Politechnika Łódzka
Wydział Elektrotechniki, Elektroniki,
Informatyki i Automatyki
Instytut Elektroenergetyki
Zespół Trakcji Elektrycznej

Laboratorium Maszyn i Napędów Trakcyjnych

ĆWICZENIE MNT 1

PRZYGOTOWANIE MASZYN ELEKTRYCZNYCH

DO RUCHU

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z niektórymi czynnościami oraz podstawowymi

pomiarami wykonywanymi zwykle przed uruchamianiem nowej lub remontowanej maszyny

prądu stałego lub prądu przemiennego. Ćwiczenie zostanie przeprowadzone na zespole dwóch

maszyn elektrycznych, których wały są połączone sprzęgłem. Maszyny mogą się wzajemnie

napędzać.

A. Maszyna prądu stałego

1.

Program ćwiczenia

1.1.

Dane znamionowe maszyny i oględziny zewnętrzne

1.2.

Sprawdzenie stanu szczotek i komutatora

1.3.

Sprawdzenie poprawności oznaczeń tabliczki zaciskowej maszyny

1.3.1.

Wiadomości ogólne

1.3.2.

Pomiar rezystancji uzwojeń twornika

1.3.3.

Pomiar rezystancji uzwojeń biegunów głównych i komutacyjnych

1.4.

Przygotowanie maszyny do pracy

1.4.1.

Połączenie maszyny do pracy silnikowej

1.4.2.

Połączenie maszyny do pracy prądnicowej

2.

Wykonanie ćwiczenia

2.1.

(Ad. 1.1) Dane znamionowe maszyny i oględziny zewnętrzne.

-

Należy zapoznać się z tabliczką znamionową badanej maszyny oraz podać

w sprawozdaniu dane znamionowe maszyny. Trzeba zwrócić uwagę na podstawowe

wielkości, które są podane na tabliczce znamionowej oraz na wzajemne zależności

wynikające z danych znamionowych.

-

Należy

określić

rodzaj

maszyny

i

stopień

ochrony.

Osłony

urządzeń

2

elektroenergetycznych, stopnie ochrony przed dotknięciem, przedostaniem się obcych

ciał stałych oraz wody.

-

Przy oględzinach zewnętrznych należy zwrócić szczególną uwagą na stan izolacji

widocznych części uzwojeń, połączeń między uzwojeniami oraz na stan mechaniczny

jarzma szczotkowego i obsad szczotkowych.

W sprawozdaniu należy podać jakiego typu jest maszyna z tego ćwiczenia.

2.2.

(Ad. 1.2) Sprawdzenie stanu szczotek i komutatora

Szczotki powinny być dotarte czego dowodem jest błyszcząca powierzchnia ich styku

z komutatorem. Szczotki nowo zakładane dociera się w ten sposób, że na powierzchnię

komutatora kładzie się pod szczotki docierane papier ścierny, ostrą stroną do szczotek.

Obracając komutator wraz z papierem, dociera się szczotki. Szczotki mogą być również

docierane poza maszyną na specjalnym krążku o średnicy równej średnicy komutatora. Luzy

szczotek w oprawach powinny być w granicach 0,06

÷

0,26 mm. Zbyt małe luzy mogą

powodować zakleszczenie się szczotek w oprawach, zbyt duże wybijanie boków szczotek; w obu

przypadkach występuje iskrzenie. Nacisk na szczotkę powinien mieć kierunek wzdłuż osi

szczotki i powinien być praktycznie jednakowy na wszystkich szczotkach maszyny.

Dopuszczalna jest różnica w nacisku do 10G. Normalnie nacisk szczotek powinien wynosić:

2

m

N

1

,

245

5

,

176

÷

,

Nacisk mierzy się dynamometrem o odpowiednim, zakresie i wyznacza z zależności:

S

F

p

=

,

gdzie:

p - nacisk jednostkowy,

P - siła pomierzona dynamometrem, w N,

S - powierzchnia nacisku szczotki, w m

2

Rys. 1.1. Ustawienie szczotek

Rys. 1.2. Poprawnie wykonane wgłębienie

na komutatorze

izolacji miedzy wycinkowej komutatora

Szczotki zakładane do maszyny powinny być jednakowego rodzaju. Oprawy

promieniowe powinny być tak zmontowane, aby szczotka ustawiona była prostopadle do

3

powierzchni komutatora i dolna krawędź oprawy zamocowana w odległości około 1,5

÷

2,0 mm

od komutatora. Zbyt mała odległość stwarza niebezpieczeństwo uszkodzenia komutatora,

powodując czasem zwarcie między wycinkami; zbyt duża odległość powoduje gorsze warunki

pracy szczotki. Oprawy skośne ustawia się przeciw kierunkowi obrotów. Szczotki

różnobiegunowe powinny parami leżeć na tej samej drodze, a poszczególne pary szczotek

powinny być rozłożone równomiernie na powierzchni komutatora, aby ścieranie jego było

jednakowe (rys. 1.1). Oprawy oraz jarzmo szczotkowe powinny być dobrze zamocowane po

ustawieniu szczotek. Komutator maszyny powinien posiadać powierzchnię cylindryczną ("bicie"

mniejsze od 0,05 mm) i gładką. Izolacja miedzywycinkowa twardsza od miedzi (np. mikanit)

powinna być wgłębiona 0,5

÷

1,0 mm poniżej powierzchni komutatora (rys.1.2). Jeżeli

powierzchnia komutatora jest chropowata lub porysowana, to należy ją wypolerować. Do

polerowania używa się drobnoziarnistego papieru ściernego, dociskając go szablonem

dopasowanym wklęsłością do gładzonej powierzchni komutatora. Jeżeli równomierność

powierzchni lub zarysowanie jest tak głębokie, że nie da się go usunąć przez polerowanie,

komutator należy przetoczyć na tokarni lub w maszynie bez wymontowania wirnika, przy

pomocy specjalnego uchwytu nożowego umocowanego do korpusu maszyny.

