метод_рекомендации для лабор_работ2

Министерство образования Нижегородской области
Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования
«Арзамасский коммерческо-технический техникум»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
МДК.01.02 Основы эксплуатации и обслуживания электрического и
электромеханического оборудования
Специальность 140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического
и электромеханического оборудования (по отраслям)
2014 г.
Одобрена методическим объединением
электротехнических дисциплин
Протокол №___
от «___»_____________20
г
Председатель МО:
_________________ Кузнецова
О.Г.
Составлена в соответствии с требованиями к
результатам
освоения
основной
профессиональной образовательной программы
специальности
140448
Техническая
эксплуатация и обслуживание электрического и
электромеханического
оборудования
(по
отраслям)
Зам. директора по УПР
__________________ А.Н. Ушанков
Автор: Куликов Е.А.,
преподаватель спецдисциплин ГБОУ СПО
«Арзамасский коммерческо-технический техникум»
Методические указания содержат задания к лабораторным работам,
порядок их выполнения, рекомендации, перечень контрольных вопросов по
каждой лабораторной работе, требования к знаниям и умениям. Приведен
список основной литературы, рекомендуемых для подготовки к лабораторным
работам.
Методические указания предназначены для студентов специальности
140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и
электромеханического оборудования (по отраслям)
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
4 стр
Лабораторная работа №1. Расчет сечения провода по допустимой
длительной токовой нагрузке
Лабораторная работа №2. Расчет сечения провода по допустимой
потере напряжения
Лабораторная работа №3. Расчет токов плавких вставок
предохранителей
Лабораторная работа №4. Изучение последовательности
выполнения разделки силового кабеля с бумажной изоляцией
Лабораторная работа №5. Составление технологической карты
соединения кабелей с бумажной изоляцией в эпоксидных
соединительных муфтах
Лабораторная работа №6. Изучение способов определения мест
повреждения в кабельных линиях
Лабораторная работа 7 (1). Разборка и сборка АД
Лабораторная работа 8 (2). Определение начала и концов обмотки
статора
Лабораторная работа 9 (3). Способы пуска АД
Лабораторная работа 10 (4). Включение трехфазного АД на
однофазное питание
Лабораторная работа 11 (5). Подключение однофазного АД
Лабораторная работа 12 (6). Схема подключения коллекторного
двигателя
Лабораторная работа 13 (7). Сборка схемы управления
автоматического пуска резервного двигателя
Лабораторная работа 14 (8). Управление многоскоростными
двигателями
Приложение
Литература
6 стр
3
9 стр
13 стр
15 стр
23 стр
27 стр
31 стр
35 стр
37 стр
42 стр
45 стр
47стр
49 стр
51 стр
54 стр
56 стр
Введение
Лабораторные
работы
направлены
на
экспериментальное
подтверждение и проверку существенных теоретических положений (законов,
зависимостей и закономерностей) необходимых при освоении учебной
дисциплины.
В процессе практического занятия обучающиеся выполняют одну
лабораторную работу под руководством преподавателя в соответствии с
изучаемым содержанием учебного материала.
Содержанием лабораторных работ является выполнение различных
практических приемов, в том числе профессиональных, работа с электрическим
оборудованием, документацией.
Состав заданий для практического занятия спланирован с расчетом,
чтобы за отведенное время они могли быть выполнены качественно
большинством обучающихся.
Выполнению лабораторной работы предшествует проверка знаний
студентов – их теоретической готовности к выполнению задания.
Формы организации работы обучающихся на лабораторных работах, как
правило, фронтальная или индивидуальная.
При фронтальной форме организации работ все обучающиеся выполняют
одновременно одну и ту же работу.
При индивидуальной форме организации занятий каждый обучающийся
выполняет индивидуальное задание.
Выполнение практических работ по МДК.01.02 Основы эксплуатации и
обслуживания электрического и электромеханического оборудования
направлено на формирование общих компетенций:
OK 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей
профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые
методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их
эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и
нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой
для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и
личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в
профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с
коллегами, руководством, потребителями.
4
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды
(подчиненных), результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и
личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать
повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в
профессиональной деятельности.
5
Лабораторная работа №1
РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА ПО ДОПУСТИМОЙ ДЛИТЕЛЬНОЙ
ТОКОВОЙ НАГРУЗКЕ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научить студентов правильно рассчитывать сечение
провода по допустимой длительной токовой нагрузке и выбирать марку
провода
Для выполнения работы необходимо
знать:
 формулы для расчёта сечения провода по допустимой длительной
токовой нагрузке;
 марки проводов;
уметь:
 правильно рассчитывать сечение провода по допустимой длительной
токовой нагрузке;
 выбирать марку провода.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.2. Организовывать и выполнять
техническое
обслуживание
и
ремонт
электрического
и
электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:

стенд по выбору марки и сечения проводов.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:
Монтаж электропроводок осветительных установок осуществляют
установочными проводами марок ПВ, АПВ, ПР, АПР, ПРТО, АПРТО, ППВ,
АППВ, ППВС, АППВС и кабелями ВВГ, АВВГ, ВРГ, АВРГ и др., токопроводящие жилы которых имеют стандартные сечения: 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16 мм 2 и
более.
Электрические проводки осветительных установок должны быть
надежными, экономичными и безопасными. Поэтому необходимо уметь
правильно рассчитывать сечение и длину проводов, используемых. Для
монтажа электропроводок.
Сечение провода рассчитывают по допустимой длительной токовой
нагрузке (равной или большей расчетной нагрузки данного участка) и потере
напряжения. Одновременно определяют токи плавких вставок предохранителей
и уставок расцепителей автоматов.
6
Каждый провод рассчитан на допустимую длительную токовую нагрузку.
Величина этого тока и сечение токопроводящей жилы должны соответствовать
друг другу; зная номинальный ток, можно выбрать провод нужного сечения по
справочным таблицам.
Потеря напряжения – арифметическая разность напряжений в начале и
конце проводов, соединяющих источник тока с токоприемником. Согласно
требованию Правил устройства электроустановок потеря напряжения не
должна быть более 2,5-5% номинального напряжения источника питания.
Длину провода можно определить по электрической схеме осветительной
электропроводки этажного плана проекта, измерив в масштабе расстояния
между местами расположения щитков, выключателей, штепсельных розеток,
осветительных коробок, светильников и т. п., а з тем вычислив длину отрезков
проводов, добавляя 100–150 мм (для учета присоединения проводов к кон
тактам).
Пример расчета 1.
Определить сечение и марку провода для монтажа электропроводки в
учебной мастерской, питание которой осуществляется от осветительного
щитка. В мастерской необходимо установить светильник с лампами
накаливания: 14 шт. по 150 Вт; 4 шт. по 60 Вт., 8 шт. по 15 Вт и
электронагревательные приборы общей мощностью 2 кВт. Напряжение сети
220 В.
Нагрузка на провода должна быть рассчитана достаточно точно, так как
завышенная нагрузка приведет к выбору провода большего сечения, а
заниженная – меньшего сечения, что в целом экономически невыгодно, так как
возникнут лишние потери электроэнергии и напряжения в проводах.
При определении сечения проводов пользуются понятиями:
номинальная мощность Рн – мощность, указанная в паспорте
токоприемника, Вт;
 установленная мощность Ру – сумма номинальных мощностей всех
установленных токоприемников, Вт;
 потребляемая мощность Рп – фактическая мощность, расходуемая
токоприемниками, Вт;
 расчетная мощность Рр – мощность, по которой производят расчет, т. е.
мощность одного или группы токоприемников, учитывая при расчете.
Указанным мощностям соответствуют токи: Iн, Iу, Iп, Iр.
Суммируя номинальные мощности подключенных тококоприемников,
определяют установленную мощность Ру. Она всегда больше расчетной
мощности Рр, потому, что все токоприемники электроустановки почти никогда
не работают одновременно. Поэтому при расчете исходят не из установленной
мощности, а из той ее части, которая может одновременно использоваться
токоприемниками, т. е. Рр.
Для получения расчетной мощности вводят коэффициент спроса Кс,
который показывает, какая часть установленной мощности фактически
7
расходуется: Кс = Рр/Ру или Kc=Iр/Iу, откуда Рр = КсРу или Iр=КсIу.
Коэффициент спроса для различных электроустановок различен.
Для расчета сечения провода по допустимой длительной токовой нагрузке
необходимо знать номинальный ток Iн.
Если номинальный ток не известен, то его определяют по формуле,
которая справедлива для цепей постоянного тока и однофазного переменного
тока с осветительными и нагревательными приборами: Iн = Рр/Uн.
Расчетную мощность определяют по формуле: Рр =КсРу
Расчетный ток определяют по формуле: Iр = KcPy/U =Pp/U
Если имеем трехфазную цепь переменного тока, то расчетный ток для
трехпроводной линии определяют по формуле: Iр = КсРу/(3U) =Рр/(1,73U).
Последовательность расчета такова:
1.Определяем установленную электрическую мощность учебной
мастерской: Ру=Р1н + Р2н + Р3н + Р4н = 15014 + 604+ 158 + 2000 = 4460 Вт.
2. Находим коэффициент спроса по таблице (приложение 1): Кс = 0,8, так
как учебная мастерская относится к группе учебных заведений.
3. Вычисляем расчетную мощность: Рр=КсРу = 0,84460=3568 Вт
̅ , который в данном случае равен
4. Находим номинальный ток 𝐼 н
̅ при напряжении сети Uн = 220 В: 𝐼 н
̅ = Рр/Uн=3568/220=16,22А.
расчетному 𝐼 р
5. По таблице (приложение 2) определяем сечение жил проводов, которые
соответствуют току 16,22 А: а) сечение медных жил – 1 мм2; 6) сечение
алюминиевых жил – 2,5 мм2.
Выбираем марку провода (приложение 3):
а) для открытой прокладки можно использовать провода марок ППВ21;
АППВ-22,5;
б)
для прокладки в одной трубе – ПВ-21,5; АПВ-22,5; ПРТО-21,5;
АПРТО-22.5;
в)
для скрытой прокладки – ППВС-21,5;1 АППВС-22,5.
Пример расчета 2. При монтаже
асинхронных трехфазных
электродвигателей, из которых шесть типа 4A100L2У номинальной мощностью
5,5 кВт и два 4А80В2У по 2,2 кВт каждый, и питающей трехпроводной линии
напряжением Uн=380В возникла необходимость рассчитать сечение
токопроводящих жил проводов марки ПВ, прокладываемых в стальной трубе.
Средний коэффициент мощности установки cos  = 0,88, а коэффициент спроса
Кс = 0,6.
1. Определяем установленную электрическую мощность установки: Ру=
Р1н+Р2н = 5,5 6+22,2= 33+-4,4= 37,4 кВт.
2. Вычисляем расчетную мощность: Рр=КсРу = 0,637,4 = 22,4 Вт,
3. Находим расчетный ток линии:
𝑃𝑦 ∙ 1000
22,4 ∙ 1000
22400
𝐼𝑝 =
=
=
= 38б7А.
√3𝑈н 𝑐𝑜𝑠𝜑 1,73 ∙ 380 ∙ 0,88 578,5
Зная расчетный ток, по справочным данным (приложение 2) выбираем
сечение токопроводящей жилы, для, которой допустимая нагрузка
8
соответствует току 55 A, т. е. сечение жилы провода марки П В будет равно 10
мм2.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Рассчитать сечение и выбрать марки проводов для монтажа
электропроводки в лаборатории спецтехнологии, если лаборатория имеет 20
рабочих стендов с установленными щитками. Электрическая мощность,
которую можно подключить к одному щитку, 2,5 кВт. Напряжение сети 220 В.
Задание 2. Определить наибольшую токовую нагрузку магистрали,
выполненную проводами ПР, и сечение жил при различных вариантах
выполнения электросети напряжением 220 В: а) при двухпроводной линии; б)
при трехпроводной линии трехфазного тока.
От установленного щитка магистраль питает группу прожекторов,
освещающих строительство жилого дома. Всего для освещения установлено
десять передвижных прожекторных стоек, на каждой из которых находится два
прожектора с лампами накаливания мощностью 1000 Вт.
