Схема испытание двигателя постоянного тока

Приёмо-сдаточные испытания двигателей постоянного тока. Испытание электрической прочности изоляции.

Взято с сайта —
http://monax.ru/manufacture/00007724_0.html

Важнейшим этапом изготовления машины является этап испытания электрической машины. Испытания электрических машин проводят с целью проверки соответствия их качества требованиям стандартов или технических условий. Они необходимы также после капитального или среднего ремонта машины. Для осуществления этих целей необходимы программы и методики испытания электрических машин. Программы испытания электрических машин должны быть составлены таким образом, чтобы можно было получить все показатели и характеристики машин, установленные техническими условиями. Точность результатов испытаний в значительной степени зависит от методики испытаний. Поэтому в России действует более двадцати пяти государственных стандартов и стандартов СЭВ только на методы испытаний электрических машин. Кроме того, ряд методов испытаний изложен в стандартах на отдельные виды электрических машин.

Проведение испытаний электрических машин необходимо на всех этапах. На стадии проектирования проводят испытания макетных и опытных образцов электрических машин для проверки соответствия выходных показателей и характеристик машины требованиям технического задания. На стадии изготовления испытания отдельных узлов машины (например обмотки) проводятся после завершения отдельных технологических операций. После сборки машины испытания проводят для проверки соответствия её выходных показателей требованиям технических условий. При эксплуатации электрические машины периодически подлежат ремонту. После ремонта электрическая машина также должна быть испытана.

Испытания электрических машин на электромашиностроительных заводах являются частью общего технологического процесса. Повышение производительности труда приводит к усиленной автоматизации производственных процессов. Это в полной мере относится и к испытаниям. Так, почти на всех машиностроительных заводах испытания проводят на конвеерах. В последние годы всё больше испытаний проводится с применением ЭВМ. При этом ЭВМ не только управляет испытаниями, но и позволяет оперативно анализировать результаты испытаний и на этой основе осуществлять управление качеством изготовления электрических машин.

В стандартах на электрические машины сформулированы технические требования к показателям качества электрических машин. Большинство из них нуждается в проверке путём испытаний электрических машин. К ним относятся требования по надёжности, нагреву, энергетическим показателям (КПД, коэффициент мощности), а также требования к электрической прочности изоляции обмоток, механической прочности вращающихся частей машины, эксплуатационным показателям (таким, как максимальный, начальный пусковой и минимальный моменты, начальный пусковой ток, скорость нарастания напряжения возбуждения и др.), к работе щёточного узла, способности выдерживать кратковременные перегрузки, длительной или кратковременной работе в анормальных условиях, шумам и вибрациям, индустриальным радиопомехам.

По перечисленным, а так же по ряду других требований к качеству электрических машин, в стандартах устанавливаются количественные показатели качества, а также в ряде случаев допуски на них. При испытаниях проверяют соответствие измеренных или рассчитанных показателей качества требованиям стандартов.

2. ПРОГРАММА ПРИЁМО-СДАТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

В стандартах на электрические машины приводятся технические требования к показателям качества и программы испытаний для определения этих показателей. Разработана система стандартов на методы испытаний электрических машин. Применяются стандарты на методы испытаний, являющиеся общими для всех видов электрических машин. Так, например ГОСТ 11828-75 и соответствующий ему СТ СЭВ 1347-78 регламентирует отдельные методы испытаний. ГОСТ 25000-81 устанавливает методы испытаний на нагревание; ГОСТ 25941-83 — методы определения потерь и КПД; ГОСТ 11929-87 и СТ СЭВ 828-77 — методы определения уровня шума; ГОСТ 12379-75 и СТ СЭВ 2412-80 — методы оценки вибрации; ГОСТ 12259 и СТ СЭВ 136-74 — методы определения расхода охлаждающего газа; СТ СЭВ 295-76 — методы определения момента инерции вращающейся части; СТ СЭВ 1107-78 — методы определения сопротивления обмоток без отключения машины от сети.

Кроме перечисленных стандартов, распространяющихся на все виды машин, разработаны стандарты на методы испытаний машин постоянного тока — ГОСТ 10159-79

Согласно ГОСТ 183-74 различают следующие виды испытаний:

Нас интересуют, прежде всего, приёмо-сдаточные испытания электрических машин. Приёмо-сдаточным испытаниям подвергают каждую электрическую машину. Программы этих испытаний значительно короче, чем приёмочных (Приёмочные испытания проводятся на опытном образце продукции с целью приёмки её для серийного производства. Программа этих испытаний наиболее подробная.). Цель приёмо-сдаточных испытаний — установить пригодность каждой изготовленной машины к эксплуатации за минимально возможное время испытаний.

