за счет в ы с о к о ч а с т о т н о г о ш и р о т н о - и м п у л ь с н о г о ( Ш И М )
управления. Ш И М характеризуется периодом модуляции, внутри
к о т о р о г о о б м о т к а с т а т о р а Э Д п о д к л ю ч а е т с я п о о ч е р е д н о к поло¬
ж и т е л ь н о м у и о т р и ц а т е л ь н о м у п о л ю с а м в ы п р я м и т е л я . Длитель¬
н о с т ь э т и х с о с т о я н и й в н у т р и п е р и о д а Ш И М м о д у л и р у е т с я п о си¬
н у с о и д а л ь н о м у закону. П р и в ы с о к и х ( о б ы ч н о 2 - 1 5 кГц) т а к т о в ы х
частотах Ш И М в обмотках электродвигателя, вследствие их
фильтрующих свойств, текут синусоидальные токи.
в
в
вых
в ы х
Рис. 2. Форма кривых напряжения и тока на выходе инвертора
с широтно-импульсной модуляцией
Р е г у л и р о в а н и е в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я А И Н м о ж н о осуще¬
с т в и т ь д в у м я с п о с о б а м и : а м п л и т у д н ы м (АР) за счет и з м е н е н и я
в х о д н о г о н а п р я ж е н и я Ц и ш и р о т н о - и м п у л ь с н ы м ( Ш И М ) за с ч е т
и з м е н е н и я п р о г р а м м ы п е р е к л ю ч е н и я в е н т и л е й V1-V6 п р и Ц =
сопзх. В т о р о й с п о с о б п о л у ч и л р а с п р о с т р а н е н и е в с о в р е м е н н ы х
п р е о б р а з о в а т е л я х ч а с т о т ы б л а г о д а р я р а з в и т и ю с о в р е м е н н о й эле¬
м е н т н о й базы ( м и к р о п р о ц е с с о р ы , 1 В О Т - т р а н з и с т о р ы ) . П р и Ш И М м о д у л я ц и и ф о р м а т о к о в в о б м о т к а х с т а т о р а А Д п о л у ч а е т с я близ¬
кой к синусоидальной благодаря фильтрующим свойствам самих
обмоток.
в
в
Рис. 1. Упрощенная схема автономного инвертора
с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)
Т а к и м о б р а з о м , ф о р м а к р и в о й в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я пред¬
ставляет собой в ы с о к о ч а с т о т н у ю д в у х п о л я р н у ю последова¬
тельность п р я м о у г о л ь н ы х и м п у л ь с о в (рис. 2). Ч а с т о т а импуль¬
с о в о п р е д е л я е т с я ч а с т о т о й Ш И М , д л и т е л ь н о с т ь ( ш и р и н а ) им¬
пульсов в течение периода выходной частоты А И Н промодулирована по синусоидальному закону. Форма кривой выходного
тока (тока в обмотках асинхронного электродвигателя) практи¬
чески синусоидальна.
147
Т а к о е у п р а в л е н и е п о з в о л я е т п о л у ч и т ь в ы с о к и й К П Д преобра¬
з о в а т е л я и э к в и в а л е н т н о а н а л о г о в о м у у п р а в л е н и ю с п о м о щ ь ю ча¬
стоты и амплитуды напряжения.
Современные инверторы выполняются на основе полностью
у п р а в л я е м ы х с и л о в ы х п о л у п р о в о д н и к о в ы х п р и б о р о в - запирае¬
мых ОТО - тиристоров, либо биполярных ЮВТ-транзисторов
с изолированным затвором.
148
Н а рис. 3 п р е д с т а в л е н а 3-фазная мостовая схема а в т о н о м н о г о
и н в е р т о р а на Ю Б Т - т р а н з и с т о р а х . О н а состоит из входного емкост­
ного ф и л ь т р а Сф , ш е с т и Ю Б Т - т р а н з и с т о р о в У1-У6 и ш е с т и д и о д о в
В1-В6,
в к л ю ч е н н ы х в с т р е ч н о - п а р а л л е л ь н о т р а н з и с т о р а м У1-У6. З а
счет п о о ч е р е д н о г о п е р е к л ю ч е н и я в е н т и л е й У1-У6 по алгоритму,
з а д а н н о м у с и с т е м о й у п р а в л е н и я , постоянное в х о д н о й н а п р я ж е н и е
V преобразуется в п е р е м е н н о е п р я м о у г о л ь н о - и м п у л ь с н о е выход¬
ное н а п р я ж е н и е . Ч е р е з у п р а в л я е м ы е к л ю ч и У1-У6
протекает
а к т и в н а я с о с т а в л я ю щ а я тока а с и н х р о н н о г о э л е к т р о д в и г а т е л я А Д ,
через д и о д ы В1-В6 - р е а к т и в н а я с о с т а в л я ю щ а я тока А Д .
в
тока о б м о т к и в о з б у ж д е н и я я генератора п р и п о м о щ и р е г у л и р у е м о г о
и с т о ч н и к а п и т а н и я И П . Ч а с т о т а в р а щ е н и я э л е к т р о д в и г а т е л я изме¬
ряется ц и ф р о в ы м р а д и о в о л н о в ы м т а х о м е т р о м , к о т о р ы й позволяет
п р о и з в о д и т ь и з м е р е н и я без м е х а н и ч е с к о г о к о н т а к т а д а т ч и к а часто¬
т ы в р а щ е н и я Д И с в а л о м электродвигателя. И з м е р е н и е м о щ н о с т и
н а входе и на в ы х о д е п р е о б р а з о в а т е л я ч а с т о т ы п р о и з в о д и т с я
э л е к т р о д и н а м и ч е с к и м и в а т т м е т р а м и РЖ1-РЖ4.
Н а п р я ж е н и е и ток
н а входе п р е о б р а з о в а т е л я и з м е р я ю т с я э л е к т р о м а г н и т н ы м и вольт¬
м е т р о м РУ1 и а м п е р м е т р о м РА1; в ы х о д н ы е н а п р я ж е н и е и ток и з м е ­
р я ю т с я э л е к т р о м а г н и т н ы м а м п е р м е т р о м РА2 и в ы п р я м и т е л ь н ы м
в о л ь т м е т р о м РУ2.