Выбрать сечения фазных и нулевых проводов, если расчетная
потребляемая мощность составляет Pp = 75кВт, а коэффициент мощности
квартирной сети cos  = 0,98.
Трехфазная четырехпроводная линия напряжением 380В, питающая 54
квартиры жилого дома с электроплитами, выполнена проводом АПВ и
проложена в стальной трубе. Температура помещений 25С.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. В каких проводах высокая прочность совмещается с высокой
электропроводностью?
2. Каковы функции электрической энергии?
3. Какие сети используются для передачи электроэнергии?
Лабораторная работа № 2
РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА
ПО ДОПУСТИМОЙ ПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научить студентов правильно рассчитывать сечение провода
по допустимой потере напряжения.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 виды электропроводок, марку проводов;
уметь:
 рассчитывать сечение провода по допустимой потере напряжения;
 определять марку проводов
9
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.2. Организовывать и выполнять
техническое
обслуживание
и
ремонт
электрического
и
электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:

стенд по выбору марки и сечения проводов.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:
Пример расчета. Рассчитать сечение алюминиевых проводов для
магистрали с нагрузкой в 16 кВт длиной 200 м от трансформаторной
подстанции с номинальным вторичным напряжением 380/220 В до жилого
дома, если допустимая потеря напряжения магистрали составляет 5%.
Расчет сетей осветительной установки переменного тока с лампами
накаливания и нагревательными приборами значительно упрощается в. связи с
тем, что здесь приходится иметь дело с чисто активной нагрузкой.
Сечение проводов по допустимой потере напряжения определяют, если
линия сравнительно длинная и имеет нормальную нагрузку. После этого
сечение провода проверяют на соответствие условиям нагрева, а для воздушной линии – механической прочности. Известно, что чем дальше токоприемник
расположен от источника питания, тем большими становятся потери
напряжения в проводах вследствие возрастания их сопротивления. Потеря
напряжения в проводах отрицательно сказывается на работе токоприемника,
поэтому при расчете сечения проводов электрической сети по потере
напряжения необходимо исходить из того, чтобы отклонения напряжения для
присоединенных к этой сети токоприемников не выходили за пределы
допустимого.
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) допускают следующие
пределы отклонений напряжения на зажимах токоприемников:
а) для ламп освещения жилых зданий, аварийного и наружного,
выполненного светильниками, ±5%;
б) для ламп рабочего освещения промышленных предприятий и
общественных зданий, а также прожекторных установок наружного
освещения 4-5–2,5%;
в)
для электродвигателей ±5%.
Исходя из допустимых величин отклонения напряжения, можно
определить величину допустимой потери напряжения в проводах сети
электроустановки. Она должна быть такой, чтобы отклонения напряжения на
зажимах приемника электроэнергии не превышали указанных выше значений.
Сечение провода по допустимой потере напряжения, мм2, в
двухпроводной линии однофазного переменного или постоянного тока
напряжением до 1000 В можно определить по формулам:
10
S = 2Pрl/(UU) или S = 2 ∑ℎ1 𝑃𝑝𝑙/(UU).
Сечение провода по допустимой потере напряжения в трехпроводной и
четырехпроводной линиях трехфазного тока напряжением до 1000 В
небольшой протяженности можно определить по формулам:
а)
при нагрузке на конце линии
S = 2Pрl/(UU),
б) при нагрузках, присоединенных по длине линии,
S = 2 ∑ℎ1 𝑃𝑝𝑙/(UU),
где Рр – расчетная мощность на участке, Вт;
U – напряжение, В;
I – расчетная длина участка, м;
S – сечение провода, мм2;
 – удельная электрическая проводимость провода, м/(мм2Ом);
U –– потеря напряжения, В.
Сравнивая приведенные формулы, видим, что при одинаковом
номинальном напряжении электрической- сети трехфазная проводка одного и
того же сечения и материала токопроводящей жилы передает ту же мощность с
потерей напряжения в два раза меньшей, чем однофазная .
На рис. 1 показана линия с нагрузкой, сосредоточенной в конце линии (Р
= 16 кВт и l = 200 м).
Рис.1
Рис.2
Произведение нагрузки Р (кВт) на длину линии l (м) называют
моментом нагрузки: М = Pl.
Если имеем трехфазную проводку с несколькими нагрузками,
распределенными вдоль линии, то при пользовании формулами для
трехфазной линии переменного тока в числителе вместо Рр будет сумма из
произведений нагрузок линии в киловаттах на длины линий в метрах между
нагрузкой и токоприемником. В таком случае эти произведения являются
моментами нагрузок. На рис. 2 показана линия с несколькими нагрузками.
В этом случае момент нагрузки составит:
М=P1l1+ P2l2+ P3l3+ … ,
где P1, P2, P3 – нагрузки, кВт; l1, l2, l3 – длины линий, м.
11
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Последовательность расчета
1. Определяем допустимую потерю напряжения в вольтах:
𝑈5% 3805
=
= 19 В.
100
100
2. Определяем расчетную нагрузку: Рр=Рн=16 кВт, или 16 000 Вт.
3. Воспользуемся формулой для четырехпроводной линии трехфазного
тока, подставив в нее известные величины:
𝑈 =
𝑆=
Рр𝑙100
𝑈𝑈
=
162001000
3919380
= 14 мм2
4. Принимаем ближайшее стандартное сечение алюминиевого провода:
S=16 мм2
5. Сечение нулевого провода магистрали принимаем также равным 16 мм2,
как наименьшее сечение провода, допускаемое по условиям
механической прочности алюминиевых проводов воздушных линий.
Рис.3
Задание 1. Определить сечение алюминиевых проводов магистральной
линии трехфазного тока напряжением 380/220 В, которая питает групповой
осветительный щиток с расчетной нагрузкой 20 кВт. Длина линии 100 м и
потеря напряжения в проводах составляет 1,5%. (Ответ: 29 мм 2. Выбираем
ближайшее стандартное сечение 35 мм2 для фазных проводов и 16 мм2 для
нулевого.)
Рис.4
Задание 2.
Определить сечение проводов в осветительной
двухпроводной линии переменного тока, расчетная схема которой изображена
на рис. 3, с номинальным напряжением 220 В. Линия выполнена
12
алюминиевыми проводами. Допустимые потери напряжения в линии 2,5%.
(Ответ: 9,5 мм2. Выбираем стандартное сечение провода 10 мм2.)
Задание 3. Рассчитать и проверить допустимые потери напряжения на
участках электропроводки внутри административного здания и определить
сечения ее проводов (рис. 4). Линия выполнена проводами марки АПВ. Напряжение сети 380/220 В. Нагрузка активная.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Какой материал не используется для изоляции проводов и кабелей?
2. Какой из проводов прочнее, алюминиевой марки А25 или
сталеалюминевой марки АС25?
3. Как изменится температура провода, нагреваемого током, если при
прочих равных условиях увеличить его длину?
Лабораторная работа № 3
РАСЧЕТ ТОКОВ ПЛАВКИХ ВСТАВОК ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научить студентов правильно рассчитывать ток плавких
вставок предохранителей.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 устройство предохранителей;
 виды плавких вставок;
 формулы для расчёта тока плавких вставок предохранителей;
уметь:
 производить
правильную
калибровку
плавких
вставок
предохранителей;
 рассчитывать ток плавких вставок предохранителей.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.2. Организовывать и выполнять
техническое
обслуживание
и
ремонт
электрического
и
электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:

стенд по выбору марки и сечения проводов.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:
Пример расчета. Линия электрического освещения обеспечивает питание
гражданского сооружения с 60 лампами накаливания мощностью до 500 Вт
13
каждая. Линия четырехпроводная, напряжение сети 380/220 В. Провода ЛПВ
проложены в металлической трубе. Рассчитать и выбрать плавкую вставку
предохранителя при cos=l.
При расчете тока плавкой вставки предохранителя Необходимо
руководствоваться тремя основными условиями.
1. Номинальный ток плавкой вставки Iвст должен быть равен или
больше расчетного тока Iр для данного участка электропроводки: Iвст ≥ Iр.
Например, если расчетный ток в осветительной сети Iр=14 А, то по шкале
номинальных токов плавких вставок (приложение 4) находим ближайшее
большее значение тока плавкой вставки I вст = 15 А. Следовательно, условие I
выполнено, так как 15>14.
2. Если в линию включена силовая нагрузка, например электродвигатель,.
то номинальный ток плавкой ставки предохранителя I вст должен быть равен
или больше величины пускового тока I пуск электродвигателя, доделенной на
2,5, т. е.
I вст ≥ I пуск /2,5.
Например, если пусковой ток I пуск = 40 А, то по формуле находим I вст
= 40/2,5 = 16 А.
По шкале номинальных токов плавких вставок (приложение 5) находим:
I вст = 20 А. Следовательно, условие 2 выполнено, так как 20>16.
Необходимо иметь в виду, что при расчете условие может дать один, а
условие 2 – другой результат. Выбирать следует большее значение. Однако при
выборе плавких вставок предохранителей осветительных электропроводок, где
нет пусковых токов, ориентироваться на условие 2 не следует.
2. Должна быть соблюдена избирательность защиты линий, т. е. каждый
предохранитель должен срабатывать только тогда, когда повреждение
произойдет на защищаемом им участке электропроводки. Обычно предохранители с плавкими вставками устанавливают в начале участка и при
изменении сечения проводов.
3. Окончательный выбор плавкой вставки предохранителя производят по
большему току, полученному при суммировании указанных условий.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Последовательность расчета
1. Определяем расчетный ток по формуле для трехфазной четырех- и
трехпроводной сети:
𝐼𝑝 =
𝐾𝑐 𝑃𝑦
1.73𝑈л
,
где Ру = Рн60 = 50060 = 30 000 Вт – установленная мощность;
Кс = 1 – коэффициент спроса;
Uл = 380 В – линейное напряжение.
50060
𝐼𝑝 =
= 45.7 А.
1.73380
14
2. Из формулы Iвст ≥ Iр = 45,7 по шкале номинальных токов плавких
вставок (приложение 4) находим ток плавкой вставки: Iвст = 60 А.
3. Выбираем предохранитель НПН-60.
Задание 1. Рассчитать ток плавкой вставки предохранителя для защиты
электрической сети. В жилом доме к групповому этажному щитку освещения
напряжением 220 В подключено четыре квартиры, потребляемая мощность
осветительных и нагревательных токоприемников которых соответственно
равна; 2,4; 1,2; 2,8; 3 кВт.
Задание 2. Рассчитать ток плавкой вставки, если лебедка Т-224В имеет
электродвигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 7 кВт,  = 0,86,
коэффициент мощности cos  = 0,87, кратность пускового тока К=6 напряжение
трехфазной сети U = 380 В, пуски электродвигателя редкие. (Ответ: 35 А.)
Задание 3. Выбрать плавкие предохранители для защиты цепи
осветительной нагрузки. Мощность всех ламп накаливания 1900 Вт. Напряжение сети 220 В. (Ответ: 10 А.)
Задание 4. Рассчитать плавкие вставки и выбрать предохранители для
асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором типа 4А71В4УЗ с
легкими условиями пуска, мощностью Р = 0,75 кВт; данные электродвигателя
см. в приложении 9. (Ответ: Предохранитель ПР-2 на 15 А с плавкой вставкой
на 6 А.)
Задание 5. При монтаже для защиты асинхронных электродвигателей с
короткозамкнутым ротором типов 4А71В2УЗ, 4A90L2V3 и 4A100L2Y3,
присоединяемых к сети Uн = 380 В, возникла необходимость рассчитать
плавкие вставки и выбрать предохранители для каждого двигателя отдельно.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Каково назначение низковольтных и высоковольтных предохранителей?
2. Опишите конструкцию низковольтных и высоковольтных
предохранителей.
3. Зачем полости корпусов предохранителей заполняются кварцевым
песком?