В программу приёмо-сдаточных испытаний двигателей постоянного тока согласно ГОСТ 183-74 входят следующие испытания:

· измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками

· измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии

· испытание ДПТ при повышенной частоте вращения

· испытание изоляции обмоток на электрическую прочность относительно корпуса машины и между обмотками

· испытание электрической прочности межвитковой изоляции обмоток

· определение частоты вращения ДПТ при холостом ходе

· проверка коммутации при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке по току

· испытание машины на нагревание

· определение области безыскровой работы (для машин с добавочными полюсами) и коэффициент полезного действия

Коротко рассмотрим каждый из пунктов программы испытаний ДПТ:

a. Измерение сопротивления изоляции обмоток

относительно корпуса машины и между обмотками — величина сопротивления изоляции обмоток электрических машин — важный интегральный показатель отображающий состояние изоляции обмотки, хотя и не позволяющий уверенно судить о её надёжности. Для измерения сопротивления обмоток используются мегаомметры генерирующие постоянное напряжение.

b. Измерение сопротивления обмоток при постоянном

токе в практически холодном состоянии — измерение таких сопротивлений обмоток и их сравнение, позволяет позволяет выявить ошибки в числе витков и схеме соединений, качество пайки, несимметрию сопротивления разных обмоток. Для многовитковых катушек из медного провода различие сопротивлений позволяет судить о качестве технологии.

c. Испытание ДПТ при повышенной частоте вращения — одно из ответственных испытаний двигателя. Требуется для проверки механической прочности вращающихся частей машины. ГОСТ 183-74 устанавливает величину повышенной частоты вращения при испытаниях, которая в большинстве случаев превышает на 20% предельную номинальную частоту вращения. Повышенная частота вращения выдерживается в течении 2-х минут после чего проводится тщательный осмотр машины.

d. Определение частоты вращения ДПТ при холостом ходе — при холостом ходе определяется частота вращения двигателя. Частоту вращения электродвигателя при ХХ определяют при номинальном напряжении в цепи якоря и номинальном токе возбуждения. При этом температура обмотки возбуждения и подшипников должна быть близкой к рабочей. Если двигатель имеет последовательное возбуждение, то опыт проводят при независимом возбуждении.

e. Проверка коммутации при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке по току — коммутация машин постоянного тока оценивается в соответствии с ГОСТ 183-74 степенью искрения визуально. Согласно упомянутому стандарту установлена шкала, состоящая из пяти степеней, для оценки класса коммутации или степени искрения: 1-полное отсутствие искрения; 1 1 / 4 -слабое точечное искрение; 1 1 / 2 — слабое искрение под большей частью щётки; 2 — искрение под всем краем щётки и появление следов почернения коллектора не устраняемых протиранием его поверхности; 3 — значительное искрение под всем краем щётки с вылетающими искрами, подгаром и разрушением щёток. Допускаемая степень искрения от конкретного вида машины и указывается в технических условиях. Если степень искрения не указана, то считается, что при номинальном режиме работы она должна быть не выше класса 1 1 / 2 .

f. Испытание машины на нагревание — цель этого испытания — проверка соответствия температуры различных частей машины требовааниям стандартов или технических условий. Тепловое состояние машины при работе с номинальной нагрузкой и в номинальном режиме имеет решающее значение для оценки результатов её испытания.

g. Определение области безыскровой работы (для машин с добавочными полюсами) и коэффициент полезного действия — цель испытаний — определить для отдельных нагрузок в пределах от ХХ до номинальной и выше верхний и нижний пределы отклонения тока в обмотке добавочных полюсов от соответствующего тока цепи якоря, при котором коммутация соответствует степени искрения 1.

В п.3 более подробно рассмотрим испытание электроизоляции обмоток ДПТ.

3. Испытание электроизоляции обмоток ДПТ.

Электрическая прочность изоляции обмотки в значительной степени предопределяет надёжность машины. Поэтому испытания электрической прочности обмоток машины обязательны в любой программе — полной или сокращённой. Испытание изоляции обмоток позволяет выявлять имеющиеся и потенциальные дефекты изоляции.

Электроизоляция характеризуется сопротивлением R i и максимальным напряжением U пр , которое она способна выдерживать без пробоев. В программу испытаний ДПТ включено 3 вида испытаний изоляции обмоток — это измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками; испытание изоляции обмоток на электрическую прочность относительно корпуса машины и между обмотками; испытание электрической прочности межвитковой изоляции обмоток. Рассмотрим каждый вид испытаний изоляции обмоток в отдельности.

3.1. Измерение сопротивления изоляции.