Рис. 3. Схема инвертора:
И - трехфазный мостовой инвертор; В - трехфазный мостовой выпрямитель;
Сф - конденсатор фильтра
РАЗ
Описание лабораторной установки
Л а б о р а т о р н а я у с т а н о в к а состоит из а с и н х р о н н о г о э л е к т р о д в и ­
гателя, к о т о р ы й п о д к л ю ч е н к т р е х ф а з н о й сети 380 В (50 Гц) через
преобразователь ч а с т о т ы . Н а г р у з к а н а в а л у а с и н х р о н н о г о электро¬
д в и г а т е л я М создается в е н т и л ь н ы м генератором С т и п а 7 0 . 3 7 0 1 ,
м о щ н о с т ь к о т о р о г о составляет 1000 Вт, а н о м и н а л ь н о е в ы х о д н о е
в ы п р я м л е н н о е н а п р я ж е н и е - 28 В. В а л ы г е н е р а т о р а и электродви¬
гателя с о е д и н е н ы у п р у г о й м у ф т о й . Генератор н а г р у ж е н автомоби¬
льными лампами накаливания. Ток нагрузки можно изменять
подключением различного числа ламп, а также регулированием
149
РА2
ДИ
+
V
Об/мин
-
1-
РА4
<
V
•
А
Нагрузка
Тахометр
Рис. 4. Схема лабораторной установки
150
П р и п о м о щ и а м п е р м е т р а РАЗ к о н т р о л и р у ю т ток о б м о т к и
в о з б у ж д е н и я генератора, а в ы х о д н ы е ток и н а п р я ж е н и е генератора
и з м е р я ю т э л е к т р о м а г н и т н ы м и в о л ь т м е т р о м РV3 и а м п е р м е т р о м
РАЗ. А в т о м а т и ч е с к и е в ы к л ю ч а т е л и 0Р1, 0Р2 п р е д н а з н а ч е н ы д л я
в к л ю ч е н и я э л е к т р о д в и г а т е л я и и с т о ч н и к а п и т а н и я о б м о т к и возбуж¬
д е н и я генератора в сеть, а т а к ж е з а щ и т ы и х цепей от перегрузки и
коротких замыканий.
Ч а с т о т а в ы х о д н о г о н а п р я ж е н и я и п а р а м е т р ы н а с т р о й к и частот¬
ного п р е о б р а з о в а т е л я о т о б р а ж а ю т с я на его ц и ф р о в о м и н д и к а т о р е .
С х е м а л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и п р е д с т а в л е н а на рис. 4.
Методика исследования
1. В с о о т в е т с т в и и с п р о г р а м м о й р а б о т ы изучить назначение,
у с т р о й с т в о и п р и н ц и п д е й с т в и я ч а с т о т н о г о преобразователя.
2. В к л ю ч и т ь у с т а н о в к у а в т о м а т и ч е с к и м в ы к л ю ч а т е л е м 0 Р .
3. В ы б р а т ь р е ж и м у п р а в л е н и я п р е о б р а з о в а т е л е м частоты: д л я
р а б о т ы с п у л ь т а П Ч н а ж а т ь на кнопку РЦ д л я в н е ш н е г о у п р а в л е ­
н и я п о в т о р н о н а ж а т ь на к н о п к у Р17 ( р е ж и м р а б о т ы о т о б р а ж а е т с я
и н д и к а т о р а м и Р17 и ЕХТ).
4. Д л я пуска п р и в о д а с п у л ь т а П Ч н а ж а т ь на кнопку К1]Ы.
5. Д л я о с т а н о в к и п р и в о д а с п у л ь т а н а ж а т ь на к н о п к у
8ТОР/КЕ8ЕТ.
6. П р о в е р и т ь состояние и н д и к а т о р о в К11Ы, РЦ, ЕХТ. Преобразо¬
ватель д о л ж е н н а х о д и т ь с я в р е ж и м е у п р а в л е н и я с п у л ь т а (нажать
н а к н о п к у РЦ/ЕХТ).
7. Нажать на кнопку МОВЕ для выбора режима задания параметра.
8. В р а щ а т ь з а д а т ч и к до п о я в л е н и я н у ж н о г о н о м е р а п а р а м е т р а
(см. с п и с о к п е р е ч н я параметров).
9. Нажать на кнопку 8ЕТ для индикации установленной величины.
10. Вращением задатчика установить нужное значение параметра.
11. Н а ж а т ь н а к н о п к у 8ЕТ д л я у с т а н о в к и в ы б р а н н о г о з н а ч е н и я
параметра.
12. П о с л е з а в е р ш е н и я н а с т р о й к и п а р а м е т р а нажать на к н о п к у
МОВЕ о д и н раз, ч т о б ы просмотреть с о о б щ е н и я защит, и л и д в а ра¬
за, ч т о б ы вернуться к и н д и к а ц и и в ы х о д н о й ч а с т о т ы .
13. Д л я н а с т р о й к и и л и и з м е н е н и я д р у г и х п а р а м е т р о в в ы п о л н и т ь
пп. 6 - 1 2 .
151
Пример 1
Задание
частоты
15Гц
(параметрР1):
1. В ы б р а т ь р е ж и м у п р а в л е н и я с пульта.
2. Нажать на кнопку МОВЕ
для выбора режима задания параметров.
3. В р а щ а т ь з а д а т ч и к до п о я в л е н и я н у ж н о г о п а р а м е т р а Р1.
4. Нажать на кнопку 8ЕТ для индикации установленной величины.
5. В р а щ е н и е м з а д а т ч и к а у с т а н о в и т ь значение 15.0, которое ми¬
гает около 5 с; за это время н а ж а т ь н а к н о п к у 8ЕТ д л я у с т а н о в к и
частоты.
6. После мигания индикатора в течение 3 с установится значение 0.0.
7. Нажать на кнопку В1М для пуска двигателя. После его разгона
на индикаторе отображается значение заданной частоты.
Пример 2
Установка
времени разгона
(параметр
Р7):
1. В ы б р а т ь р е ж и м у п р а в л е н и я с пульта.
2. Нажать на кнопку МОВЕ
для выбора режима задания параметров.
3. В р а щ а т ь з а д а т ч и к до п о я в л е н и я н у ж н о г о п а р а м е т р а Р7.
4. Нажать на кнопку 8ЕТ для индикации установленной величины.
5. В р а щ е н и е м з а д а т ч и к а у с т а н о в и т ь время р а з г о н а в с е к у н д а х
( н а п р и м е р , 10.0).
6. Н а ж а т ь н а к н о п к у 8ЕТ д л я у с т а н о в к и в ы б р а н н о г о значения.
7. Н а ж а т ь н а к н о п к у МОВЕ
д в а раза.
По заданию преподавателя произвести изменения указанных
параметров.
152
Механические характеристики асинхронного
электродвигателя при частотном регулировании скорости
Методика исследования
1. Ознакомиться с оборудованием и и з м е р и т е л ь н ы м и приборами,
в х о д я щ и м и в состав лабораторной установки.
2. И з у ч и т ь схему л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и (рис. 4).
М е х а н и ч е с к у ю х а р а к т е р и с т и к у н а ч и н а ю т с н и м а т ь с точки, соот¬
в е т с т в у ю щ е й х о л о с т о м у х о д у э л е к т р о д в и г а т е л я . Д л я этого н а г р у з к а
генератора д о л ж н а б ы т ь о т к л ю ч е н а .
