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

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: N

176 5

, ÷ 245 1

,

,

2

m

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

p =

,

S

gdzie:

p - nacisk jednostkowy,

P - siła pomierzona dynamometrem, w N,

S - powierzchnia nacisku szczotki, w m2

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 2

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

Uzwojenie

1B1

1B2

twornika

Uzwojenie

komutacyjne

B1

B2

Uzwojenie

dzielone

2B1

2B2

komutacyjne

3

Twornik + bieguny komutacyjne:

A1 – B2

lub 1B1 – 2B2 (przy dzielonych)

Uzwojenie kompensacyjne:

C1

C2

Uzwojenie wzbudzenia

szeregowe:

D1

D2

Uzwojenie wzbudzenia

E1

E2

bocznikowe:

Uzwojenie wzbudzenia

F1

F2

obce:

2.4. (Ad. 1.4) Przygotowanie maszyny do pracy

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

+ -

S

M T

A1

E2

E1

D2

D1

B2

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.

4

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

+ -

Rr

A1

D2

D1

E2

E1

B2

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 5

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

U2

X2

(indukcyjne oraz synchroniczne)

V1

Y1

V2

Y2

F1

F2

W1

Z1

W2

Z2

wzbudzenie

stojan

wirnik

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.

6