Лабораторная работа № 4
ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ
РАЗДЕЛКИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ С БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научить студентов производить разделку кабеля
бумажной изоляцией.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 устройство кабеля, виды прокалок кабеля;
 области применения кабелей;
15
 марки кабелей;
уметь:
 определить марку кабеля;
 определять виды прокладок кабеля;
 определять неисправности кабеля.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.2. Организовывать и выполнять
техническое
обслуживание
и
ремонт
электрического
и
электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Материалы и инструменты: ножовка-бронерезка; монтерский нож;
плоскогубцы; складной метр; напильник; ключ для снятия гофрированной
оболочки; суровые нитки; набор заземляющих проводов; оцинкованная
стальная проволока диаметром 1 –1,5 мм; стальная проволока диаметром 2 мм,
кабель АВВГ.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:
Силовые кабели служат для передачи распределения электрической
энергии в осветительных и силовых электроустановках. Линии
электропередачи 6... 10 кВ и выше выполняют специальным силовым кабелем.
Конструкции силовых кабелей зависят от класса напряжения. Наиболее
распространены трех- и четырехжильные силовые кабели с бумажной
изоляцией. Для напряжения 10 кВ их выполняют с поясной изоляцией в общей
свинцовой оболочке для всех жил, а для напряжений 20 и 35 кВ – с отдельно
освинцованными жилами. Жилы кабеля состоят из большого числа обычно
медных проводников малого сечения. Кабели напряжением до 6 кВ и сечением
до 16 мм2 изготовляют с круглыми жилами, напряжением выше 6 кВ и
сечением более 16 мм2 – с секторными жилами (в поперечном разрезе жила
имеет форму сектора окружности).
На рис. 5, в показан трехжильный кабель с секторными жилами на
напряжение 10 кВ. Каждая жила изолирована от другой специальной кабельной
бумагой 2, пропитанной специальной массой, в состав которой входят масло и
канифоль. Все жилы от земли изолированы поясной изоляцией 4 также из
пропитанной бумаги. Для обеспечения герметичности кабеля на поясную
изоляцию накладывают свинцовую оболочку без швов. От механических
повреждений кабель защищен броней 8 из стальной ленты, а от химических
воздействий – асфальтированным джутом. В последнее время выпускают
кабели, у которых свинцовое покрытие заменено алюминиевым либо
пластмассовым (сопрен, винилит).
16
Рис.5 Трехжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной бумаги (а) и его разрезы (б
– с круглыми жилами; в – с секторными жилами): 1 – жилы; 2 – изоляция жил; 3 –
заполнитель; 4 – поясная изоляция; 5 – защитная оболочка; 6 – бумага, пропитанная
компаундом; 7 – защитный покров из пропитанной кабельной пряжи; 8 – ленточная броня; 9
– пропитанная кабельная пряжа
Конструктивное обозначение силовых кабелей состоит из нескольких
букв: если первая буква А – жилы кабеля алюминиевые, если таковой нет –
жилы из меди; вторая буква обозначает материал изоляции жил (Р – резина, В –
поливинилхлорид, П – полиэтилен, для кабелей с бумажной изоляцией буква не
ставится); третья буква обозначает материал оболочки (С – свинец, А –
алюминий, Н и HP – негорючая резина-найрит, В и ВР – поливинилхлорид, СТ
– гофрированная сталь); четвертая буква обозначает защитное покрытие (А –
асфальтированный кабель, Б – бронированный лентами, Г – голый (без
джутовой оплетки), К – бронированный круглой стальной оцинкованной проволокой, П – бронированный плоской стальной оцинкованной проволокой).
Буква Н в конце обозначения говорит о том, что защитный покров негорючий,
Т – указывает на возможность прокладки кабеля в трубах, Шв или Шп
означают, что оболочка кабеля заключена в поливинилхлоридный или
полиэтиленовый шланг. Буква Ц в начале названия говорит о том, что
бумажная изоляция пропитана массой на основе церезина.
При монтаже кабельных линий возникает необходимость как соединять
кабели между собой (для чего применяют соединительные и ответвительные
муфты), так и подсоединять кабели к различным электрическим аппаратам и
устройствам (дли чего применяю концевые заделки и концевые муфты).
Для выполнения муфт и заделок сначала производится ступенчатая
разделка кабеля. Перед разделкой кабеля производят испытание бумажной
17
изоляции кабеля, погружая ленты бумажной изоляции, прилегающие к
оболочке и к жиле, в парафин, нагретый до 150 °С. Признаком наличия влаги
является потрескивание и образование пены. В этом случае от конца кабеля
отрезают участки дли ной 250–300 мм и производят повторную проверку.
Операцию про водят до получения положительных результатов. Если влага
проникла глубоко, то кабель бракуют. Технология выполнения разделки кабеля
зависит от назначения муфты или заделки, ее материал; и номинального
напряжения, при котором она должна применяться. В маркировку муфт и
заделок входят буквенные и цифровые символы, каждый из которых имеет
свою расшифровку.
В начале обозначения ставится буква, определяющая назначение муфты
(заделки):
С – муфта соединительная;
О – муфта ответвительная;
Ст – муфта стопорная;
СП муфта переходная;
КВ – муфта (заделка концевая внутренней установки);
КН – муфта концевая наружной установки.
После маркировки, определяющей назначение, ставится буква,
обозначающая материал муфты:
Ч – чугун;
С – свинец;'
А – алюминий;
Э – эпоксидный компаунд;
Р – резина;
сл – самоклеющаяся лента;
Б – стальная воронка, заливаемая битумным составом.
После обозначения материала ставятся буквы, определяющие различные
характеристики муфт и заделок:
ТВ – с термоусаживаемыми поливинилхлоридными трубками;
Н – с трубками из найритовой резины;
Т – с трехслойными трубками;
3 (в сочетании Рз) – с заполнением изоляционным составом;
сл – с подмоткой из самоклеющихся лент;
В – с корпусом, имеющим продольный разъем в вертикальной плоскости;
С – отливаемая в съемной форме;
О – овальной формы;
К – круглой формы.
Если перед обозначением исполнения муфты (заделки) стоит буква П, то
это значит, что муфта предназначена для кабелей с пластмассовой изоляцией.
Наиболее распространенными муфтами и заделками для кабелей с
бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ являются следующие:
соединительные муфты – СЧ, СЭ, СЭБ (на 1 кВ); СС, СЭ, СЭВ (на б и 10 кВ);
концевые заделки и муфты внутренней установки для сухих помещений–
КВЭтв, КВР (на 1 кВ); КВЭтв; КВТ (на 6 и 10 кВ);
18
концевые заделки и муфты для влажных помещений – КВЭтв, КВЭТ (на 1
кВ); КВЭТв, КВТ (на 6 и 10 кВ);
концевые заделки и муфты для сырых и особо сырых помещений
КВЭП (на 1 кВ); КВЭП (на б и 10 кВ);
концевые заделки и муфты для жарких и сухих помещений – КВЭтв,
КВСЛ, КВЭТ (на 1 кВ); КВЭтв, КВЭН. КВЭТ, КВЭк (на б и 10 кВ).
Для производства работ на рабочем столе должны быть следующие
материалы и инструменты: ножовка-бронерезка; монтерский нож;
плоскогубцы; складной метр; напильник; ключ для снятия гофрированной
оболочки; суровые нитки; набор заземляющих проводов; оцинкованная
стальная проволока диаметром 1 –1,5 мм; стальная проволока диаметром 2 мм.
Рис.6. Виды разделок
а – разделка конца трехжильного кабеля с
поясной бумажной изоляцией (1 –
наружный покров, 2 – броня. 3– свинцовая
или алюминиевая оболочка, 4 – поясная
изоляция, 5 – изоляция жил, 6 – жилы
кабеля, 7 – проволочные бандажи); б ~
разделка конца трехжильного кабеля с
бумажной
изоляцией
для
монтажа
концевых заделок (I – броня, 2 – оболочка,
3 – поясная изоляция, 4 – жила в заводской
изоляции)
Операции над элементами кабеля,
которые отсутствуют в выданном для разделки кабеле, не производят.
Если снятие битумной подушки производятся с использованием
растворителей, то в помещении запрещается применение открытого огня.
Разделку в зависимости от ее. назначения (для соединительных муфт или
для концевых заделок следует производить в соответствии с рис. 6. Размеры
разделю кабелей даны в табл. 1 и 2
В табл. 2 размер Ж (длину раз деланных жил) определяют в зависимости
от условий присоединения кабеля. Этот размер не должен быть менее 150 мм
при U = 1 кВ 250 мм при U = 6 кВ и 400 мм пр U = 10 кВ.. Размер Г следует
принимать равным 30 мм (он определяется выбранным способом оконцевания
жил).
В табл. 1 размер Г определяется способом соединения жил (Ж=И+ Г). Для
муфт, расположенных внутри зданий, Б=0 А=В. В числителе стоят цифры для
бронированных кабелей, знаменателе – для кабелей с пластмассовой изоляцией.
Размер для разделки кабеля до 10 кВ приведены в табл. 2.
19
Таблица 1 Размеры разделки кабелей с бумажной изоляцией до 10 кВ
при монтаже соединительных и ответвительных муфт
Маркоразмер
муфты
СС-60
СС-70
СС-80
СС-90
СС-100
CC-T10
СЭ-З50-10
СЭ-З95-10
СЭ м -350-1
Размеры разделки» мм (рис. 46, а)
А
330
345
370
380
405
450
395/315
420/340
–
Б
60
60
60
60
60
60
–
–
–
О
70
70
70
70
70
70
120
120
80
П
25
25
25
25
25
25
20
20
10
Ж
175
190
215
225
250
294
190
215
106
В
270
285
310
320
345
390
–
–
56
Таблица 2. Размеры разделки кабелей до 10 кВ при монтаже, концевых
муфт и заделок внутренней установки
Маркоразмер муфты или
заделки
КВЭ 335-6
КВЭ 335-10
КВЭтЗ35-6
КВЭтЗ35-10
КВЭЗ70-10
КВЭтЗ70-10
КВР-1-КВР-4
i
Размеры, мм (рис. 6, б)
А
О
П
Ж+55
35
20
Ж+70
50
20
Ж+90
60
20
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Работу следует выполнять в соответствии с технологической
картой и рис. 6, а или б.
Технологическая карта разделки кабеля с бумажной изоляцией
Операция
Способ выполнения
Снятие,, брони из стальных
лент
На расстоянии А от конца кабеля накладывают бандаж из
проволоки d–2 мм. Джутовый покров разматывают от конца
кабеля до бандажа и не срезают, а оставляют для
последующей защиты ступени брони от коррозии
To же
На расстоянии Б от первого бандажа накладывают второй
бандаж из такой же проволоки. Бронеленты надрезают по
кромке второго бандажа, после чего их разматывают и
удаляют
Удаление, подушки
Ленты подушки разматывают и удаляют. Битумный состав
тщательно смывают. При этом допускается нагрев подушки
беглым огнем
Надрезание оболочки
На расстоянии О от среза брони выполняют первый кольцевой
20
надрез, а на расстоянии /7+5 от первого – второй. Надрезы
делают осторожно, на половину толщины оболочки
Снятие свинцовой оболочки
От второго кольцевого надреза до конца кабеля выполняют
два продольных надреза на расстоянии 10 мм друг от друга.
Полоску между надрезами удаляют до второго кольцевого
надреза и снимают оболочку
Снятие гладкой алюминиевой
оболочки
От второго кольцевого надреза до конца кабеля выполняют
надрез по винтовой линии, услано- пив резец ножа под углом
45° к оси кабеля. С помощью плоскогубцев удаляют оболочку
Снятие гофрированной
Надрезанную часть; оболочки на шаг и надрывают ее дальше
алюминиевой оболочки
на 25-- 30 мм; закрепляют полоску оболочки в прорези ключа
(рис. 7) и, поворачивая ключ по часовой стрелке, наматывают
на него полоску оболочки* до проволочного бандажа
Удаление поясной изоляции
Изгибание жил
Снятие бумажной изоляции
Удаление оболочки над
ступенью поясной изоляции
Оформление ступени поясной
изоляции
То же полупроводящей
бумаги
Разбортовка конца свинцовой
оболочки
Выбор сечения медного
многопроволочного
проводника
Выбор длины провода
заземления при соединительных муфтах
То же. при концевых муфтах
и заделках
Разматывают ленты полупроводящей (черной)1 бумаги и
поясной изоляции и обрывают их у края оболочки
Жилы немного разводят в стороны и изгибают по шаблону.
