background image

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 

stopień 

ochrony. 

Osłony 

urządzeń 

background image

 

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

 

 

 

  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 

background image

 

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 

 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 

 

 

background image

 

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 

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. 

 

 

 

 

background image

 

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 

background image

 

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.