Эксплуатация электрических машин

Правильный выбор электродвигателя имеет большое значение. При недостаточной мощности невозможно обеспечить проведе­ние намеченного технологического процесса и, кроме того, дви­гатель может быстро выйти из строя. Излишняя мощность двигате­ля влечет за собой дополнительные капитальные затраты и увели­чивает эксплуатационные расходы вследствие снижения КПД и коэффициента мощности из-за его недогрузки. Каждый электро­двигатель при пуске, остановке и торможении работает в переход­ных режимах, при которых изменяется скорость, вращающий мо­мент и величина силы тока.

Зависимость скорости вращения от вращающего момента назы­вается механической характеристикой электродвигателя, которой оценивают электромеханические свойства двигателей и выявляют пригодность его для исполнительного механизма.

Механические характеристики подразделяются на естественные и искусственные.

Естественная механическая характеристика дает зависимость скорости от вращающего момента для нормальных условий рабо­ты электродвигателя — при номинальном напряжении, без реос­тата и т. п.

Искусственная механическая характеристика соответствует ус­ловиям работы электродвигателя, отличающимся от номинально­го режима, т. е. при пониженном напряжении, при включенном реостате в цепь ротора асинхронного двигателя и т. п.

Механические характеристики подразделяются на следующие виды:

Абсолютно жесткая характеристика электродвигателя оп­ределяется строго постоянной скоростью вращения при различ­ных нагрузках двигателей. Такой характеристикой обладают синх­ронные двигатели.

Жесткая характеристика определяется сравнительно небольшим снижением скорости (не более 5… 10%) при возраста­нии нагрузки. Такую характеристику имеют асинхронные электро­двигатели с короткозамкнутым ротором и электродвигатели по­стоянного тока с параллельным возбуждением.

Мягкая характеристика электродвигателя определяет­ся относительно большим изменением скорости вращения при воз­растании нагрузки. Такую характеристику имеют двигатели посто­янного тока с последовательным возбуждением и асинхронные дви­гатели с сопротивлением в цепи ротора.

Различные механизмы требуют установки двигателей с различ­ной степенью жесткости. Так, например, насосы, компрессоры, транспортеры требуют применения двигателей с жесткой или аб­солютно жесткой характеристикой.

Из существующих двигателей наиболее простыми, надежными в работе, легкими и дешевыми являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, присоединяемые непосредственно к сети. Этот тип двигателей нашел преимущественное применение во всех отраслях промышленности, в тех случаях, когда не требуется плавного регулирования скорости. При ступенчатом регулировании могут применяться многоскоростные асинхронные двигатели.

Асинхронные двигатели с фазным ротором несколько сложнее двигателей с короткозамкнутым ротором, тяжелее и дороже их. Но двигатели этого типа позволяют регулировать скорость, а также вращающий момент при пуске и торможении, что дает возмож­ность получать необходимую плавность хода. При переходных про­цессах двигатели с фазным ротором имеют меньшие потери энер­гии в обмотках, что делает их незаменимыми для работы с часты­ми пусками и остановками. Следует отметить, что двигатели с фаз­ным ротором не дают возможности получить жесткие искусствен­ные механические характеристики при малых скоростях.

При необходимости улучшить регулирование и при большой частоте включений применяются двигатели постоянного тока, бо­лее сложные по устройству и в эксплуатации, а также более доро­гие по сравнению с асинхронными двигателями.

По роду защиты выпускают электродвигатели следующих типов:

открытые, у которых все вращающиеся и токоведущие части не имеют специальных защитных приспособлений; для общего применения открытые электродвигатели не изготовляются;

защищенные электродвигатели, у которых все вращающиеся и токоведущие части предохранены от случайных прикосновений, от попадания внутрь посторонних предметов, капель воды, пада­ющих отвесно, или брызг. Этот вид машин не защищен от пыли и вредных газов. Электродвигатели, имеющие защиту от капель, на­зываются каплезащищенными, а от брызг — брызгозащищенны­ми. Защищенные электродвигатели нельзя устанавливать в пожа­роопасных, взрывоопасных помещениях и в помещениях с едки­ми парами и газами;

закрытые электродвигатели, у которых имеются отверстия лишь для ввода проводов и для болтов, скрепляющих детали машины. Закрытые машины подразделяются на обычные, обдуваемые, про­дуваемые (с закрытой вентиляцией) и герметические. В обдувае­мых электродвигателях охлаждающий воздух засасывается венти­лятором и прогоняется через корпус машины. У машин с закры­той вентиляцией охлаждающий воздух подводится через трубы. Закрытые электродвигатели могут быть установлены на открытом воздухе вне зданий, в пыльных и пожароопасных помещениях;

электродвигатели взрывозащищенные. Выпускаются в нескольких исполнениях: взрывонепроницаемые В1А, В2Б, ВЗГ и повышен­ной надежности Н1А, предназначенные для работы во взрывоо­пасных помещениях соответствующих классов.