3. С н я т ь м е х а н и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и а с и н х р о н н о г о электро¬
д в и г а т е л я п р и р а з л и ч н ы х частотах, у с т а н а в л и в а е м ы х н а в ы х о д е П Ч
по з а д а н и ю преподавателя.
4. Р е з у л ь т а т ы и з м е р е н и й занести в таблицу.
П р и н я в потери в генераторе и э л е к т р о д в и г а т е л е р а в н ы м и , мощ¬
ность н а валу э л е к т р о д в и г а т е л я Р о п р е д е л я ю т по ф о р м у л е :
Г
АР
Р =Р
Г
с
2
,
где Рс - м о щ н о с т ь , п о т р е б л я е м а я из сети, Вт;
АР = Р - Р - суммарные потери в двигателе и генераторе, Вт.
с
в
М о м е н т на валу электродвигателя определяют по формуле (Н-м):
М=
Р в
ш
,
.
%п
где ш - у г л о в а я скорость, рад/с: ш =
.
153
Таблица
№ опыта
Результаты измерений
Частота
на выхо­
де пре­
образова­
теля /, Гц
Результаты измерений
Электродвигатель
ер
<
1
20
2
3
4
0
1
2
40
2
3
4
3
50
т
в
0
1
а,
0
1
а,
т
а,
а,
а,
а,
а,
т
РЗ
РЗ
<ч *п
а,
а,
а,
Расчетные результаты
Нагрузка
о
а,
<
а,
<
т
а,
т
3
т
т
т
о
б
а,
а,
а,
4
со
о
4
9О
О
Частота
на выхо­
де пре­
образо­
вателя /,
Гц
Результаты измерений
Электродвигатель
Нагрузки
№ опыта
Окончание табл.
50
3
4
0
1
4
60
2
3
4
0
1
5
65
<
т
в
2
3
а,
2
3
4
в
а,
т
а,
а,
а,
а,
РЭ
РЭ
<Ч
а,
РЭ
РЭ
а,
*п
а,
а,
|
о
Расчетные результаты
Нагрузка
а,
<
а,
<
т
а,
т
3
т
т
т
о
б
а,
а,
4
со
а,
о
4
9О
О
Содержание отчета:
1. Т е м а и цель р а б о т ы .
2. Э л е к т р и ч е с к а я с х е м а л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и .
3. О п и с а н и е с м е н ы п а р а м е т р о в д л я своего варианта.
4. Г р а ф и к и з а в и с и м о с т е й у г л о в о й с к о р о с т и э л е к т р о д в и г а т е л я от
м о м е н т а со = / (М) п р и р а з л и ч н ы х ч а с т о т а х в р а щ е н и я .
Контрольные вопросы:
1. О б ъ я с н и т ь п р и н ц и п частотного р е г у л и р о в а н и я скорости А Д .
2. О б ъ я с н и т ь п р е и м у щ е с т в а частотного с п о с о б а р е г у л и р о в а н и я
скорости АД.
3. О б ъ я с н и т ь з а к о н ы и з м е н е н и я н а п р я ж е н и я п р и и з м е н е н и и ч а ­
стоты (при М = сопзх, п р и в е н т и л я т о р н о м характере н а г р у з к и и п р и
м о м е н т е с о п р о т и в л е н и я , о б р а т н о п р о п о р ц и о н а л ь н о м скорости).
4. П е р е ч и с л и т ь с п о с о б ы р е г у л и р о в а н и я частоты
вращения
исполнительных механизмов в электроприводе.
5. О б ъ я с н и т ь структуру п р е о б р а з о в а т е л я ч а с т о т ы (ПЧ) со з в е н о м
п о с т о я н н о г о тока.
6. О б ъ я с н и т ь н а з н а ч е н и е т р е х ф а з н о г о с и л о в о г о и н в е р т о р а в П Ч .
7. О б ъ я с н и т ь п р и н ц и п р а б о т ы П Ч .
8. О б ъ я с н и т ь п р и н ц и п ш и р о т н о - и м п у л ь с н о й м о д у л я ц и и ( Ш И М )
при регулировании выходного напряжения ПЧ.
9. П р и в е с т и п р и м е р ы п р и м е н е н и я ч а с т о т н о - р е г у л и р у е м о г о Э П
в т е х н о л о г и ч е с к и х процессах.
с
155
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 14
НАЛАДКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
Цель работы:
изучить п р а в и л а э к с п л у а т а ц и и п р е о б р а з о в а т е л я
ч а с т о т ы в составе а с и н х р о н н о г о р е г у л и р у е м о г о э л е к т р о п р и в о д а
и освоить его д и а г н о с т и к у .
Студент должен знать: п р и н ц и п п р о г р а м м и р о в а н и я о с н о в н ы х
п а р а м е т р о в д е й с т в и я преобразователя ч а с т о т ы ;
уметь:
производить настройку параметров преобразователя
частоты.
Порядок выполнения:
1. И з у ч и т ь о с н о в н ы е п р а в и л а э к с п л у а т а ц и и п р е о б р а з о в а т е л е й
ч а с т о т ы (ПЧ) д л я а с и н х р о н н о г о р е г у л и р у е м о г о э л е к т р о п р и в о д а .
2. И з у ч и т ь т е х н и ч е с к у ю д о к у м е н т а ц и ю и схему в к л ю ч е н и я П Ч
РК85208.
3. И з у ч и т ь п р а в и л а п р и с о е д и н е н и я в н е ш н и х у с т р о й с т в и цепей
питания к ПЧ.
4. Изучить правила монтажа и установки П Ч в ш к а ф управления.
5. В ы п о л н и т ь п о д г о т о в к у П Ч к в к л ю ч е н и ю и произвести его
н а л а д к у в с о о т в е т с т в и и с заданием преобразователя.
Методика исследований
Основные правила по эксплуатации
ПЧ
Являясь сложными электронными устройствами, П Ч и У П П
т р е б у ю т т щ а т е л ь н о г о а н а л и з а и н а с т р о й к и п о л ь з о в а т е л ь с к и х пара¬
метров, к о л и ч е с т в о к о т о р ы х м о ж е т и с ч и с л я т ь с я д е с я т к а м и и сот¬
н я м и в з а в и с и м о с т и от п р и м е н я е м ы х м о д е л е й и с л о ж н о с т и решае¬
м ы х задач. О б с л у ж и в а н и е с о в р е м е н н ы х П Ч , так ж е как и и х
настройка, требует с п е ц и а л ь н о й п о д г о т о в к и т е х н и ч е с к о г о персона¬
ла.
156
Решение проблемы своевременного и аварийного обслуживания
приводной техники может быть выполнено двумя способами.