Без шаблона жилы изгибают постепенным передвижением
обеих рук по жиле, не допуская крутых переходов и
повреждения бумажной изоляции. Радиус изгиба должен
быть не менее 10-кратного диаметра жилы или высоты ее
сектора
Снимают изоляцию жил на участке, длину которого
определяют способом оконцевания или соединения;
предварительно у места среза на изоляцию накладывают
бандаж двумя-тремя витками суровых ниток. Затем
производят оконцевание или соединение жил
Надрезают и снимают участок алюминиевой или свинцовой
оболочки, оставленный ранее между двумя кольцевыми
надрезами. Оставшиеся торцы оболочки обрабатывают,
удаляя острые края и заусенцы
На расстоянии П от среза оболочки накладывают бандаж из
суровых ниток и обрабатывают ленты поясной изоляции до
баидажа
Оставшийся на кабеле поясок полупроводящей бумаги
длиной 5 мм закрепляют на конце бандажом из двух витков
суровых ниток
При отсутствии под свинцовой оболочкой полупроводящей
бумаги оболочку отгибают равномер но по всей окружности
с помощью разбортовки
Сечение провода заземления должно быть для кабелей
сечением жил до 10 мм2 – 6 мм2:
»
16–25 мм2–10 мм;
»
50–120 мм2–16 мм2;
»
150–240 мм2 – 25 мм
Длина провода заземления должна обеспечит его
последовательное присоединение к оболочка (экранам),
броне и металлическим корпуса? Муфт
То же, но свободный конец провода заземления должен
служить для присоединения к опорной конструкции муфты
21
Присоединение провода
заземления к оболочке
(экрану) кабеля
То же, но к броне кабеля
То же, но к болту заземления
муфты или опорной
конструкции
(заделки) или к сети заземления
Провод заземления закрепляют на оболочке бандажом из
оцинкованной стальной проволоки диаметром 1–1,5 мм и
припаивают припоем ГЮС-40. Место пайки предварительно
очищают и обслуживают свинцовую оболочку припоем
ПОС-40, а алюминиевую – припоем А
Присоединяют при ленточной броне к обеим бронелентам, а
при проволочной ко всем проволочкам бандажом из
проволоки, а затем пай'кой. Предварительно место пайки
очищают и облуживают
Провод заземления оконцовывают наконечником способом
сварки, пайки или опрессовки
Рис. 7. Удаление гофрированной алюминиевой оболочки и размеры ключа:а – ключ; б –
отгибание оболочки плоскогубами; в – навертывание оболочки на ключ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Для чего производят ступенчатую разделку кабелей?
2. Расшифруйте марку муфты или заделки, для которой производилась
разделка кабеля.
3. Расшифруйте марку кабеля, на котором производилась разделка.
22
Лабораторная работа № 5
СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ СОЕДИНЕНИЯ
КАБЕЛЕЙ С БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ В ЭПОКСИДНЫХ
СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТАХ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научить студентов составлять технологические
карты последовательности монтажных операций при соединении кабелей с
бумажной изоляцией в эпоксидных муфтах.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 марки муфт, виды концевых заделок кабелей, виды наконечников;
 перечень инструментов для выполнения работ по ремонту кабеля;
 способы прогрева кабеля электрическим током;
уметь:
 производить монтаж эпоксидных муфт;
 применять защиту от механических повреждений;
 правильно раскатывать кабель.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.2. Организовывать и выполнять
техническое
обслуживание
и
ремонт
электрического
и
электромеханического оборудования; ПК 1.4. Составлять отчётную
документацию по техническому обслуживанию и ремонту электрического
и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
1. Образец эпоксидной соединительной муфты исполнения СЭс.
2. Комплект кабельного инструмента, необходимого для монтажа муфты.
3. Плакат-чертеж соединения кабелей в эпоксидной муфте СЭс
напряжением на 1 кВ со съемной формой из пластмассы
4. Перечень применяемых материалов при монтаже эпоксидной
соединительной муфты
5. Образец разделки конца кабеля с бумажной изоляцией напряжением
1 кВ марки ААБ.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
По сравнению со свинцовыми и чугунными эпоксидные муфты обладают
рядом преимуществ: они имеют меньшую массу и размеры, требуют меньшей
трудоемкости монтажа, герметичны, влагостойки, обладают хорошей адгезией
с металлами.
Соединение кабелей марки ААБ в эпоксидной соединительной муфте
23
СЭс показано на рис. 8, а, б.
Монтаж эпоксидной муфты СЭс начинают с укладки концов
соединяемых кабелей таким образом, чтобы на муфту не было воздействия
изгибающих и растягивающих усилий со стороны кабелей. Затем на место
соединения кабелей временно устанавливают одну из половин съемной формы
(рис. 8, б) и размечают на оболочке места наложения подмоток. Подмотки 1
должны уплотнять ввод кабелей в съемную форму. Если используют
металлическую форму, то ее внутреннюю поверхность смазывают тонким
слоем технического вазелина или солидола, при использовании пластмассовой
формы смазка не требуется.
Рис.8
Примеряют необходимую длину проводника заземления 6. Выполняют
уплотняющие подмотки 2 из поливинилхлоридной ленты шириной 15–20 мм.
Толщина подмотки должна обеспечить плотную посадку формы на оболочки
кабеля. На место подмоток устанавливают съемную форму. Обе половины
формы скрепляют зажимами или бандажом из стальной проволоки диаметром –
1,4 мм. Разделываемые участки кабеля, на которые временно надеты съемные
полумуфты, должны быть обернуты чистой бумагой или тряпкой в целях
предохранения внутренних стенок полумуфт от загрязнения.
Припаивают проводники заземления. Для заземления применяют медный
гибкий провод с поливинилхлоридной изоляцией или надетой на него
поливинилхлоридной губкой. Проводник заземления состоит из двух отрезков.
С концов отрезков снимают изоляцию или изоляционную трубку с таким
расчетом, чтобы часть ее осталась на проводе, расположенном вне муфты, и
входила с каждой стороны в герметизирующую подмотку на участках длиной
10–15 мм. Оголенная часть проводников заземления должна быть такой длины,
при которой обеспечивается возможность припайки их к броне и оболочке
кабеля па расстоянии 35 мм.
24
Проводники заземления предварительно прикрепляют к бронелентам и
металлическим оболочкам соединяемых кабелей с помощью бандажа из мягкой
стальной проволоки диаметром 1,4 мм и припаивают. При монтаже муфты на
небронированном кабеле с пластмассовым защитным шлангом проводники
заземления припаивают только к ступени металлической оболочки на
расстоянии 30 мм от среза шланга,-например у кабеля марки ААШв.
Далее надевают резиновые уплотнительные кольца 3. Это делают еще до
снятия оболочки с разделываемого участка кабеля по обе ступени разделки на
необходимом расстоянии от среза оболочки. Их надевают на Ступени оболочек
обеих кабелей. Кольцевые надрезы резинового уплотнительного кольца
обеспечивают плотную посадку на металлическую оболочку.
Далее выполняют ступенчатую разделку изоляции жил кабеля. Бумажные
линии поясной изоляции отрывают, применяя при этом петлю из суровых
ниток или стальную проволоку с закрепленными на ее концах «грузиками».
Предварительно снимают расцветочные бумажные ленты с бумажной
изоляции, обезжиривают ее, протирая тряпкой, смоченной в ацетоне или
авиационном бензине.
Контактные соединения 5 выполняют при алюминиевых токопроводящих
жилах кабеля – пайкой или термитной сваркой, а при медных – пайкой в
медных гильзах.
На контактное соединение токопроводящих жил накладывают
выравнивающую подмотку 8. Для этой цели участок контактного соединения 5
обматывают двумя слоями изоляционной ленты ЛЭТСАР ЛППм с 50%-ным
перекрытием. Наматывать изоляционную ленту следует таким образом, чтобы
ее ширина при намотке уменьшилась в 2 раза. Ленту наматывают без захода на
бумажную изоляцию. Ступень металлической оболочки кабеля до резинового
уплотнительного кольца тщательно обезжиривают и обрабатывают
ножовочным полотном или стальной щеткой в целях создания шероховатой
поверхности.
Далее обжимают резиновые уплотнительные кольца. На них накладывают
бандаж, который снабжен металлической подкладкой. При наложении
подкладки на поверхность резинового кольца между ее концами образуется
зазор. При стягивании бандажа зазор сокращается. Соприкосновение концов
подкладки свидетельствует о том, что степень сжатия кольца достаточна.
Затем удаляют оставленные над поясной изоляцией кабеля пояски
оболочки.
Между токопроводящими изолированными жилами в местах их перехода с
криволинейной на прямолинейную часть вставляют обезжиренные эпоксидные
распорные «звездочки» 4 и закрепляют их бандажом из сухих и чистых ниток.
Надевают пластмассовые полумуфты. Их сдвигают на место, сочленяют и
окончательно устанавливают в рабочее положение. Место соединения
полумуфт герметизируют. Для этого на месте ввода кабеля в муфту дополнительно выполняют подмотку 1 из изоляционной ленты ПВХ с заходом на 30
мм на наружную конусную поверхность полумуфт. Щели между полумуфтами
в месте их стыкования уплотняют пластилином, герметиком УС-65 или рамной
25
замазкой.
Подготавливают эпоксидный компаунд, перемешивают в течение 5–6 мин
до равномерного распределения наполнителя по объему. Затем в компаунд
вводят отвердитель и еще раз тщательно перемешивают. После отстоя в
течение 20 мин эпоксидный компаунд 7 заливают в муфту по специальному
полиэтиленовому лотку. После отвердения залитого компаунда снимают
пластмассовую форму б для повторного ее использования.
Затем осуществляют соединение и защиту провода заземления. Провод
заземления 6, выведенный из горловины муфты при ее монтаже, прикрепляют к
корпусу муфты в двух местах бандажами из стальной оцинкованной проволоки
диаметром 1–1,4 мм и для предохранения от коррозии покрывают эпоксидным
компаундом или разогретым битумным составом или лаком БТ-557.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Составить технологическую карту соединения кабелей марки
ААБ (325) в эпоксидной соединительной муфте СЭс напряжением 1 кВ по
заданной форме, указав в ней последовательность технологических монтажных
операций, применяемый материал и инструмент (см. приложение 13, 14).
Задание 2. Выполнить чертеж общего вида соединения кабелей ААБ в
эпоксидной соединительной муфте СЭс напряжением 1 кВ в разрезе.
Задание 3. Используя описание работы, учебник, справочные и
табличные данные, составить технологическую карту монтажа соединения
кабелей марки ААБ (325) в эпоксидной соединительной муфте СЭс по
следующей форме:
№ п/п
Наименование технологических
операций
Применяемый
материал
Инструменты,
механизмы,
приспособления
Задание 4. Выполнить чертеж общего вида эпоксидной соединительной
муфты СЭс в разрезе с указанием действительных размеров муфты.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Как производится термитная сварка?
2. Как доставляется и выгружаются кабельные барабаны?
3. Какие механизмы и инструменты используются при рытье траншей?
4. Назовите основные операции при прокладке кабелей в траншее.
26
Лабораторная работа № 6
ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ
В КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить методы определения мест повреждения в
кабельных линиях; научиться пользоваться прибором Р5-5 для отыскания
неисправностей в кабельных линиях.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 схемы прозвонки кабелей;
 схемы фазирования кабелей;
уметь:
 применять оборудование, читать схему при прозвонке кабельных
линий;
 измерять напряжение после ремонта кабелей.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и
проверку электрического и электромеханического оборудования; ПК 1.3.
Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации
электрического и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Расходный материал: кабель, изолента.
Инструменты: монтерский нож, пассатижи, бокарезы.