Электродвигатели различной конструкции выполняют преиму­щественно с горизонтальным валом. Для уменьшения габаритов производственных машин удобно применять электродвигатели с вертикальным валом, имеющим упорные подшипники. Особенно удобно для индивидуального привода машин применять фланце­вые электродвигатели, имеющие вместо лап фланцы для крепле­ния к машине.

Основным показателем, определяющим допустимую нагрузку двигателя или его мощность, является температура нагрева обмо­ток, которая зависит от режима его работы. При длительной неиз­менной или мало изменяющейся нагрузке мощность двигателя определяется по формулам, выведенным аналитическим или опыт­ным путем.

5.4.  Эксплуатация электрических машин

При эксплуатации электропривода электродвигатель должен бьггь немедленно отключен:

при несчастном случае с человеком;

появлении дыма или огня из электродвигателя пли аппаратуры; сильной вибрации электродвигателя; поломке приводимого механизма; недопустимом нагреве подшипников;

чрезмерном снижении скорости электродвигателя, сопровож­дающимся сильным его нагреванием;

неожиданном непреодолимом стопорении двигателя.

Если с места, где установлен двигатель, не виден аппарат уп­равления приводом, то вблизи двигателя должен быть установлен дополнительный коммутирующий аппарат, предотвращающий ди­станционный пуск двигателя при его ревизии или осмотре. Перед пуском вновь установленного электродвигателя его очищают от пыли. Очищают также от пыли, мусора, грязи место, где он уста­новлен. Проверяют, нет ли в двигателе посторонних предметов. Продувают его сухим сжатым воздухом при давлении не выше 0,2 МПа, измеряют сопротивление изоляции, проверяют состоя­ние наружных болтовых соединений. Осматривают подведенные ка­бели и затяжку болтов заземления. Проверяют соответствие напря­жения сети и электродвигателя. Проворачивают ротор вручную, проверяют правильность сопряжения валов электродвигателя и при­водимого механизма. При наличии пускового реостата проверяют, введен ли он полностью. Если при пуске двигатель не вращается, гудит или вращается медленно, он должен быть немедленно от­ключен и неполадки устранены.

Необходимо вести систематическое наблюдение за работой элек­тродвигателей. Оно заключается в контроле электрических пара­метров, нагрузки, температуры двигателя и его подшипников, в периодическом измерении его сопротивления.

Для контроля нагрузки в цепи питания двигателей средней и большой мощности устанавливают амперметры (обычно в двух фа­зах), где красной чертой должен быть отмечен наибольший допу­стимый (или номинальный) ток электродвигателя.

Температура двигателя измеряется термометром, встроенной термопарой или термисторными датчиками, приклеиваемыми к лобовым частям обмоток к другим частям машин.

Измерение сопротивления изоляции производят мегомметром на отключенном от сети двигателе.

Внешний осмотр заземления электрических машин должен про­изводиться ежедневно. Периодичность технических осмотров и ре­монтов устанавливается местными инструкциями. Для башенных кранов профилактические осмотры обычно проводятся не реже одного раза в 10 дней, среднего ремонта — не реже одного раза в год. Технические осмотры защищенных двигателей в пыльных или влажных помещениях следует проводить не реже, чем один раз в неделю, а текущие ремонты — раз в два-три месяца; закрытые двигатели осматривать один раз в два месяца, а текущие ремонты — один раз в год.

Капитальный ремонт двигателей назначается в зависимости от их состояния, выявленного при осмотре или текущем ремонте. Для

электродвигателей, работающих в тяжелых условиях, капитальный ремонт должен производиться не реже, чем один раз в два года.

При осмотре и текущем ремонте двигатель и его пусковую, регу­лировочную и защитную аппаратуру чистят, продувают сжатым воз­духом, подтягивают крепежные узлы, проверяют звук, нагрев и на­личие смазки подшипников, подтягивают и зачищают контактные соединения, осматривают заземление, заменяют, если необходимо, щетки, чистят пусковой реостат, доливают в него масло. В это же время проводятся замеры сопротивления изоляции мегомметром.

Замена, хотя бы частичная, обмоток электродвигателя отно­сится уже к капитальному ремонту, сюда же относится правка вала, замена или заварка подшипниковых щитов и т. д.

Во время эксплуатации электрических приводов большое зна­чение имеет наблюдение за смазкой электрических машин и меха­нических передач. Масло для подшипников должно быть соответ­ствующих марок. Необходимо в подшипниках скольжения с коль­цевой смазкой доливать масло один раз в неделю или в декаду и полностью менять один раз в два—три месяца. В шариковых и ро­ликовых подшипниках смазку меняют два раза в год. Крышки под­шипников скольжения должны быть плотно закрыты для предот­вращения попадания в них влаги и пыли. Подшипники не должны сильно нагреваться (если руку трудно удержать на горячем под­шипнике, двигатель следует остановить).