П е р в ы й способ, как у ж е б ы л о о п и с а н о в ы ш е , это создание с в о е й
с о б с т в е н н о й с е р в и с н о й с л у ж б ы н е п о с р е д с т в е н н о н а производстве,
а второй - это п е р е д а ч а ф у н к ц и й о б с л у ж и в а н и я о б о р у д о в а н и я
специализированной организации, занимающейся решением таких
задач на п р о ф е с с и о н а л ь н о м уровне.
Периодическое
обслуживание преобразователей
частоты
Г л а в н ы м фактором, о п р е д е л я ю щ и м срок с л у ж б ы П Ч и его бес¬
п е р е б о й н у ю э к с п л у а т а ц и ю , является п р а в и л ь н о е и с в о е в р е м е н н о е
о б с л у ж и в а н и е . П о с у щ е с т в у ю щ е й статистике, в ы х о д электроприво¬
д а из строя в п о д а в л я ю щ е м р я д е случаев связан с н а р у ш е н и я м и в
его э к с п л у а т а ц и и и л и о б с л у ж и в а н и и . Н е о б х о д и м о п е р и о д и ч е с к и
проверять р а б о т о с п о с о б н о с т ь в е н т и л я т о р о в . В о с н о в н о м , произво¬
д и т е л и П Ч р е к о м е н д у ю т п р о и з в о д и т ь п р о в е р к у не реже, ч е м р а з в
полгода, а п р е в е н т и в н у ю замену п р о и з в о д и т ь о д и н раз в т р и года.
П о д в о з д е й с т в и е м ч а с т о г о з а р я д а и разряда, а т а к ж е под воздей¬
ствием п о в ы ш е н н о й т е м п е р а т у р ы со в р е м е н е м п р о и с х о д и т старе¬
ние э л е к т р о л и т и ч е с к и х конденсаторов П Ч , что х а р а к т е р и з у е т с я
у м е н ь ш е н и е м и х н о м и н а л ь н о й емкости и л и в о з н и к н о в е н и е м внут¬
р е н н и х пробоев.
П р и п о н и ж е н н о й емкости к о н д е н с а т о р о в , в о з н и к а ю т сбои
в системе у п р а в л е н и я П Ч , и н о г д а это п р и в о д и т к в ы х о д у из строя
и с т о ч н и к о в п и т а н и я и л и д р у г и х цепей у п р а в л е н и я . О с н о в н о й реко¬
м е н д а ц и е й является п е р и о д и ч е с к а я з а м е н а конденсаторов.
Следует п е р и о д и ч е с к и проверять п а д е н и е н а п р я ж е н и я на кон¬
т а к т о р а х и реле ц е п е й п и т а н и я П Ч , а т а к ж е н а с и л о в ы х полупро¬
в о д н и к о в ы х п р е д о х р а н и т е л я х з а щ и т ы . П е р и о д и ч е с к и н у ж н о прове¬
рять затяжку с и л о в ы х винтов, болтов и гаек о т в е т с т в е н н ы х соеди¬
н е н и й П Ч . К а к п р а в и л о , п р о в е р к у д е л а ю т о д и н раз в год, хотя д л я
о б о р у д о в а н и я , где п р и с у т с т в у е т с и л ь н а я вибрация, п е р и о д и ч н о с т ь
п р о в е р к и следует у в е л и ч и т ь . О с л а б л е н и е з а т я ж к и к р е п е ж а в т о ч к а х
силовых соединений приводит к возникновению ошибок, потере
ф а з и заканчивается п р о б о е м с и л о в ы х п о л у п р о в о д н и к о в ы х элемен¬
тов (диодов, Ю В Т транзисторов) и л и п р о г о р а н и е м м е т а л л а ш и н в
т о ч к а х контакта.
157
1. П о р я д о к о п р е д е л е н и я н е и с п р а в н о с т е й п р е о б р а з о в а т е л я часто¬
ты. Проверка и плановое обслуживание позволяют предотвратить
м н о г и е п р о б л е м ы , но не г а р а н т и р у ю т б е з а в а р и й н у ю р а б о т у П Ч .
Н а с е г о д н я ш н и й день н и о д и н п р о и з в о д и т е л ь не о б е с п е ч и в а е т
д о с т а т о ч н о э ф ф е к т и в н у ю з а щ и т у П Ч от в ы х о д а из строя в резуль¬
тате перегрузок.
Это объясняется тем, что у п р а в л е н и е з а щ и т о й р е а л и з о в а н о
в к о н т р о л л е р е П Ч , и п о к а с и г н а л о перегрузке н а в ы х о д е П Ч б у д е т
и м о б р а б о т а н и будет д а н а к о м а н д а на закрытие в ы х о д н ы х транзи¬
сторов, н е к о т о р ы е из н и х у ж е п о в р е ж д а ю т с я и в р е ж и м е п р о б о я
с о з д а ю т з а м ы к а н и е ш и н п о с т о я н н о г о тока.
П о с л е в ы х о д а преобразователя ч а с т о т ы из строя н е д о п у с т и м о
его н е м е д л е н н о е п о в т о р н о е в к л ю ч е н и е . К а к п р а в и л о , п о в т о р н ы й
запуск н е и с п р а в н о г о П Ч ведет к еще б о л ь ш и м п о в р е ж д е н и я м . Со¬
стояние П Ч д о л ж н о б ы т ь т щ а т е л ь н о п р о а н а л и з и р о в а н о посред¬
ством п р о в е д е н и я д и а г н о с т и к и . Е с л и н а д и с п л е е о т о б р а ж а е т с я ка¬
к о й - н и б у д ь а в а р и й н ы й код, то следует п р о а н а л и з и р о в а т ь , что он
означает, в д а л ь н е й ш е м э т а и н ф о р м а ц и я п о з в о л и т б ы с т р е е в ы я в и т ь
в о з н и к ш у ю п р о б л е м у . Е с л и на дисплее П Ч ничего не о т о б р а ж а е т с я
и л и его п р о с т о нет, то следует п р о в е р и т ь н а л и ч и е о п о р н о г о напря¬
ж е н и я 24 В н а с о о т в е т с т в у ю щ и х к л е м м а х п л а т ы у п р а в л е н и я , вос¬
п о л ь з о в а в ш и с ь с х е м о й п о д к л ю ч е н и я в д о к у м е н т а ц и и на П Ч .
В случае отсутствия н а п р я ж е н и я н а к л е м м а х п л а т ы у п р а в л е н и я
следует обратиться в с е р в и с н ы й центр.
О б ы ч н о в ы п о л н я е т с я еще и п р о в е р к а с и л о в о й части. П е р е д осу¬
щ е с т в л е н и е м д а н н о й п р о ц е д у р ы следует д о ж д а т ь с я , п о к а разрядят¬
ся к о н д е н с а т о р ы ш и н ы п о с т о я н н о г о тока (см. и н с т р у к ц и ю по экс¬
п л у а т а ц и и П Ч ) . Время, н е о б х о д и м о е н а и х разряд, составляет 10¬
15 м и н .