Приборы: мегомметр, выпрямитель высокого напряжения, зарядное
сопротивления, делитель высокого напряжения
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Выбору метода определения зоны повреждения кабелей предшествует
выяснение характера повреждения, определяемых путем измерений
мегаомметром на 1000-2500 В.
При этом измеряют сопротивление изоляции каждой токоведущей жилы
относительно земли, сопротивление изоляции между каждой парой
токоведущих жил, проверяют целостность токоведущих жил. Для обнаружения
обрыва жил испытание следует проводить с обоих концов, закорачивая все три
фазы на конце, противоположном подключению мегаомметра.
При
наличии
короткого
замыкания
определяют
переходное
сопротивление. Если оно в месте повреждения велико (более 5 Мом), а кабель
не выдержал испытания, то для более точного определения места
неисправности производят прожигание кабеля. Прожигание кабелей
производят как на постоянном токе от специальных установок, так и на
27
переменном токе от трехфазных повышающих трансформаторов. Целью
прожигания кабелей является создание переходного сопротивления
определенного значения в месте повреждения кабеля.
Выбор метода отыскания повреждения кабелей зависит от вида
повреждения кабелей, пробивного напряжения в месте повреждения и
переходного сопротивления. Отыскание места повреждения производят обычно
в два этапа. На первом этапе отыскивают зону повреждения, для чего
применяют импульсный метод, метод колебательного разряда, емкостный
метод и метод петли. На втором этапе определяют точное место повреждения,
для чего применяют метод накладной рамки, акустический и индукционный
методы. Область применения различных методов приведена в таблице.
Метод колебательного разряда является одним из наиболее применимых
методом при «заплывающих пробоях», которые часто наблюдаются в
кабельных муфтах. Суть «заплывающего пробоя» заключается в том, что при
имеющейся мощности выпрямительной установки при прожиге кабеля с
увеличением его длины для заряда емкости кабеля до напряжения пробоя
потребуется больше время.
В результате этого частота разряда уменьшается и место повреждения
успевает (заплывать). Для определения места повреждения при большой длине
кабеля необходимы выпрямительные установки большой мощности, которые и
используются при использовании метода колебательного разряда. Суть метода
заключается в измерении периода (полупериода) свободных колебаний,
возникающих в заряженной кабельной линии при пробое изоляции в месте
повреждения.
Таблица 1
Вид
повреждения
Напряжение
пробоя, кВ
Обрывы жил
Меньше
с
испытательног
замыканием
о
на землю
Заплывающи
й
пробой
изоляции
Переходное
сопротивлени
е в месте
повреждения,
Ом
0-200
Выше 200
Выше 106
Метод определения
Зоны
Точного места
повреждения
повреждения
Импульсный
Индукционны
й
Колебательног Акустический
о разряда
То же
»
При измерении на жилу кабеля подается высокое напряжение, но не выше
допустимого, отрицательной последовательности. В месте повреждения в
момент пробоя напряжение падает до нуля, что соответствует моменту времени
t1=l где t – время прохождения волны до место прохождения; lx – расстояние от
28
конца кабеля до места повреждения;  – скорость распространения волны,
равная для силовых кабелей 160+1 м/мкс. Затем потенциал жилы зезко
возрастает и возникает волна напряжения положительной полярности, которая
приходит к концу кабеля и, не меняя знака, возращается к месту повреждения.
В момент времени t2=2l/ волна достигает места пробоя, потенциал. Жилы
вновь резка падает до нуля и волна уходит к концу линии с переменой знака. В
момент времени t3=3l/ волна отрицательной полярности приходит к концу
линии, возвращаясь к месту пробоя с тем же знаком. В момент t4=4l/ волна
приходит к месту повреждение и в момент пробоя напряжения опять падает до
нуля. На этом завершается полные период , за время которого волна 4 раза
проходят расстояние от конца кабеля
( места подключения кабеля к
испытательной установке ) до места повреждения. Поэтому
𝐼𝑋 = 𝑇𝑈 ⁄4 = 40𝑇,
где T – период колебаний.
Для повышения точности обычно измеряют время первого полупериода,
так как в связи с затухающим характером колебаний формула и значение
напряжения сильно искажаются на экране осциллографа. Шкала прибора
проградуирована в километрах, измерение времени (обычно полупериода 𝑡2 )
производится по электросекундомеру. Схема подключения прибора ЭМКС58М, позволяющего определять расстояние от 40 м до 10 км для кабелей до 10
кВ. изображена на рисунке.
Индукционный метод применяют для отыскания мест пробоя изоляция
жил между собой или на землю, а также при обрыве линии с одновременным
пробоем изоляции жил между собой или на землю. При пропускании по кабелю
однофазного переменного тока вокруг кабеля образуется магнитное поле,
значение которого зависит от значения тока.
ЭМКС-58 М
Рис. Схема включения прибора ЭМКС-58М
1-выпрямитель высокого напряжения; 2 – зарядное сопротивления; 3 – делитель
высокого напряжения
Если в поле кабеля внести рамку (антенну) из проволоки, то
изменяющееся поле будет наводить в ней ЭДС и при замыкании контура
рамки в телефоне возникнет ток и появится звучание. Чем выше частота тока,
29
тем отчетливее звук. Чтобы звучание от испытуемого кабеля отличалось от
звучания других кабелей, по испытуемому кабелю с помощью генератора
звуковой частоты пропускают ток частотой 800-1200Гц.
Отыскание мест повреждения по цепи жила – земля является особенно
сложным из-за растекания тока в месте повреждения по оболочке кабеля в обе
стороны на десятки метром. Поэтому практически однофазные повреждения
путём прожига переводят в двух – трехфазные и определяют повреждение по
цепи жила- жила или искусственно создают цепь жила – оболочка кабеля,
разземляя последнюю с двух сторон и подключая генератор к жиле и оболочке.
Наводимая в рамке ЭДС зависит от токораспределения
в кабеле и
взаимного пространственного положения рамки и кабеля. Зная характер
распределения поля для данного токораспределения
в кабиле и при
соответствующей ориентации рамки, по изменению силы звука в телефоне
можно определить место повреждения.
Метод накладной рамки применяют для определения непосредственно на
кабеле при открытой прокладке места короткого замыкания жили – жила или
жили – оболочка. Сущность метода аналогична индукционному. После
подключения генератора на кабель накладывают рамку с телефоном и
поворачивают вокруг оси, Если измерения производится до места повреждения,
то за одним поворот рамки будет прослушиваться два максимума и два
минимума сигналов от поля пары токов: жила – жила или жила – оболочка. За
местом повреждения поле создается одиночным током и в телефоне при
повороте рамки будет слышен монотонный звук.
Импульсный метод применяют для определения зоны таких не
исправностей, как одна – двух или трехфазное короткое замыкание, замыкание
жил на землю, обрыв жилю.
Таблица. Область применения методов определения мест повреждения
кабельных линий.
Вид
Напряжение Переходное
Метод определения
повреждения пробоя, к В сопротивлен
повреждение
Точного места
ие в место
повреждения
повреждение
Ом
Замыкание
жилы на
землю
Замыкание
жил между
собой или
землю в
одном месте
От нуля
испытательн
ого
Импульсный
петлевой
Импульсный
колебательног
о разряда,
петлевой
30
Индукционный
метод накладной
рамки
Акустический
Двойное
замыкание
на землю в
разных
местах
Обрывы жил
без
замыкания
на землю
Колебательно
го разряда
петлевой
При
напряжении
до
испытательн
ого нет
пробоя
Выше 10
Импульсный, Акустический
емкостный,
колебательног
о разряда
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Изучить выше предложенный материал
Задание 2. Прозвонить кабель, найти неисправности, устранить
неисправности кабеля, составить таблицу по вышеприведенному образцу.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Для каких целей применяют метод накладной рамки?
2. Для каких целей применяют индукционный метод?
3. Для каких целей применяют метод колебательного разряда?
Лабораторная работа № 7 (1)
РАЗБОРКА И СБОРКА АД
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться разбирать и собирать асинхронный двигатель
(АД).
Для выполнения работы необходимо
знать:
 назначение и устройство АД;
 применение АД;
 алгоритм работы при разборке и сборке АД;
уметь:
 определять и устранять неисправности в АД.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и
проверку электрического и электромеханического оборудования; ПК 1.3.
Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации
электрического и электромеханического оборудования.
31
ОБОРУДОВАНИЕ:
Инструменты: асинхронный двигатель (АД) с короткозамкнутым (КЗ)
ротором, отвертки, пассатижи, накидные ключи, молоток, выкаладки, съемник,
вспомогательные приспособления, тиски.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Разборка АД с КЗ ротором
Перед снятием шкивов, полумуфт, шестерен и других соединительных
деталей с вала машины следует вывернуть стопорный пинт или выбить шпонку,
фиксирующие соединительную деталь с валом. Место посадки заливают
керосином или антикоррозионной жидкостью для устранения коррозии в месте
контакта. При снятии этих деталей используют двух- или трехлапчатые съемники (переносные ручные или гидравлические).
Рис. 9. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (степень защиты IP 44, способ
охлаждения 1C 0141, способ монтажа IM 1001):
1 – станина; 2 – рым-болт; 3 – сердечник статора; 4 – сердечник ротора; 5 – кожух; 6, 10 –
подшипниковые щиты; 7 – вентилятор; 8 – балансировочный грузик; 9, 13 – подшипники; 11
– вал ротора; 12 – шпонка; 14 – вентиляционная лопатка; 15 – короткозамыкающее кольцо; 16
– лобовая часть обмотки статора;
17 – коробка выводов; 18 – сальник; 19 – болт
В ряде случаев для уменьшения требуемых для съема детали усилий
производят нагрев детали.
Разборка происходит в следующем порядке:
 отсоединяют двигатель от электрической сети и от заземляющего
провода;
 отсоединяют двигатель от приводного механизма и снимают его с
фундамента;
 снимают шкив или полумуфту с помощью съемника; снимают шпонку;
 снимают кожух 5 вентилятора 7;
 снимают вентилятор 7, предварительно ослабив его винт (вручную или с
помощью съемника);
32
 отворачивают болты, крепящие подшипниковые щиты б, 10 к корпусу, и
снимают задний подшипниковый щит 6, легко ударяя по нему молотком из
мягкого материала (дерева, пластмассы, меди);
 вынимают ротор 4 из статора 3, для чего легкими толчками сдвигают
ротор в сторону переднего подшипникового щита 10 и выводят щит из замка.
Затем, поддерживая ротор за вал, выводят его из статора, не допуская
повреждения лобовых частей обмотки статора и крыльчатки ротора;
 снимают передний подшипниковый щит 10, легко ударяя по нему
молотком из мягкого материала;
 снимают с помощью съемника подшипники 9 и (или) 13, если
необходима их замена.
Ротор небольшой массы выводят из статора руками. При снятии
подшипников во избежание их повреждения усилия следует прикладывать к
внутренней обойме. Для этого применяют лапчатые съемники, имеющие глубокие губки.
Технология разборки любой крупной электрической машины с
подшипниками скольжения имеет свои специфические особенности, связанные
с ее конструкцией, местом установки, наличием грузоподъемных механизмов и
др. Поэтому приведем только общие операции по разборке крупных машин.
При разборке измеряют:
 воздушный зазор между ротором и статором в четырех точках (через
90°) с обеих сторон;
 радиальные зазоры в подшипниках и натяги крышек подшипников на
вкладыши, радиальные зазоры между радиатором и диффузором;
 зазоры по уплотнениям вала и по маслоуловителям;
 осевой разбег ротора и уклон вала ротора.
Кроме того, проверяют совпадение или несовпадение магнитных осей статора и ротора.
Результаты измерений заносят в формуляр, проводят предремонтные
испытания и приступают к разборке машины. Снимают наружные и внутренние
щиты и диффузоры, в воздушный зазор под ротор заводят лист электрокартона
и после разборки опорных подшипников опускают ротор на статор. Снимают
полумуфты или шестерни, подогревая их при необходимости, зачищают
посадочные поверхности и определяют натяг.
Чтобы не повредить обмотки при выводе ротора из статора, их закрывают
листами из электрокартона или резины. Ротор извлекают с помощью
грузоподъемных механизмов.