Величина сопротивления изоляции обмоток электрических машин — важный интегральный показатель состояния изоляции обмотки. Для измерения сопротивления обмоток используются мегаомметры генерирующие постоянное напряжение. Источниками постоянного напряжения могут быть генераторы, а также статические выпрямляющие устройства.

В таблице приведен ряд соответствия номинальных значений напряжений ДПТ напряжению измерения сопротивления обмоток.

Испытание машин постоянного тока

Согласно требованиям СНиП, ПУЭ все электрические машины перед вводом в эксплуатацию должны пройти проверку на соответствие техническим условиям. Объем работ отличается в зависимости от характеристик оборудования: мощности, напряжения, состояния и назначения. Крупные машины испытываются в два этапа.

Во время испытания измеряется сопротивление изоляции обмоток, сопротивление обмоток постоянному току, обмотки испытываются повышенным напряжением промышленной частоты, проверяются системы охлаждения и смазки.

Обмотки проверяются на отсутствие обрыва, щетки на нейтрали и правильность чередования полюсов, измеряются воздушные зазоры.

Определение возможности включения без сушки машин постоянного тока

Возможность включения машины без сушки производится в соответствии с указаниями завода-изготовителя.

Измерение сопротивления изоляции

При измерении сопротивления мегаомметром значения должны соответствовать нормам и должны быть не менее 1 МОмкВ, но не менее 0,5 МОмкВ. Проверяется сопротивление изоляции каждой обмотки по отношению к заземленному корпусу и между отдельными обмотками.

Сопротивление изоляции бандажей

Измерение производится относительно корпуса и удерживаемых ими обмоток. Измеренное значение сопротивления изоляции должно быть не менее 0,5 Мом.

Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты

В соответствии с ПУЭ измерение сопротивления обмоток статора и ротора постоянному току у электродвигателей переменного тока производят в машинах на напряжение 2 кВ и выше и в машинах 300 кВт и более на все напряжения. В электродвигателях переменного тока мощностью 300 кВт и более проверяют сопротивление обмоток статора и ротора. У машин постоянного тока мощностью 200 кВт и возбудителях синхронных генераторов и компенсаторов проверяют сопротивление обмотки возбуждения и обмотки якоря. Измерения выполняют одинарным или двойным мостом постоянного тока или методом амперметра — вольтметра.

Измерение сопротивления постоянному току:

• обмоток возбуждения. Значения сопротивления постоянному току по отдельным фазам не должны отличаться друг от друга и заводских данных более чем на ±2 %, а по отдельным параллельным ветвям — более чем на 5 %. Испытание обмоток повышенным напряжением промышленной частоты производят для проверки электрической прочности изоляции и приведены в ПУЭ.
• обмотки якоря. Сопротивления должны отличаться не более чем на 10% за исключением случаев, когда колебания обусловлены схемой соединения обмоток;
• реостатов и пускорегулировочных резисторов. Измеряется общее сопротивление, проверяется целость отпаек. Допускается отличие от данных завода-изготовителя не более чем на 10%.

Проверке подвергаются машины собранные и просушенные на месте установки, находящиеся в неподвижном положении в отключенном состоянии. Перед испытанием проверяют сопротивление изоляции, уточняя коэффициент абсорбции. Затем машину очищают и продувают сухим и чистым сжатым воздухом.

Когда испытания повышенным напряжением закончены обмотку следует разрядить, соединив ее с корпусом машины, и проверить сопротивление мегаомметром.

Машина проходит испытание, если за 1 минуту не произойдет пробоя или частичного нарушения изоляции. Результаты испытаний и измерений машин перед пуском оформляют, согласно СНиП, соответствующими протоколами и актами.

Снятие характеристики холостого хода и испытание витковой изоляции

Подъем напряжения производится:

• для генераторов постоянного тока до 130% номинального напряжения;
• для возбудителей — до наибольшего (потолочного) или установленного заводом-изготовителем напряжения.

Напряжение между соседними коллекторными пластинами должно быть не выше 24 В. Продолжительность испытания — 3 мин. Допускается отклонение в пределах погрешности.

Снятие нагрузочной характеристики

Производится для возбудителей при нагрузке до значения не ниже номинального тока возбуждения генератора. Отклонение от заводской характеристики не нормируется.

Измерение воздушных зазоров между полюсами

Машины мощностью 200 кВт и более могут иметь зазор не более 10% среднего размера зазора, при измерении диаметрально противоположных точках. Не более 5% для возбудителей турбогенераторов.

Испытание на холостом ходу и под нагрузкой

Определяется предел регулирования частоты вращения или напряжения, который должен соответствовать заводским и проектным данным.