Для проверки силовых цепей необходимо установить мультиметр в р е ж и м п р о з в о н к и д и о д о в , с о е д и н и т ь « - » м у л ь т и м е т р а
и к л е м м у «+» ч а с т о т н о г о п р е о б р а з о в а т е л я , затем п о о ч е р е д н о уста­
н о в и т ь «+» м у л ь т и м е т р а на к л е м м ы Ы, Ь2, Ь3, V, V, Ж. В д а н н о м
случае Р - У переход д и о д о в будет открыт, и п о к а з а н и я м у л ь т и м е т р а
будут 0 , 3 - 0 , 6 Ом. Затем с о е д и н я ю т «+» м у л ь т и м е т р а и «+» преоб¬
разователя, а « - » м у л ь т и м е т р а п о о ч е р е д н о с о е д и н я ю т с к л е м м а м и
Ы, Ь2, Ь3, V, V, Ж. В д а н н о м случае п е р е х о д ы д и о д о в з а к р ы т ы ,
и мультиметр показывает обрыв. Аналогично проверяют второе
158
п л е ч о и н в е р т о р а в ы п р я м и т е л я (сначала «+», а п о т о м « - » м у л ь т и метра с о е д и н я ю т с к л е м м о й « - » п р е о б р а з о в а т е л я ч а с т о т ы ) . Резуль¬
т а т ы п р о в е р к и вносят в табл. 1.
Таблица 1
Регламент проверки силовых цепей преобразователей частоты
Проверяемый
элемент
«+» мультиметра
Клемма «+» П Ч
В х о д н о й мост
Клемма « - » П Ч
Ю В Т транзи­
сторов
Клемма V, V, Ж
Клемма « - » П Ч
«-» мультиметра
Клемма
Ь3
Клемма
Ь3
Клемма
ПЧ
Клемма
Ж
Ы , Ь2,
Ы,
Ь2,
«-»
Ц, V,
Показания
мультиметра
(обрыв)
Р-У-переход
открыт
(обрыв)
Р-У-переход
открыт
Е с л и п о к а з а н и я м у л ь т и м е т р а не с о о т в е т с т в у ю т д а н н ы м , приве¬
д е н н ы м в табл. 1, то это говорит об и м е ю щ и х с я п о в р е ж д е н и я х си¬
ловой ч а с т и , п о э т о м у следует обратиться в с л у ж б у с е р в и с а д л я
обеспечения дальнейшей диагностики и ремонта ПЧ.
М е т о д и к и , п е р е ч и с л е н н ы е в ы ш е , не д а ю т о д н о з н а ч н о г о заклю¬
ч е н и я об и с п р а в н о с т и П Ч , о н и л и ш ь п о з в о л я ю т п р и м е р н о опреде¬
лить н е и с п р а в н о с т ь н а н а ч а л ь н о м уровне. Е с л и и с т о ч н и к возникно¬
в е н и я н е и с п р а в н о с т и о п р е д е л и т ь не удается, то п р о и з в о д и т с я пре¬
вентивная замена плат и других компонентов.
2. Техническая документация и схема включения П Ч РК8-5208.
Н а рис.1 п р е д с т а в л е н а э л е к т р и ч е с к а я п р и н ц и п и а л ь н а я схема
в к л ю ч е н и я П Ч с у к а з а н и е м п р и с о е д и н е н и я с и л о в ы х цепей и ц е п е й
у п р а в л е н и я . Подробное описание этой схемы приведено в заводской
инструкции по эксплуатации П Ч Р К 8 - 5 2 0 8 .
3. П р а в и л а п р и с о е д и н е н и я в н е ш н и х у с т р о й с т в и ц е п е й пита¬
ния к ПЧ.
Н а рис.2 приведена схема присоединения силовых контактов преоб¬
разователя частоты. Для П 4 с однофазным питанием напряжение сети
220 В (50 Гц) подводится к контактам Ы, N. Трехфазный асинхронный
электродвигатель подключен к силовым контактам Ц,
контактом Р1 и «+» устанавливается «перемычка».
159
V, Ж. Между
П о д к л ю ч е н и е д о л ж н о производиться кабелем с м е д н ы м и ж и л а м и
сечением не менее 2 м м .
Д л и н а кабеля н а участке от к л е м м V, V, Ж п р е о б р а з о в а т е л я ча¬
стоты не д о л ж н а п р е в ы ш а т ь 100 м м . Н е д о п у с к а е т с я п о д к л ю ч е н и е
Р К - 3 5 2 0 3 - 0 . 2 К , 0.4К, 0.75К-ЕС (В)
2
п и т а ю щ е г о кабеля к в ы х о д н ы м к л е м м а м П 4 V,
V, Ж.
•
<
12
1
г
_
'.
< :
1
1-1
Питание
1ш
1+1
Перемычка
Двигатель
Рис. 2. Схема присоединения силовых контактов преобразователя частоты
В табл. 2 приведено описание силовых цепей ПЧ, в табл. 3
цепей управления.
Таблица 2
Описание силовых цепей П4
Рис. 1. Электрическая принципиальная схема включения ПЧ
с указанием присоединения силовых цепей и цепей управления
160
П е р е ч е н ь о с н о в н ы х п а р а м е т р о в П 4 п р и в е д е н в табл. 3 «Пере¬
чень о с н о в н ы х параметров».
П о заданию преобразователя установить с п о м о щ ь ю пульта управ¬
ления стартовый момент, верхнюю и н и ж н ю ю границу частоты,
номинальную частоту.
П о н о м и н а л ь н ы м д а н н ы м э л е к т р о д в и г а т е л я н а с т р о и т ь з а щ и т у от
т о к о в о й перегрузки электродвигателя.
161
Таблица 3
Установка
преобразователя
Установка в шкафу
Установка на стену
Описание цепей управления П4
Обознач.
5ТР
5ТК
РН
КМ
Р1_
Название
Пуск в пря­
мом направ­
лении
Пуск в об­
ратном на­
правлении
Многоскоро¬
стной режим
Описание
Подайте 5ТР для пуска в
прямом направлении и
снимите для останова.
При одновременной подаче сигналов
ЗТК и ЗТР происходит
Подайте ЗТК для пуска в останов,
реверсном направлении и
снимите для останова.
Используйте для выбора уставок ско­
рости КН, КМ и К1-.
Приоритеты задания скорости:
Цод, КН, КМ. Р?|_. КЕХ и АЦ.