Сборка АД с КЗ ротором
Сборка является заключительным технологическим процессом, при
котором комплектные и отдельные детали соединяются в готовое изделие,
отвечающее требованиям чертежей и технических условий. От качества сборки
в значительной мере зависят энергетические и эксплуатационные показатели
машин – КПД, уровень вибраций и шума, надежность, долговечность.
33
Перед началом сборки со склада доставляют исправные детали и узлы, а из
механического и изоляционнообмоточного участков – отремонтированные.
Сборка машин производится в порядке, обратном разборке. Используется
практически тот же инструмент. Следует обращать внимание на правильность
выполнения работ по сборке подшипников, вентиляторов, различных втулок.
Подшипники устанавливают в нагретом состоянии, воздействуя на
внутреннюю обойму (при его установке на вал по посадке с натягом)
инструментом, имеющим вставки из мягкого материала. При установке
вентиляторов усилия прилагают к стальным втулкам, а не к алюминиевым
частям. При установке ротора (якоря) в статор (индуктор) следует быть
внимательным и не допускать касания или задевания ротора об обмотку или
сердечник. Подшипниковые щиты следует устанавливать без перекосов,
завертывание болтов осуществлять поочередно, делая первоначально по дватри оборота, а далее – по доле оборота. Для сборки внутренней подшипниковой
крышки в нее до надевания щита вворачивают длинную технологическую
шпильку, которую пропускают в одно из отверстий в щите, и после его
установки за нее подтягивают крышку к щиту и устанавливают один-два болта.
После этого шпильку можно вывернуть и завернуть болт. Делая внутренние
болтовые соединения, не следует использовать пружинные контрящие шайбы.
Контровку болтов и гаек следует производить более надежными способами.
При сборке машин постоянного тока полюсы располагают в том же
порядке, что и до ремонта (установка производится по меткам). Щетки не
должны свисать с коллектора или плотно прилегать к петушкам.
После сборки машины проверяют легкость вращения вала от руки или при
помощи рычага и отправляют машину на испытания.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Изучить устройство асинхронного двигателя
Задание 2. Изучить алгоритм разборки и сборки асинхронного двигателя
с КЗ.
Задание 3. Разобрать и собрать асинхронный двигатель с КЗ ротором.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Как осуществляется комплектация электрической машины перед
сборкой?
2. Объясните конструкцию короткозамкнутого и фазового роторов.
3. Трехфазный асинхронный двигатель предназначен для работы при
напряжениях сети 220/380 В. Как следует соединить обмотку статора этого
двигателя при напряжениях сети 220 и 380 В?
34
Лабораторная работа № 8 (2)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЧАЛА И КОНЦОВ ОБМОТКИ СТАТОРА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться определять начала и концы обмоток статора и
размещать их на доске зажимов электродвигателя в соответствии с требованием
ГОСТа.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 алгоритм работы измерительными приборами (омметр, вольтметр и
др.);
 устройство асинхронного двигателя;
уметь:
 собирать схему обмоток АД звездой и треугольником.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и
проверку электрического и электромеханического оборудования; ПК 1.3.
Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации
электрического и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
1. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором 220/380 В
2. Вольтметр переменного тока.
3. Соединительные провода.
4. Понижающий трансформатор
5. Омметр
Инструмент: отвертки, пассатижи, бокарезы, нож
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧСЕКИЕ УКАЗАНИЯ
Асинхронные электродвигатели, поступающие на место монтажа, имеют
маркировочные выводы в соответствии с требованием ГОСТ 183–74 и обмотки
с внутренними соединениями, которые выполнены на заводе-изготовителе.
Обмотки статора асинхронного электродвигателя могут быть соединены
звездой или треугольником.
Бывают случаи, когда у поступившего на монтаж электродвигателя
отсутствует доска зажимов и выводы обмоток не маркированы или по какимлибо причинам перепутана маркировка. Кроме того, всегда при выходе
электродвигателя из капитального ремонта или при нарушении нормального
режима работы машины необходимо проверять правильность выполнения
внутренних соединений обмоток. Во всех случаях возникает необходимость
проверки правильности соединений выводов трехфазных обмоток, которая
сводится к определению начал и концов обмоток.
35
Начала и концы обмоток статора электродвигателя можно определить с
помощью вольтметра, используя принцип работы трансформатора. Для этой
цели трехфазные обмотки статора электродвигателя используют как
трансформатор.
Все обмотки статора имеют общую магнитную систему, и если по одной из
обмоток пропустить переменный ток, то во всех других обмотках, как и во
вторичной обмотке трансформатора, будет индуктироваться электродвижущая
сила, а при замыкании цепи обмотки по каждой из них пойдет электрический
ток.
При соединении двух вторичных обмоток статора последовательно
увеличится число витков и, следовательно, увеличится индуцированная
электродвижущая сила. В этом можно убедиться, если измерить вольтметром
напряжение сначала на каждой обмотке статора, а затем на обеих обмотках,
которые соединили последовательно. Но вольтметр покажет большую
электродвижущую силу только в том случае, если правильно осуществлено
последовательное соединение – соблюдено одинаковое направление витков, т.
е. конец одной обмотки статора соединен с началом второй.
Если неправильно соединили обмотки (начала одной с началом второй
обмотки или конец с концом) и направление витков не соблюдено,
электродвижущие силы обмоток статора окажутся встречно направленными.
Когда вольтметр покажет повышенное напряжение, это значит, что
последовательное соединение обмоток статора электродвигателя выполнено
правильно и концы двух обмоток и их начала можно маркировать согласно
рисунку.
Начала и концы первой обмотки статора определяют Путем соединения ее
со второй обмоткой и подачей напряжения в третью обмотку.
Во избежание перегрева обмоток электродвигателя работу необходимо
проводить при пониженном напряжении (не более 1/4–1/5 номинального
напряжения электродвигателя). В случае фазного ротора его обмотка должна
быть разомкнута.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Определить начало и конец обмотки статора.
1. Выяснить по паспорту электродвигателя номинальное напряжение
обмоток статора.
36
2. Определить выводы, принадлежащие одной и той же обмотке, С
помощью контрольной лампы, омметра или авометра и выводы
промаркировать 1–4; 2–5; 3–6,
3. Определить начала и концы обмоток: первую обмотку статора
подключить к источнику переменного тока; на зажимах второй и третьей
обмоток измерить напряжение и записать.
4. Затем соединить вторую и третью обмотки статора последовательно и с
помощью вольтметра измерить напряжение на обеих обмотках. При
повышенном напряжении промаркировать концы и начала обмоток. Если показания вольтметра отсутствуют, пересоединить обмотки и вторично измерить
напряжение.
5. Собрать цепь снова и подключить третью обмотку к источнику
переменного тока, а первую со второй соединить последовательно и измерить
напряжение на обеих обмотках. При увеличении напряжения произвести маркировку концов и начал обмоток. Если показания вольтметра отсутствуют,
пересоединить обмотки и снова измерить напряжение.
6. Окончательно определив начала и концы обмоток статора, разместить
их на доске зажимов электродвигателя.
7. Обмотки статора соединить между собой в звезду и пустить в ход
электродвигатель.
8. Соединить обмотки между собой в треугольник и пустить в ход
электродвигатель.
9. Отключить электродвигатель от сети.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Как могут быть соединены обмотки асинхронного электродвигателя?
2. Как можно определить начала и концы обмоток статора
электродвигателя?
3. Как можно избежать перегрев обмоток электродвигателя?
Лабораторная работа № 9 (3)
СПОСОБЫ ПУСКА АД
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить способы пуска АД; научиться осуществлять
пуск АД разными способами.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 назначение и устройство АД;
 области применения АД;
 устройство реакторов автотрансформаторов коммутационного
оборудования;
37
 устройство дросселя и алгоритм его подключения;
уметь:
 анализировать работу АД.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и
проверку электрического и электромеханического оборудования; ПК 1.3.
Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации
электрического и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Асинхронный двигатель; коммутационная аппаратура, дроссели,
автотрансформаторы.
Инструменты: отвертки, пассатижи, накидные ключи, молоток,
выкаладки, съемник, вспомогательные приспособления, тиски.
Приборы: омметр
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Пуск непосредственным включением в сеть. Этот способ пуска, отличаясь
простотой, имеет существенный недостаток: в момент подключения двигателя
в сети в обмотке статора возникает пусковой ток, превышающий номинальный
ток двигателя в 5 – 7 раз.
Рис. Схема непосредственного включения в сеть (а) и графики изменения
тока и момента при пуске (б) асинхронного двигателя с короткозамкнутым
ротором
При небольшой инерционности исполнительного механизма частота
вращения двигателя быстро достигает установившегося значения и пусковой
ток также быстро уменьшается, не вызывая чрезмерного перегрева обмотки
38
статора. Но такой значительный бросок тока в питающей сети может вызвать в
ней заметное падение напряжения, что нарушит работу других потребителей,
включенных в эту сеть. Однако этот способ пуска, благодаря своей простоте,
Рис. Схема включения (я) и графики изменения момента и тока (фазного)
при пуске ( б ) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
переключением обмотки статора со звезды на треугольник
получил наибольшее применение для двигателей малой и средней мощности.
Предельная мощность асинхронного двигателя, допускающего пуск прямым
включением в сеть, определяется в каждом конкретном случае, в зависимости
от допустимой нагрузки питающей сети. Включение такого двигателя в сеть,
питающую другие силовые и осветительные устройства, не должно вызывать
падения напряжения в этой сети более чем на 15 % от номинального значения.
При этом необходимо иметь в виду условия пуска двигателя: пуск в режиме
холостого хода или пуск под нагрузкой.
При необходимости уменьшения пускового тока двигателя применяют
какой-либо из специальных способов пуска асинхронных двигателей при
пониженном напряжении.
Пуск при пониженном напряжении. Пусковой ток двигателя
пропорционален подведенному напряжению U1, понижение которого вызывает
соответствующее уменьшение пускового тока. Существует несколько способов
понижения подводимого к двигателю напряжения. Рассмотрим некоторые из
них.
Для асинхронных двигателей, работающих при соединении обмоток
статора треугольником, можно применить пуск переключением обмотки
Рис.
Схемы
реакторного
(а)
и
автотрансформаторного ( б ) способов пуска
асинхронных двигателей с короткозамкнутым
ротором
39
статора со звезды на треугольник (рис. а). В момент подключения двигателя к
сети переключатель ставят в положение «звезда», при котором обмотка статора
оказывается соединенной в звезду, и фазное напряжение на статоре понижается
в √3 раз. Во столько же раз уменьшается и ток в фазных обмотках двигателя
(рис. б). Кроме того, при соединении обмоток звездой линейный ток равен
фазному, в то время как при соединении этих же обмоток треугольником
линейный ток больше фазного в √3раз. Следовательно, включив обмотки
статора звездой, мы добиваемся уменьшения линейного тока в (√3)2 = 3 раза.
После того как ротор двигателя разгонится до частоты вращения, близкой к
установившейся, переключатель быстро переводят в положение «треугольник»
и фазные обмотки двигателя оказываются под номинальным напряжением.
Возникший при этом бросок тока до значения Iп является незначительным.
Рассмотренный способ пуска имеет существенный недостаток –
понижение фазного напряжения в √3 раз сопровождается уменьшением
пускового момента в три раза, так как, пусковой момент асинхронного
двигателя прямо пропорционален квадрату напряжения U1. Такое значительное
уменьшение пускового момента не позволяет применять этот способ пуска для
двигателей, включаемых в сеть при значительной нагрузке на валу.
Описанный способ понижения напряжения при пуске применим лишь для
двигателей, работающих при соединении обмотки статора треугольником.
Более универсальным является способ пуска понижением подводимого к
двигателю напряжения посредством реакторов (реактивных катушек –
дросселей). Порядок включения двигателя в этом случае следующий (рис. 15.5,
а). При разомкнутом рубильнике 2 включают рубильник 1. При этом ток из
сети поступает в обмотку статора через реакторы Р, на которых происходит
падение напряжения jİп xp (где хp, – индуктивное сопротивление реактора, Ом).