2.3.

(Ad. 1.3) Pomiar rezystancji uzwojeń, oraz oznaczenie tabliczki zaciskowej maszyny

Przybliżony pomiar rezystancji uzwojeń w maszynie na tabliczce zaciskowej

wykonujemy w celu rozpoznania poszczególnych uzwojeń. Pomiar wykonujemy przy

pomocy omomierza w mierniku uniwersalnym. Na podstawie tych pomiarów należy

określić

czy

właściwe

są

oznaczenia

zacisków

poszczególnych

uzwojeń.

W sprawozdaniu należy podać jakiego rzędu w

Ω

są rezystancje poszczególnych uzwojeń

badanej maszyny.

Według PN-EN oznaczenia początków i końców uzwojeń są następujące:

OZNACZENIA ZACISKÓW MASZYN PRĄDU STAŁEGO

A1

A2

B1

B2

Uzwojenie

twornika

Uzwojenie

komutacyjne

1B1

1B2

Uzwojenie

komutacyjne

dzielone

2B1

2B2

4

Twornik + bieguny komutacyjne:

A1 – B2

lub 1B1 – 2B2 (przy dzielonych)

C1

C2

Uzwojenie kompensacyjne:

Uzwojenie wzbudzenia

szeregowe:

Uzwojenie wzbudzenia

bocznikowe:

D1

D2

E1

E2

Uzwojenie wzbudzenia

obce:

F1

F2

2.4.

(Ad. 1.4) Przygotowanie maszyny do pracy

Połączyć maszynę do pracy silnikowej w celu dokonania jej rozruchu do biegu jałowego.

D2

D1

E1

E2

A1

B2

S

M T

+

-

Rys. 1.3. Schemat przyłączenia silnika szeregowo-bocznikowego przy zgodnym działaniu

strumieni biegunów i prawym kierunku wirowania

W sprawozdaniu określić kierunek wirowania badanej maszyny, jak zmienić ten

kierunek oraz jakie występują zagrożenia przy włączaniu silnika szeregowego, bocznikowego

i szeregowo bocznikowego do pracy jałowej. Jakich w związku z tym zasad należy przestrzegać

przy włączaniu silników prądu stałego. Jakie są zasady określania kierunku wirowania silnika.

5

Połączyć maszynę do pracy prądnicowej w celu dokonania jej rozruchu do biegu

jałowego.

D2

D1

E1

E2

A1

B2

+

-

R

r

Rys. 1.4. Schemat połączenia prądnicy szeregowo-bocznikowej samowzbudnej przy zgodnym

działaniu strumieni biegunów i lewym kierunku wirowania

Po połączeniu pozostawić układ. Włączenie prądnicy nastąpi razem z silnikiem

indukcyjnym po jego przygotowaniu do ruchu.

W sprawozdaniu należy podać przy jakim kierunku wirowania prądnica wzbudzi się.

Jakich zasad należy przestrzegać przy uruchamianiu prądnic prądu stałego. Jakie są zasady

określania kierunku wirowania prądnicy.

B. MASZYNA PRĄDU PRZEMIENNEGO

SILNIK INDUKCYJNY

1.

Program ćwiczenia

1.1.

Dane znamionowe maszyny i oględziny zewnętrzne

1.2.

Zapoznanie się z przełącznikiem

/

∆,

sprawdzenie oznaczeń tabliczki

zaciskowej maszyny

1.3.

Przyłączenie silnika do tablicy laboratoryjnej i dokonanie rozruchu

2.

Wykonanie ćwiczenia

2.1.

(Ad. 1.1) Należy zwrócić szczególną uwagę na: rodzaj silnika, napięcie

znamionowe zasilania maszyny, moc znamionową oraz zastosowany sposób

jej rozruchu. Wszystkie rozważania dotyczące tego zagadnienia zamieścić

w sprawozdaniu.

2.2.

(Ad. 1.2) Zapoznanie się z przełącznikiem

/

∆,

zastanowić się nad jego rolą

we współpracy z silnikiem indukcyjnym. Przeprowadzić analizę możliwości

6

zasilenia badanej maszyny z tabliczki napięciowej w laboratorium. Z tablicy

tej można się podłączyć do napięcia 3

400 V prądu przemiennego. Uwagi

podać w sprawozdaniu.

Obowiązujące oznaczenia zacisków maszyn prądu przemiennego

U1

X1

(indukcyjne oraz synchroniczne)

U2

X2

V1

Y1

V2

Y2

W1

Z1

W2

Z2

F1

F2

stojan

wirnik

wzbudzenie

W sprawozdaniu należy podać schematy połączeń wykonywane przez przełącznik

∆.

Należy również napisać jakie dane znamionowe musi mieć silnik, aby można go

było uruchamiać za pośrednictwem wyżej wymienionego przełącznika.

2.3.

(Ad. 1.3) Zasilić silnik z tablicy laboratoryjnej. Włączyć napięcie. Sprawdzić

kierunek wirowania silnika. W sprawozdaniu podać jak zmienić kierunek

wirowania silnika indukcyjnego.

2.4.

Sprawdzenie działania prądnicy szeregowo - bocznikowej prądu stałego. Po

włączeniu silnika napędzającego prądnicę sprawdzić czy prądnica się

wzbudziła tzn. czy na zaciskach A1-B2 pojawiło się napięcie.

2.5.

W sprawozdaniu zamieścić wnioski.