Функции входов могут
быть изменены с помо­
щью
Пар.60-63 (*4)
ЗЭ
"Общий"
вход (отриц
Используется для подачи команд (ЗТР, 5ТК, РН, КМ, К1_)
«Общий» для выхода РМ. Не связан с 5 и 5Е.
РС
(*1)
24 В
(положитель
ная логика)
При управлении преобразователем от выходов типа «открытый
коллектор», подсоедините «общий» контакт к этой клемме для
предотвращения сбоев вызываемых токами утечки.
'Общая точка" для напряжения 24 В 0,1 А (клемма РС).
Используется для выдачи команд при выборе положительной
логики управления.
10
Задатчик
5В постоянного тока, нагрузочная способность - Ю т А
Выходная частота пропорциональна напряжению на входе. Мак­
Задание
симальная выходная часта достигается при 5В (10В).
частоты
С помощью Пар.73 выбирается диапазон задания 5 или 10 В
(напряжение) Входное сопротивление 10 кОм. допустимое напряжение 20В.
Выходная частота пропорциональна входному току (4...20тА).
Задание час­ Максимальная частота соответствует 20тА.
Входное сопротивление 250 кОм. Допустимый входной ток 30 мА.
тоты
Токовое задание действует только при подаче сигнала Аи. Для
(ток)
программирования входа АЦ используйте Пар.60-63.
4. П р а в и л а м о н т а ж а и у с т а н о в к и П Ч .
П р е о б р а з о в а т е л ь ч а с т о т ы р е к о м е н д у е т с я у с т а н а в л и в а т ь в метал¬
л и ч е с к и й ш к а ф . Р а з м е р ы ш к а ф а д о л ж н ы о б е с п е ч и в а т ь необходи¬
мое п р о с т р а н с т в о д л я о х л а ж д е н и я п р е о б р а з о в а т е л я частоты (см.
и н с т р у к ц и ю по э к с п л у а т а ц и и П4). Д о п у с к а е т с я у с т а н о в к а П 4 на
стене (рис. 3). Д л я у м е н ь ш е н и я помех, г е н е р и р у е м ы х П 4 в сеть, ре¬
к о м е н д у е т с я и с п о л ь з о в а т ь сетевые д р о с с е л и . О с н о в н а я конфигура¬
ц и я о б о р у д о в а н и я д л я в к л ю ч е н и я в сеть и д л я п о д к л ю ч е н и я элек¬
т р о д в и г а т е л я п р и в е д е н а на рис. 4. Д л я у м е н ь ш е н и я помех, генери¬
р у е м ы х П 4 в сеть, р е к о м е н д у е т с я использовать сетевые дроссели.
О с н о в н а я к о н ф и г у р а ц и я о б о р у д о в а н и я д л я в к л ю ч е н и я в сеть и д л я
п о д к л ю ч е н и я э л е к т р о д в и г а т е л я п р и в е д е н а на рис. 4.
162
Закрепите пе­
реднюю крышку
и крышку клемм
после установки
При установки внутрь не­
скольких преобразователей,
установите их в ряд и обес­
Обеспечьте необходимое для
охлаждения пространство
печьте необходимое д л я ох­
лаждения пространство
т а н а в л и в а й т е п р е о б р а з о в а т е л ь при с о б л ю д е н и и с л е д у ю щ и х у с л о в и й .
Температура и
влажность
Свободное пространство
ертикальная установка
1
Г
Не м е н е е
1См
Температура: -Ю...+50=С
Вертикально
!Влажность:
Не м е н е е
10 См
90%
е менее
0 См
о
Не м е н е е
1См
Это пространство необходимо
и при замене вентилятора
(1,5К и более)
Не устанавливайте и не используйте преобразователь при наличии
хотя бы одного из ниже перечисленных условий:
X
Прямой сол­
нечный свет
Вибрации
выше 5 , 9 м / с е к
Установка один
над другим (при
установке внутрь)
Перенос за переднюю крышку
2
Высокая темпера­ Горизонтальный
тура и влажность
монтаж
Г_Ъ
Масляный туман,
агрессивные газы.
пыль, конденсат
Рис. 3. Установка ПЧ
163
Монтаж на
горючую
поверхность
Авто­
мат
Контак­
тор
россель
К-ВАЦ
Заземление
Источник питания
Используйте подходящий для преобразователя источник
питания (См. стр. 40).
Защитный автомат
Автомат должен выбираться с учетом токов заряда сило­
вого конденсатора при включении
Магнитный пускатель
Не используйте магнитный пускатель для пуска и останова преобра­
зователя. Это может уменьшит время надежной работы преобразо­
вателя.
Установка дросселя переменного тока
Дроссель необходимо устанавливать для уменьшения помех, генерируемых
преобразователем в сеть, а так же при питании преобразователя от очень
мощного источника (500 кВА).
Тщательно выбирайте дроссель.
Преобразователь
Время надежной работы зависит от окружающей тем­
пературы. Окружающая температура должна быть
минимально возможной в разрешенном диапазоне
(см. Стр.42).
Неправильное подключение может вызвать неис­
правность. Управляющие кабели должны проклады­
ваться отдельно от силовых.
(см. Стр.5.)
Устройства подключаемые к выходу
Не подсоединяйте конденсаторы и фильтры радиопомех
на выход преобразователя.
Заземление
Заземление
Во избежании электрического удара всегда заземляйте преобразователь и
двигатель.
Для уменьшения радиопомех излучаемых проводами, рекомендуется ис­
пользовать экранированные кабели подсоединяя экран к клемме заземления
преобразователя. (Меры борьбы с помехами описаны в специальном разде­
ле инструкции.)
Рис. 4. Основная конфигурация ПЧ
5. П о д г о т о в к а П Ч к в к л ю ч е н и ю и его н а л а д к а (в с о о т в е т с т в и и
с з а д а н и е м преподавателя).
П е р е д в к л ю ч е н и е м п р е о б р а з о в а т е л я ч а с т о т ы изучить н а з н а ч е н и е
органов у п р а в л е н и я и и н д и к а ц и и (рис. 5).
И з у ч и т ь о с н о в н ы е о п е р а ц и и по настройке П 4 в с о о т в е т с т в и и
с р и с . 6 ( О с н о в н ы е о п е р а ц и и ) , рис. 7 (Задание ч а с т о т ы ) , р и с . 8
( У с т а н о в к а параметров), р и с . 9 (Изменение настройки), рис. 10
(Сброс п а р а м е т р о в ) , р и с . 11 (Контроль в ы х о д н о г о тока).
164
Рис. 5. Общий вид пульта управления ПЧ и назначение органов управления
165
Рис. 6. Основные операции, выполняемые ПЧ, и порядок настройки
Рис. 7. Задание частоты
166
167
(Для описания параметра, обратитесь к руководству по программированию)
Действие
Индикация
1. Проверьте состояние индикаторов Р Ш и
способа управления.