В результате на обмотку статора подается пониженное напряжение 𝑈̇1′ =
𝑈̇1ном − 𝑗𝐼п̇ 𝑥𝑝 . После разгона ротора двигателя включают рубильник 2 и
подводимое к обмотке статора напряжение оказывается номинальным.
Преимущество применения дросселей при пуске асинхронных двигателей
состоит в том, что по мере разгона ротора частота тока и роторе снижается (f2 =
f1s), а также уменьшается сопротивление дросселя xр =2f1s. В конце пуска
xp0.
Недостаток этого способа пуска состоит в том, что понижение на
напряжения в (𝑈1′ /𝑈1ном ) раз сопровождается уменьшением пускового момента
Мп в (𝑈1′ /𝑈1ном ) 2 раз.
При пуске двигателя через понижающий автотрансформатор (рис. 15.5,
б) вначале замыкают рубильник 1, соединяющий обмотки автотрансформатора
40
звездой, а затем включают рубильник 2 и двигатель оказывается
подключенным на пониженное напряжение 𝑈1′ . При этом пусковой ток
двигателя, измеренный на выходе автотрансформатора, уменьшается в КА раз,
где КА - коэффициент трансформации автотрансформатора. Что же касается
тока в питающей двигатель сети, т. е. тока на входе автотрансформатора, то он
уменьшается в КА2 раз по сравнению с пусковым током при непосредственном
включении двигателя в сеть. Дело в том, что в понижающем автотрансформаторе первичный ток меньше вторичного в КА раз и поэтому уменьшение
пускового тока при автотрансформаторном пуске составляет КАКА = КА2 раз.
Например, если кратность пускового тока асинхронного двигателя при
непосредственном его включении в сеть составляет Iп/I1ном = 6, а напряжение
сети 380 В, то при автотрансформаторном пуске с понижением напряжения до
220 В кратность пускового тока в сети составит 𝐼п1 /I1ном = 6/(380/220)2 = 2.
После первоначального разгона ротора двигателя рубильник 1 размыкают
и автотрансформатор превращается в реактор. При этом напряжение на
выводах обмотки статора несколько повышается, но все же остается меньше
номинального. Включением рубильника 3 на двигатель подается полное
напряжение сети. Таким образом, автотрансформаторный пуск проходит тремя
ступенями: на первой ступени к двигателю подводится напряжение U1' = (0,50 
0,60) U1ном, на второй U1' = (0,70  0,80) U1ном и, наконец, на третьей ступени к
двигателю подводится номинальное напряжение U1ном.
Как и предыдущие способы пуска при пониженном напряжении,
автотрансформаторный способ сопровождается уменьшением пускового
момента, так как значение последнего прямо пропорционально квадрату
напряжения. Автотрансформаторный способ пуска лучше реакторного, так как
при реакторном пуске пусковой ток в питающей сети уменьшается в
𝑈1′
𝑈1ном
раз, а
при автотрансформатором – в (𝑈1′ /𝑈1ном )2 раз. Но некоторая сложность
пусковой операции и повышенная стоимость пусковой аппаратуры
(понижающий автотрансформатор и переключающая аппаратура) несколько
ограничивают применение этого способа пуска асинхронных двигателей.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Изучить:
- схему непосредственного включения в сеть;
- схему пука асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с
последующим переключением обмоток статора с треугольника на звезду;
Задание 2. Прочитать:
- схему непосредственного включения в сеть;
41
- схему пука асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с
последующим переключением обмоток статора с треугольника на звезду;
Задание 3.
Собрать изученные схемы и продемонстрировать
преподавателю работоспособность схемы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Чем отличается работа двигателя в режиме треугольника и в режиме
звезды?
2. Для чего нужны автотрансформаторы и дросселя при запуске
электродвигателя?
Лабораторная работа № 10 (4)
ВКЛЮЧЕНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АД НА ОДНОФАЗНОЕ ПИТАНИЕ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться включать трехфазный АД на однофазное
питание.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 физические
принципы
работы,
конструкцию,
технические
характеристики электрической схемы включение трехфазного ад на однофазное
питание;
 области применения, условия эксплуатации электрической схемы
включение трехфазного ад на однофазное питание;
уметь:
 работать с нормативными документами, справочной литературой и
другими информационными источниками;
 читать и анализировать электрическую схему включение трехфазного
ад на однофазное питание.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций:
- ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и
электромеханического оборудования;
- ПК 1.3. Осуществлять диагностику и технический контроль при
эксплуатации электрического и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Асинхронный двигатель, конденсаторы, магнитные пускатели, кнопки,
автомат.
Инструменты: индикаторная отвертка, отвертка 3,0 мм, отвертка 5,0 мм,
пассатижи, бокарезы, монтерский нож, зачистка изоляции провода.
Расходный материал: провод ПВ, изолента.
42
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Трехфазный асинхронный двигатель может быть использован для работы
от однофазной сети. В этом случае такой двигатель включают как
конденсаторный по одной из схем (см. рис.). Значение рабочей емкости Сраб
(мкФ) при частоте переменного тока 50 Гц можно ориентировочно определить
по одной из формул:
для схемы, изображенной на рис. а, Сраб2700I1/Uc; на рис. б, Cpa6
2800I1/Uc; на рис. в, Cpa6 4800 I1/Uc ,
где I1 – номинальный (фазный) ток в обмотке статора, A;
Uc -напряжение однофазной сети, B.
Рис. Схемы соединения обмотки статора
трехфазного асинхронного двигателя при
включении его в однофазную сеть
При подборе рабочей емкости необходимо следить за тем, чтобы ток в
фазных обмотка статора при установившемся режиме работы не превысил
номинального значения.
Если пуск двигателя происходит при значительной нагрузке на валу, то
параллельно рабочей емкости Сраб следует включить пусковую емкость Сп =
(2,53,0)Сра6.
В этом случае пусковой момент становится равным номинальному. При
необходимости дальнейшего увеличения пускового момента следует принять
еще большее значение пусковой емкости (Сп  8Сра6).
Большое значение для надежной работы асинхронного двигателя в
качестве конденсаторного имеет правильный выбор конденсатора по
напряжению. Следует иметь в виду, что габариты и стоимость конденсаторов
определяются не только их емкостью, но рабочим напряжением. Поэтому
выбор конденсатора с большим «запасом» по напряжению ведет к
неоправданному увеличению га баритов и стоимости установки, а включение
конденсаторов на напряжение, превышающее допустимое рабочее напряжение,
приводит к преждевременному выходу из строя конденсаторов, а
следовательно, и всей установки.
43
При определении напряжения на конденсаторе при включении двигателя
по одной из рассмотренных схем необходимо иметь в виду следующее: при
включении двигателя по схеме рис. а напряжение на конденсаторе равно Uк 
1,3 Uc, а при включении двигателя по схемам рис. б и в это напряжение равно
Uк  1,15 Uc.
В схемах конденсаторных двигателей обычно применяют бумажные
конденсаторы в герметичном металлическом корпусе прямоугольной формы
типов КБГ–МН или БГТ (термостойкие). На корпусе конденсатора указаны
емкость и рабочее напряжение постоянного тока. При включении такого
конденсатора в сеть переменного тока следует допустимое рабочее напряжение
уменьшить примерно в два раза. Например, если на конденсаторе указано
напряжение 600 В, то рабочее напряжение переменного тока следует считать
300 В.
При использовании трехфазного двигателя в однофазном конденсаторном
режиме его полезная мощность обычно не превышает 70 – 8 0 % номинальной
мощности, а при однофазном режиме без рабочей емкости полезная мощность
двигателя не превышает 60 % п о номинальной мощности.
Пример. Определить значение рабочей емкости Сра6, необходимой для работы
трехфазного асинхронного двигателя типа 4АА50В4 от однофазной сети
напряжением Uc = 220 В. Номинальные данные двигателя: Рном = 90 Вт; напряжение
220 В; cosном = 0,6; ном = 55 %.
Решение. Напряжение сети 220 В соответствует соединению обмотки статора в
треугольник, поэтому принимаем схему включения двигателя и однофазную сеть по
рис. 16.9, в. Номинальный (фазный) ток статора
I1 =Hном/(3Uccosномном)= 90/(32200,60,55)=0,41 А.
Рабочая емкость по (16.8)
Сраб = 4800  0,41/220 = 9 мкФ.
При этом рабочее напряжение конденсатора
Uк1,15 – 220  250 В.
Принимаем в качестве Сраб конденсатор типа КБГ–МН емкостью 10 мкФ на
рабочее напряжение 600 В.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Изучить схему включение трехфазного АД на однофазное
питание.
Задание 2. Прочитать схему включение трехфазного АД на однофазное
питание. Собрать схему.
Задание 3. Продемонстрировать преподавателю работоспособность
схемы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Для чего нужен конденсатор?
2. Как можно повысить пусковой момент в конденсаторном двигателе?
44
Лабораторная работа № 11 (5)
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ОДНОФАЗНОГО АД
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться подключать однофазный АД.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 назначение и устройство однофазного асинхронного двигателя;
 области
применения,
условия
эксплуатации
однофазного
асинхронного двигателя;
уметь:
 читать принципиальные схемы.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и
проверку электрического и электромеханического оборудования; ПК 1.3.
Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации
электрического и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Однофазный АД, кнопка, автомат, магнитный пускатель.
Инструменты: индикаторная отвертка, отвертка 3,0 мм, отвертка 5,0 мм,
пассатижи, бокарезы, монтерский нож, зачистка изоляции провода.
Расходный материал: провод ПВ, изолента.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Однофазные асинхронные двигатели широко применяют при небольших
мощностях (до 1–2 кВт). Такой двигатель
отличается от обычного трехфазного тем,
что на статоре его помещается однофазная
обмотка. Ротор однофазного асинхронного
двигателя
имеет
фазную
или
короткозамкнутую
обмотку.
Особенностью однофазного асинхронного
двигателя является отсутствие начального
или пускового момента, т. е. при Рис. Схема пуска однофазного двигателя
при включении в цепь пусковой
включении такого двигателя в сеть ротор
обмотки
его будет оставаться неподвижным.
Если же под действием какой-либо внешней силы вывести ротор из
состояния покоя, то двигатель будет развивать вращающий момент. Отсутствие
45
начального момента является существенным недостатком однофазных
асинхронных двигателей. Поэтому они всегда снабжаются пусковым
устройством.
Наиболее простым пусковым устройством являются две обмотки,
помещенные на статоре, сдвинутые одна относительно другой на половину
полюсного деления (90 эл. град.). Эти обмотки питаются от симметричной
двухфазной сети, т. е. напряжения, приложенные к обмоткам, равны между
собой и сдвинуты на четверть периода по фазе. При таких напряжениях токи,
проходящие по обмоткам, окажутся также сдвинутыми по фазе на четверть
периода, что в дополнение к пространственному сдвигу обмоток дает
возможность получить вращающееся магнитное поле. При наличии
вращающегося магнитного поля двигатель развивает пусковой момент.
В действительности двухфазная сеть обычно отсутствует, и пуск
однофазного двигателя осуществляется включением двух обмоток в одну
общую для них однофазную сеть. Для получения угла сдвига фаз между токами
в обмотках, примерно равного ±/2 (четверти периода), одну из обмоток
(рабочую) включают в сеть непосредственно или с пусковым активным
сопротивлением, а вторую обмотку (пусковую) – последовательно с катушкой
(см. рис. а) или конденсатором (рис. б).
Пусковая обмотка включается только на период пуска в ход. В момент
когда ротор приобретает определенную частоту вращения, пусковая обмотка
отключается от сети центробежным выключателем или специальным реле и
двигатель работает как однофазный. В качестве однофазного двигателя может
быть использован любой трехфазный асинхронный двигатель. При работе трехфазного двигателя в качестве однофазного рабочая, или главная, обмотка,
состоящая из двух последовательно соединенных фаз, включается
непосредственно в однофазную сеть, третья фаза, являющаяся пусковой, или
вспомогательной, обмоткой, включается в ту же сеть через пусковой элемент –
резистор, катушку или конденсатор.