л л
ЕЯ
• Преобразователь должна быть остановлен.
• Преобразователь должен находиться в
режиме управления с пульта. (Нажмите
кнопку Щ)
2. Нажмите к н о п к у ^ д л я выбора
режима задания параметров.
I Появился
/ 3
' Номер
л
}
и
устанавлива­
емого
I параметра
3, Вращайте задатчик0 до появления
нужного номера параметра
Пример: Пар. 7 "время разгона"
)
^
4. Нажмите кнопку @ , чтобы увидеть
установленную величину.
Пример: "5" (заводская установка}.
;
5. Вращайте задатчик0 до появ­
ления желаемого значения.
Пример: изменение настройки от
"5" до "10"
С
Л
Э.и
(Л
л
'и.и
6. Нажмите кнопку 1 ЗЕТ) для установки
выбранного значения.
©
л
ол
и
Мигает... Настройка параметра завершена!!
(Л
1
1
(К.
• Вращая задатчик 0 , Вы можете прочитать другой параметр.
Нажмите кнопку(ЗЕТ] . чтобы снова посмотреть настройку.
• Нажмите к н о п к у ^ два раза, чтобы появился следующий параметр
После завершения настройки параметра, нажмите копку!™) один раз, чтобы про­
смотреть сообщения защит, или два раза, чтобы вернуться к экрану индикации
выходной частоты. Для изменения настроек других параметров, выполните выше­
описанные действия в пунктах 3-6.
Рис. 8. Установка параметров
168
Рис. 9. Изменение настройки параметров
169
П о з а д а н и ю преобразователя н а с т р о и т ь способ у п р а в л е н и я П Ч ,
частоту широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
И з у ч и т ь ф у н к ц и и з а щ и т ы П Ч (табл. 4), и н д и к а ц и ю о с н о в н ы х
о ш и б о к и п о в р е ж д е н и й П 4 , д о п о л н и т е л ь н ы е п а р а м е т р ы (табл. 5).
Таблица 4
Основные параметры ПЧ
Рис. 10. Сброс параметров
Указание
Значение выходного тока появится на индикаторе, если удерживать нажатой кнопку (
Действие •
• Индикация •
1 , Нажмите кнопку^>^,чтобы выбрать
режим отображения выходной частоты.
Независимо от того, находится ли
преобразователь в каком-либо
режиме управления или находится
в режиме останова, появится
значение выходного тока, пока
будет нажата кнопка ^зст^
: ЛЛ
—
(^ Л
^
Нажать и не
отпускать
г
л
Е
Отпустите кнопку(^Х чтобы вернуться в
режим отображения выходной частоты.
О
а
?.оя]И >
• ЛЛ
) и.и
Примечание
СЕ*
Если Пар. 52 = " 1 " , то при нажатии кнопки
отображается выходная частота, а в
обычном режиме отображается ток.
Рис. 11. Режим измерения выходного тока
170
171
Таблица 5
Дополнительные параметры ПЧ
Пар а метр
Инди­
кация
Название
Краткое описание
З а в . ус­
тановка
Параметры 0-9 описаны в перечне основных параметров.
10
Р.'О
11
Р /1
12
р
Частота тормоза по­
Параметры определяют, соответственно, частоту
включения режима торможения (0-120 Гц), время
Время работы тормоза
торможения (0-10 Сек) и напряжение торможения (0¬
пост, тока
15%).
При использовании постоянномоментного
Напряжение тормоза
двигателя, рекомендуется установить Пар. 12 = «4»
пост, тока
стоянного тока
р /5
0.5 Сек
6%
теля. Для подъемников и лифтов рекомендуется
Стартовая частота
ставить ее 1-3 Гц (тах 5 Гц). Для других приложений
0.5 Гц
рекомендуется оставить заводскую установку 0.5 Гц.
Диапазон изменения 0-60 Гц
Выбор вида и/Г-характеристики, в зависимости от типа
нагрузки.
0: Для нагрузки с постоянным моментом (если большой
момент необходим во всем диапазоне частот).
14
Р 14
Тип нагрузки
1: Для нагрузки с переменным моментом (где момент
мал при низкой скорости, например, вентиляторы и
насосы)
1. Т е м а и цель работы.
2. С х е м а в к л ю ч е н и я П Ч в сеть.
3. С х е м а п о д к л ю ч е н и я в н е ш н и х устройств с и л о в о й цепи (основ­
ная конфигурация).
4. О п и с а н и е в а р и а н т а н а с т р о й к и параметров П 4 (по и н д и в и д у ­
альному заданию).
3 Гц
Данная частота влияет на стартовый момент двига­
13
Содержание отчета:
Контрольные вопросы:
1. К а к о в а структура преобразователя ч а с т о т ы ?
2. О б ъ я с н и т ь схему в к л ю ч е н и я П Ч в сеть.
3. О б ъ я с н и т ь назначение д о п о л н и т е л ь н ы х элементов, включае¬
м ы х в с и л о в у ю цепь П 4 .
4. П е р е ч и с л и т ь о с н о в н ы е в и д ы з а щ и т ы от а в а р и й н ы х р е ж и м о в
р а б о т ы преобразователя и электродвигателя.
5. К а к о в а методика н а с т р о й к и о с н о в н ы х параметров П Ч ?
6. Объяснить методику настройки дополнительных параметров ПЧ.
0
2: Для вертикальных подъемников (без усиления мо­
мента при реверсном вращении)
3: Для вертикальных подъемников (без усиления мо­
мента при прямом вращении)
Р/5
ЛЗО частота
16
р;б
Время
разгона/торможения
до .106 - частоты
17
р
Направление враще­
ния от кнопки
15
5 Гц
Частота (0-120 Гц) и время разгон/Торможения
(0-999 Сек) ЛЭО-режима.
0.5 Сек
Параметр определяет направление вращения при
старте от кнопки Р?1М
0
0: прямое вращение, 1: реверсное вращение
19
Номинальное напря­
р ;д жение
20
рго
Частота разго­
на/торможения
Величина выходного напряжения при номинальной
частоте (Пар. 3).
883: 95% напряжения источника питания
- - -: 100% источника питания
0-500 В, 8 8 8 , - - Опорная частота для Пар. 7 "время разгона" и Пар. 8
"время торможения" определяют время разгона/
торможения от/до частоты 0 Гц.
1-120 Гц.
172
888
50 Гц
173
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Дайнеко, В. А. Э л е к т р о о б о р у д о в а н и е с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х
п р е д п р и я т и й / В. А. Дайнеко, А. И. К о в а л и н с к и й . - М и н с к : Н о в о е
знание, 2 0 0 8 . - 314 с.
2. Э л е к т р о п р и в о д и э л е к т р о о б о р у д о в а н и е : у ч е б н и к / А. П. К о л о м и е ц [и др.]. - М. : К о л о с С , 2 0 0 8 . - 328 с.