Конденсаторный (двухфазный) двигатель представляет собой однофазный
асинхронный двигатель с двумя обмотками на статоре и короткозамкнутый
ротором. Вспомогательная обмотка рассчитана на длительное прохождение
тока и остается включенной не только при пуске в ход двигателя, но и при
работе. При работе конденсаторного двигателя возникает вращающееся
магнитное поле, которое улучшает его рабочие свойства в сравнении с однофазным.
При увеличении емкости конденсатора и пусковой момент
двигателя. Однако увеличение емкости батареи конденсаторов в рабочем
режиме нежелательно, так это ведет к снижению частоты вращения и кпд
двигателя. Поэтому конденсаторные двигатели выполняют с двумя батареями
конденсаторов – рабочей и пусковой.
46
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Изучить теоретический материал.
Задание 2. Собрать схему пуска однофазного двигателя при включении в
цепь пусковой обмотки.
Задание 3. Продемонстрировать преподавателю работоспособность
схемы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Почему однофазный двигатель не создает пускового момента?
2. Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?
Лабораторная работа № 12 (6)
СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с принципиальной электрической схемой
подключения коллекторного двигателя.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 физические
принципы
работы,
конструкцию,
технические
характеристики электрической схемы подключения коллекторного двигателя;
 области применения, условия эксплуатации электрической схемы
подключения коллекторного двигателя;
уметь:
 работать с нормативными документами, справочной литературой и
другими информационными источниками;
 читать и анализировать электрическую схему подключения
коллекторного двигателя.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций:
- ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и
электромеханического оборудования;
- ПК 1.3. Осуществлять диагностику и технический контроль при
эксплуатации электрического и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Однофазный автотрансформатор, диодный мост, коллекторный
двигатель, вольтметр, реостат.
Инструменты: индикаторная отвертка, отвертка 3,0 мм, отвертка 5,0 мм,
пассатижи, бокарезы, монтерский нож, зачистка изоляции провода.
Расходный материал: провод ПВ, изолента.
47
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Для подключения коллекторного двигателя
1. К автотрансформатору подключить вольтметр.
2. Выставить регулятор на отметку 110 В.
3. Включить в сеть.
4. Проверить соответствие напряжения.
5. Подключить к зажимам автотрансформатора диодный мост.
6. К диодному мосту подключить обмотки (якоря и возбуждения) двигателя.
7. В цепь обмотки возбуждения подключить реостат.
8. Произвести запуск.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Изучить схему подключения коллекторного двигателя.
Задание 2. Собрать и запустить схему подключения коллекторного
двигателя.
Задание 3. Продемонстрировать преподавателю работоспособность
схемы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Каково назначение коллектора в генераторе и двигателе?
2. Почему станину машины постоянного тока делают из стали?
48
Лабораторная работа № 13 (7)
СБОРКА СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПУСКА
РЕЗЕРВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с принципиальной электрической схемой
управления автоматического пуска резервного двигателя; научиться
осуществлять ее сборку.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 назначение и устройство резервного двигателя;
 области применения резервного двигателя;
уметь:
 работать с нормативными документами, справочной литературой и
другими информационными источниками;
 читать и анализировать электрическую схему управления
автоматического пуска резервного двигателя.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и
проверку электрического и электромеханического оборудования; ПК 1.3.
Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации
электрического и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Инструменты: индикаторная отвертка, отвертка 3,0 мм, отвертка 5,0 мм,
пассатижи, бокарезы, монтерский нож, зачистка изоляции провода.
Расходный материал: провод ПВ.
Оборудование: стенд для промышленной схемы (автоматический
выключатель 1 штука, предохранители 3 штуки, магнитный пускатель 1 штуки,
тепловое реле 1 штука, электродвигатель 1 штука, кнопочная станция 1 штука)
концевой выключатель (2 штуки), переключатель (1 штука), реле времени.
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Принцип действия электросхемы управления автоматического пуска
резервного двигателя
1. Подаем напряжение на автоматические выключатели SQ1, SQ2.
2. Проверяем правильность фазирования.
3. При включении автоматических выключателей питание проходя через
предохранители F1-F6 поступает на верхние силовые контакты
магнитных пускателей KM1, KM2.
49
4. Выставляем переключатель в положение 1 (автоматический режим)
5. Нажимаем кнопку SB2, катушки КМ1 и КТ, получают и встают на
самопитание (КМ1.2), срабатывает блокировка (КМ1.3) и через
определенное время замыкается контакт КТ.
6. В силовой цепи замыкаются контакты КМ1, напряжение проходя через
нагреватели теплового реле запитывают двигатель М1.
7. В случае короткого замыкания или перегрева двигателя М1 катушка
КМ1 потеряет питание (либо сработают предохранители F1-F3, либо
тепловое реле КК1). Блокировка КМ1.3 вернется в исходное состояние,
тем самым будет запитана катушка КМ2. Она встанет на самопитание
(КМ2.3) в силовой цепи включится ее контакты (КМ2), которые запитают
электродвигатель М2.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Изучить схему управления автоматического пуска резервного
двигателя. Проанализировать схему управления автоматического пуска
резервного двигателя.
Задание 2. Собрать схему на стенде и запустить, проверить ее
работоспособность.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Что такое АВР?
2. В каких случаях применяется АВР?
3. Для чего применяется в схеме реле времени?
4. Для чего нужен резервный двигатель?
50
Лабораторная работа № 14 (8)
УПРАВЛЕНИЕ МНОГОСКОРОСТНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться управлять многоскоростными двигателями.
Для выполнения работы необходимо
знать:
 назначение и устройство многоскоростных двигателей;
 области применения многоскоростных двигателей;
уметь:
 работать с нормативными документами, справочной литературой и
другими информационными источниками;
 читать и анализировать электрическую схему управления
многоскоростными двигателями.
Выполнение данной практической работы способствует формированию
профессиональных компетенций: ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и
проверку электрического и электромеханического оборудования; ПК 1.3.
Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации
электрического и электромеханического оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Многоскоростной асинхронный двигатель.
Инструменты: индикаторная отвертка, отвертка 3,0 мм, отвертка 5,0 мм,
пассатижи, бокарезы, монтерский нож, зачистка изоляции провода.
Расходный материал: провод ПВ, изолента.
Оборудование: стенд для промышленной схемы (автоматический
выключатель 1 штука, предохранители 3 штуки, магнитный пускатель 1 штуки,
тепловое реле 1 штука, электродвигатель 1 штука, кнопочная станция 1 штука)
концевой выключатель (2 штуки), переключатель (1 штука).
ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ: 60 минут
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Схема «звезда – двойная звезда» (Y/YY) дает изменение числа пар
полюсов в отношении 2:1. Эти схемы обеспечивают асинхронному двигателю
режим постоянного момента, т. е. при переключении обмотки статора с одной
схемы на другую вращающий момент остается неизменным (М  const).
Мощность двигателя при этом изменяется обратно пропорционально
изменению частоты вращения, т. е. в два раза (РYY/РY2). Этот метод
переключения целесообразно применять в электроприводе с постоянно
действующим статическим моментом нагрузки при любой из частот вращения,
например в приводе лебедки.
Схема «звезда – звезда» (Y/Y) также дает изменение числа пар полюсов в
отношении 2:1, но эти схемы создают в асинхронном двигателе режим
51
постоянной мощности, т. е. при переключении обмотки мощность АД остается
практически неизменной (Р  const), а момент изменяется в два раза
(МY1/MY2). Эти cхемы переключения следует применять в электроприводе, в
котором момент нагрузки меняется обратно пропорционально частоте вращения, например в приводе металлорежущего станка.
Многоскоростные двигатели широко используют в электроприводах,
допускающих ступенчатое регулирование частоты вращения (привод лифтов,
станков, вентиляторов и т. п.). Достоинством этого способа регулирования
является сохранение высоких экономических показателей при переходе с одной
частоты вращения на другую, так как на всех ступенях переключения обмотки
статора КПД и коэффициент мощности двигателя остаются почти неизменными. Однако эти двигатели имеют ряд недостатков: сложность устройства,
большие габариты, высокая стоимость. Кроме того, необходимость
переключения обмоток статора на разное число пар полюсов требует
усложнения коммутирующей аппаратуры, что также ведет к удорожанию
электропривода.
Промышленностью изготовляются многоскоростные АД серии 4А двух-,
трех- и четырехскоростные.
Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов на статоре
применяют исключительно в асинхронных двигателях с короткозамкнутым
ротором, так как число полюсов в обмотке этого ротора всегда равно числу
полюсов статора и для изменения частоты вращения достаточно поменять
число полюсов в обмотке статора.
В случае же фазного ротора пришлось бы и на роторе применить
полюсно переключаемую обмотку, что привело бы к недопустимому
усложнению двигателя.
A
B
C
0
S
F1
KK
F2
F3
KK
A
KM1
HLB
KM1
KM2
KM3
KM4
KM3
KM4
F4
1 2 3
SB1
SB2
HLR
KM2
KM1
KM3
KM3
KM1
KM4
KM1
KM3
C4
KM4
KM4
C6
HLG
C2
C2
C6
C4
Схема управления многоскоростными
двигателями
C6
C2
C4
52
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ФОРМА ОТЧЕТНОСТИ:
Задание 1. Изучить схему управление многоскоростным двигателем.
Задание 2.. Собрать схему управление многоскоростным двигателем.
Задание 3. Продемонстрировать преподавателю работоспособность схемы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Перечислите способы регулирования частоты вращения асинхронных
двигателей и дайте им сравнительную оценку.
2. Какие возможны режимы работы многоскоростных двигателей и
какими схемами соединения обмоток статора они обеспечиваются?
Приложение 1
Электрические схемы
Электрическая схема представляет собой графическое изображение
элементов электроустановок и их взаимосвязей.
Принципиальная схема показывает все элементы и связи между
элементами и она дает детальное представление о принципе действия
устройства.
Монтажная
схема
показывает
взаиморасположение
элементов
электроустановок или порядок электрических соединений между ними.
Для чтения электрических схем необходимо знать:
- основные графические условные обозначения и правила маркировок;
- принцип действия, устройство и режимы работы электрооборудования,
изображенного на схеме;
- условия согласованности рабочих параметров аппаратов совместно
работающих
в
электроустановке,
при
которых
обеспечивается
работоспособность схемы.
Порядок чтения электрических схем следующий:
а) ознакомление с информацией, содержащейся в подписях на чертеже;
б) назначение всех машин, аппаратов, приборов и т.п., входящих в
изображенную на схеме установку;
в) выделение цепей силового тока, управления, защиты, сигнализации и
т.п.;
г) нахождение на схеме всех элементов каждого из аппаратов и
установление их функций;
д) анализ работы аппаратов для основного рабочего режима и при
реально возможных отключениях от него.
53
№
Наименование
п/п
1 Автоматический
выключатель
2
Предохранитель
3
Контакты:
- замыкающий
(нормально
разомкнутый);
- размыкающий
(нормально
замкнутый)
4
Кнопка:
Таблица 1. Условные обозначения
Графическое
Буквенное
Примечание
обозначение
обозначение
QF
- в силовой
SF
цепи
- в цепи
управления
FU
- пуск;
SB
- стоп
5
Катушка магнитного
пускателя
KM
6
Контакт управления
теплового реле
KK
7
Нагреватель
теплового реле
КК
54
8
Электродвигатель
9
Электрическое
соединение
ЛИТЕРАТУРА
1. В.Б. Атабеков Ремонт электрооборудования
промышленных
предприятий. Учебник для проф.-техн. учеб.заведений и подгот. рабочих на
производстве. М., "Высш.школа", 2008.
2. Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин Техническое обслуживание, ремонт
электрооборудования и сетей промышленных предприятий: Учеб. для нач.
проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования. – М.:
Издательский центр "Академия", 2008. - 432 с.
3. Корнилов
Ю.В., Крюков
В.И.
Обслуживание и
ремонт
электрооборудования промышленных предприятий» - М.: Высшая школа, 2006335с.
4. Поляков Г.Е., Коварский А.И. «Монтаж и эксплуатация
промышленного оборудования» - М.: Высшая школа, 2007-296с.
55