3. М о с к а л е н к о , В. В. Э л е к т р и ч е с к и й п р и в о д : у ч е б н и к /
В. В. М о с к а л е н к о . - М . : А к а д е м и я , 2 0 0 7 . - 368 с.
4. Э л е к т р о о б о р у д о в а н и е с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х п р е д п р и я т и й :
п р а к т и к у м / В. С. Сергеев [и д р . ] . - М и н с к : Т е х н о п е р с п е к т и в а ,
2 0 0 5 . - 224 с.
5. М у с и н , А. М. Э л е к т р о п р и в о д с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х м а ш и н и
агрегатов / А. М. М у с и н . - М . : А г р о п р о м и з д а т , 1985. - 239 с.
6. Д а й н е к о , В. А. П р и м е н е н и е э л е к т р и ч е с к о й э н е р г и и в с е л ь с к о м
хозяйстве / В. А. Д а й н е к о , А. В. К р у т о в . - М и н с к : У р а д ж а й , 2 0 0 1 . 300 с.
7. Э л е к т р о т е х н о л о г и я / В. А. К а р а с е н к о [и д р . ] . - М . : Колос,
1992. - 304 с.
8. Инструкция по эксплуатации преобразователя частоты Р К 5 520.
Стандарты
14. Г О С Т 2 . 7 0 2 - 7 5 (СТ С Э В 1 1 8 8 - 7 8 ) . П р а в и л а в ы п о л н е н и я
э л е к т р и ч е с к и х схем: Е С К Д . - В з а м е н Г О С Т 2 . 7 0 2 - 6 9 , к р о м е
пп. 3 . 2 3 - 3 . 3 7 , п. 3.61 и прил. 1; введен 01.07.1977. - М. : И з д - в о
с т а н д а р т о в , 1985. - 34 с.: ил.
15. Г О С Т 2 . 7 1 0 - 8 1 ( С Т С Э В 2 1 8 2 - 8 0 ) . О б о з н а ч е н и я б у к в е н н о ц и ф р о в ы е в э л е к т р и ч е с к и х схемах: Е С К Д . - В з а м е н Г О С Т 2.710¬
7 5 ; введен 0 1 . 0 7 . 1 9 8 1 . - М. : И з д - в о с т а н д а р т о в , 1985. - 14 с.: ил.
16. Г О С Т 2 . 7 5 5 - 8 7 ( С Т С Э В 5 7 2 0 - 8 6 ) . О б о з н а ч е н и я у с л о в н ы е
г р а ф и ч е с к и е в э л е к т р и ч е с к и х схемах. У с т р о й с т в а к о м м у т а ц и о н н ы е
и к о н т а к т н ы е соединения: Е С К Д . - В з а м е н Г О С Т 2 . 7 3 8 - 6 8 , к р о м е
п. 7, табл. 1, п. 3 . 6 1 , Г О С Т 2 . 7 5 5 - 7 4 ; введен 01.01.1988. - М. : И з д во с т а н д а р т о в , 1988. - 21 с.
17. Г О С Т 2 1 . 6 1 3 - 8 8 . Силовое э л е к т р о о б о р у д о в а н и е . Р а б о ч и е
ч е р т е ж и С П Д С . - Введен 01.07.1988; введен впервые. - М . : И з д - в о
с т а н д а р т о в , 1988. - 13 с.
18. Г О С Т 2 1 . 6 1 4 - 8 8 ( С Т С Э В 3 2 1 7 - 8 1 ) . И з о б р а ж е н и я у с л о в н ы е
г р а ф и ч е с к и е э л е к т р о о б о р у д о в а н и я и п р о в о д о к н а планах: С П Д С . В в е д е н 28.12.1987; введен впервые. - М . : И з д - в о стандартов, 1988.
- 17 с.
Дополнительная
9. М я к и ш е в , Н. Ф. Э л е к т р о п р и в о д и э л е к т р о о б о р у д о в а н и е сель­
с к о х о з я й с т в е н н ы х у с т а н о в о к : учеб. п о с о б и е / Н. Ф. М я к и ш е в . - М .
: А г р о п р о м и з д а т , 1986. - 176 с.
10. Э л е к т р о н а г р е в а т е л ь н ы е п р и б о р ы в сельском хозяйстве /
В. Н. Р а с с т р и г и н [и др.]. - М. : А г р о п р о м и з д а т , 1985. - 304 с.
11. С т е п а н ц о в , В. П. С в е т о т е х н и ч е с к о е о б о р у д о в а н и е в сельско¬
х о з я й с т в е н н о м п р о и з в о д с т в е / В. П. С т е п а н ц о в . - М н . : У р а д ж а й ,
1987. - 213 с.
12. Ч и л и к и н , М. Г. О б щ и й курс э л е к т р о п р и в о д а / М. Г. Ч и л и к и н ,
А. С. Сандлер. - М и н с к : Э н е р г о а т о м и з д а т , 1981. - 576 с.
13. Ф о м е н к о в , А. П. Э л е к т р о п р и в о д с е л ь с к о х о з я й с т в е н н ы х ма¬
ш и н , агрегатов и п о т о ч н ы х л и н и й / А. П. Ф о м е н к о в . - М . : К о л о с ,
1984. - 283 с.
174
175
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учебное издание
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра ЭСХП
ЭЛЕКТРОПРИВОД И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
С Е Л Ь С К О Х О З Я Й С Т В Е Н Н А ПРЕДПРИЯТИЙ
Практикум
Составители:
Дайнеко В л а д и м и р А л е к с а н д р о в и ч ,
ЭЛЕКТРОПРИВОД
Шаукат И р и н а Н и к о л а е в н а ,
Крупеня Валентина! И г н т ь е в н а
д
И
Э
Л
Е
К
Т
Р
О
О
Б
О
Р
У
Д
О
В
А
Н
И
Е
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Практикум
Ответственный за выпуск В. А. Дайнеко
Редактор Т. В. Каркоцкая
Компьютерная верстка Д. О. Сенькевич
Подписано в печать 4.02.2013 г. Формат 60x847^.
Бумага офсетная. Ризография.
Усл. печ. л. 10,23. Уч.-изд. л. 8,0. Тираж 200 экз. Заказ 109.
Издатель и полиграфическое исполнение:
учреждение образования
«Белорусский государственный аграрный технический университет».
ЛИ № 02330/0552984 от 14.04.2010.
ЛП № 02330/0552743 от 02.02.2010.
Пр-т Независимости, 9 9 - 2 , 220023, Минск.
М
М
и
н
с
к
БГАТУ
2013
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
56
Размер файла
6 768 Кб
Теги
электроприводу, сельскохозяйственных, электрооборудование, предприятия
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа