Электропривод пассажирского лифта с асинхронным двигателем.
Электрическая схема пассажирского лифта с кнопочным управлевием применяется для лифтов со скоростью движения 0,5 м/с (рис. 2.5). Лифт приводится в движение асинхронным двигателем Мс контактными кольцами. Разгон двигателя осуществляется в три ступени с управлением в функции времени посредством механических реле времени РВ, PH, РУ1 и РУ2, пристроенных к контакторам КВ, КН, КУ1, КУ2.
Параллельно статорной обмотке двигателя включен тормозной электромагнит ЭмТ, при включении растормаживающий механизм лифта. Пуск двигателя может осуществляться вызывными кнопками, находящимися на любом из этажей. Этажные переключатели ПЭ1...ПЭ5 установлены каждый на своем этаже. Этажные реле РЭ1...РЭ5 находятся на панели управления лифтом. Число этажных переключателей и реле соответствует числу этажей, обслуживаемых лифтом (для данной схемы - пять этажей).
Электрооборудование, расположенное в кабине, связано с панелью управления гибким кабелем ГК. Контакты конечного выключателя ВКА, ограничивающего в аварийных случаях ход кабины вверх и вниз, включены непосредственно в статорную цепь двигателя. Движение кабины невозможно при открытых дверях шахты и кабины, что обеспечивается дверными контактами шахты ВДШ1...ВДШ5 и кабины ВДК, включенными в цепь управления.
В эту же цепь включены: контакт конечного выключателя ВКК, контролирующего натяжение канатов (он размыкается при их ослаблении или обрыве); контакт ловителя ВЛ, размыкающийся при срабатывании механизма ловителя; контакты пола ВП1 и ВП2, которые находятся в разомкнутом состоянии, когда кабина занята пассажирами. Контакты ВП2 шунтируют контакт ВДК, когда пассажир вышел из кабины, а ее дверь осталась открытой.
Предположим, что пассажиру необходимо подняться с первого этажа на четвертый (этажный переключатель ПЭ1 находится в среднем положении). Пассажир входит в кабину. Контакты пола ВП1 размыкаются и разрывают цепь вызывных кнопок 1... 5, чем исключается наружное управление.
Далее управление лифтом осуществляется из кабины. Пассажир закрывает двери шахты (замыкается контакт ВДШ1), а также двери кабины (закрывается контакт ВДК) и нажимает кнопку «4 этаж». Включается реле РЭ4 по цепи: через кнопку КНС («Стоп»), контакты всех дверей шахты ВДШ1... ВДШ5, гибкий кабель, контакт ВКК выключателя контроля натяжения канатов, контакт ловителя ВКЛ, дверной контакт кабины ВДК, вторую кнопку «Стоп» в кабине, гибкий кабель, размыкающий контакт контактора КУЗ.
Реле РЭ4 замыкает свои контакты и включает контактор КВ («Вверх»), который включает в сеть статор двигателя Ми тормозной электромагнит Эм Т. Двигатель начинает работать, с выдержками времени последовательно срабатывают контакторы ускорения КУ1, КУ2, КУЗ и выводят ступени пускового реостата.
При включении контактора ускорения КУЗ его размыкающий блок-контакт разрывает цепи всех кнопок как на этажах, так и в кабине, и нажатие любой из кнопок во время движения кабины не влияет на работу лифта до остановки кабины.
Электрическая схема пассажирского лифта.
Кабина, пройдя второй и третий этажи, повернет рычаги переключателей ПЭ2 и ПЭЗ (а в начале движения ПЭ1), и их контакты займут левое положение. Эти переключения подготавливают схему к последующей работе. По достижении кабиной четвертого этажа ее упор поворачивает рычаг переключателя ПЭ4 в среднее положение, вследствие чего контактор КВ обесточивает и отключает двигатель, этажное реле РЭ4 и тормозной электромагнит. Кабина быстро останавливается.
После выхода пассажира аппараты управления приводятся в исходное положение (кроме этажных переключателей). Движение пустой кабины при открытых дверях не опасно и может происходить после нажатия вызывной кнопки вследствие шунтирования дверного контакта ВДК контактами пола ВП2 нужно вернуть пустую кабину с четвертого этажа на первый, нажимается вызывная кнопка 1 наружного управления, расположенная на первом этаже.
Включается этажное реле РЭ1, которое своим контактом включает контактор КН («Вниз»). Происходит пуск двигателя в обратном направлении. Кабина лифта опускается и по пути переставляет все этажные переключатели из левого положения в правое, а по достижении первого этажа переводит рычаг переключателя ПЭ1 в среднее положение. Катушка контактора КН обесточивается, двигатель и тормозной электромагнит отключаются, кабина останавливается.
Одной и той же этажной вызывной кнопкой можно вызвать кабину с этажа, расположенного как выше, так и ниже. Например, этажной кнопкой 3 кабина может быть вызвана с первого и второго этажей на третий в результате включения контактора КВ через правые контакты переключателя ПЭЗ. Этой же кнопкой 3 можно вызвать кабину с пятого и четвертого этажей на третий, когда выключится контактор КН через левые контакты того же переключателя ПЭЗ.
Нижние и верхние этажные переключатели ПЭ1 и ПЭ5 Являются одновременно и конечными выключателями, но для большей надежности применяется еще конечный выключатель ВКА. Если в одном из крайних положений почему-либо не отключается двигатель и кабина не остановится, то при дальнейшем ее движении разомкнутся контакты ВКА и отключатся как главные цепи, так и цепи управления.
После устранения повреждения выключатель В КА включается от руки. На схеме не показаны цепи сигнализации занятости кабины, а также аварийной сигнализации. При скорости кабины выше 0,5 м/с необходима дополнительная механическая характеристика, обеспечивающая возможность работы двигателя на пониженной скорости. Эта характеристика нужна для движения кабины с ревизионной скоростью и обеспечения требуемой точности остановки.
Для лифтов со скоростью движения кабины выше 1,4 м/с наиболее распространенным является электропривод с двз^хскоростнъгм асинхронным двигателем и контакторным управлением.
Использование двухскоростных АД с независимыми обмотками, заправляемых от тиристорных преобразователей, позволяет з^величивать скорость движения кабины до
2 м/с.
Тестер.
Омметр + амперметр + вольтметр = мультиметр. Аналоговые и цифровые мультиметры. Методы проверки электронных компонентов.
Мультиметр - универсальный прибор для измерений.
Измерение напряжения, тока, сопротивления и даже обычная проверка провода на обрыв не обходится без использования измерительных инструментов. Куда же без них. Даже пригодность батарейки не измерить, а тем более узнать хоть, что-то о состоянии какой-нибудь электронной схемы без измерений просто невозможно.
Напряжение измеряют вольтметром, амперметром меряют силу тока, омметром соответственно сопротивление, но речь в этой статье пойдет о мультиметре, который является универсальным прибором для измерений напряжений, тока и сопротивления.
В продаже можно встретить два основных типа мультиметров: аналоговый и цифровой. Аналоговый мультиметр
В аналоговом мультиметре результаты измерений наблюдается по движению стрелки (как на часах) по измерительной шкале, на которой подписаны значения: напряжение, ток, сопротивление. На многих (особенно азиатских производителей) мультиметрах шкала реализована не совсем удобно и для того, кто первый раз взял такой прибор в руку, измерение может доставить некоторые проблемы. Популярность аналоговых мультиметров объясняется их доступностью и ценой (2-3S), а основным недостатком является некоторая погрешность в результатах измерений. Для более точной подстройки в аналоговых мультиметрах имеется специальный построечный резистор, манипулируя которым можно добиться немного большей точности. Тем не менее, в случаях, когда желательны более точные измерения, лучшим будет использование цифрового мультиметра.
Цифровой мультиметр
Главным отличием от аналогового является то, что результаты измерения отображаются на специальном экране (в старых моделях на светодиодах, в новых на жидкокристаллическом дисплее). К тому же цифровые мультиметры обладают более высокой точностью и отличаются простотой использования, так как не приходится разбираться во всех тонкостях градирования измерительной шкалы, как в стрелочных вариантах.
Немного подробней о том, что за что отвечает.
Любой мультиметр имеет два вывода, черный и красный, и от двух до четырех гнезд (на старых российских еще больше). Черный вывод является общим (масса). Красный называют потенциальным выводом и применяют для измерений. Гнездо для общего вывода помечается как сот или просто (-) т.е. минус, а сам вывод на конце часто имеет так называемый "крокодильчик", для того, чтобы при измерении можно было зацепить его за массу электронной схемы. Красный вывод вставляется в гнездо помеченное символами сопротивления или вольты (ft, V или +), если гнезд больше чем два, то остальные обычно предназначаются для красного вывода при измерениях тока. Помечены как А (ампер), mA (миллиампер), 10А или 20А соответственно. Переключатель мультиметра позволяет выбрать один из нескольких пределов для измерений. Например, простейший китайский стрелочный тестер:
Постоянное (DCV) и переменное (ACV) напряжение: 10В, 5OB, 250В, 1000В.
Ток (mА): 0.5мА, 50мА, 500мА.
Сопротивление (обозначается значком, омега): Х1К, Х100, Х10, что означает умножение на определенное значение, в цифровых мультиметрах обычно указывается стандартно: 2000м, 2кОм, 20к0м, 200к0м, 2МОм.
На цифровых мультиметрах пределов измерений обычно больше, к тому же часто добавлены дополнительные функции, такие как звуковая "прозвонка" диодов, проверка переходов транзисторов, частотомер, измерение емкости конденсаторов и датчик температуры.
Для того чтобы мультиметр не вышел из строя при измерениях напряжения или тока, особенно если их значение неизвестно, переключатель желательно установить на максимально возможный предел измерений, и только если показание при этом слишком мало, для получения более точного результата, переключайте мультиметр на предел ниже текущего.
Начинаем измерения.
Проверка напряжения, сопротивления, тока.
Измерить напряжение проще некуда, если постоянное ставим dcv, если переменное acv, подключаем щупы и смотрим результат, если на экране ничего нет, нет и напряжения. С сопротивлением так же просто, прикасаемся щупами к двум выводам измеряемого элемента сопротивление которого нужно узнать, таким же способом в режиме омметра прозваниваются провода и дорожки на обрыв. Измерение силы тока отличаются тем, что щупы мультиметра должны быть подсоединены последовательно нагрузке.
Проверка резисторов.
Резистор должен быть выпаян из электрической цепи хотя бы одним концом, чтобы быть
уверенным в том, что никакие другие компоненты схемы не повлияют на результат. Подключаем
шупы к двум концам резистора и сравниваем показания омметра со значением, которое указано
на самом резисторе. Стоит учитывать и величину допуска (возможных отклонений от нормы), т.е.
если по маркировке резистор на 200к0м и допуском ± 15%, его действительное сопротивление
может быть в пределах 170-230 кОм. При более серьезных отклонениях резистор считается неисправным.
Проверяя переменные резисторы, измеряем сперва сопротивление между крайними выводами (должно соответствовать номиналу резистора), а затем подключив щуп мультиметра к среднему выводу, поочередно с каждым из крайних. При вращении оси переменного резистора, сопротивление должно изменяться плавно, от нуля до его максимального значения, в этом случае удобней использовать аналоговый мультиметр наблюдая за движением стрелки, чем за быстро меняющимися цифрами на жидкокристаллическом экране.
Проверка диодов.
Если имеется функция проверки диодов, то все просто, подключаем шупы, в одну сторону диод
звониться, а в другую нет. Если данной функции нет, устанавливаем переключатель на 1кОм в
режиме измерения сопротивления и проверяем диод. При подключении красного вывода
мультиметра к аноду диода, а черного к катоду, вы увидите его прямое сопротивление, при
обратном подключении сопротивление будет настолько высоко, что на данном пределе
измерения вы не увидите ничего. Если диод пробит, его сопротивление в любую сторону будет
равно нулю, если оборван, то в любую сторону сопротивление будет бесконечно большим. Проверка конденсаторов.
Для проверки конденсаторов лучше всего использовать специальные приборы, но и обычный аналоговый мультиметр может помочь. Пробой конденсатора легко обнаруживается путем проверки сопротивления между его выводами, в этом случае оно будет равно нулю, сложнее с повышенной утечкой конденсатора.
При подключении в режиме омметра к выводам электролитического конденсатора соблюдая полярность (плюс к плюсу, мунус к минусу), внутренние цепи прибора заряжают конденсатор, при этом стрелка медленно ползет вверх, показывая увеличение сопротивления. Чем выше номинал конденсатора, тем медленнее движется стрелка. Когда она практически остановится, меняем полярность и наблюдаем, как стрелка возвращается в нулевое положение. Если что-то не так, скорее всего, есть утечка и к дальнейшему использованию конденсатор не пригоден. Стоит потренироваться, так как, лишь при определенной практике можно не ошибиться. На проф. инструментах (Fluke и т.д.) присутствует функция замера конденсаторов.
Проверка транзисторов.
Обычный биполярный транзистор представляет собой два диода, включенных навстречу один другому. Зная, как проверяются диоды, несложно проверить и такой транзистор. Стоит учесть, что транзисторы бывают разных типов, р-п-р, когда их условные диоды соединены катодами, и п-р-п когда они соединяются анодами. Для измерения прямого сопротивления транзисторных р-n-р переходов, минус мультиметра подключается к базе, а плюс поочередно к коллектору и эмиттеру. При измерении обратного сопротивления меняем полярность. Для проверки транзисторов n-p-п типа делаем все наоборот. Если еще короче, то переходы база-коллектор и база-эмиттер в одну сторону должны прозваниваться, в другую нет.
И еще пару советов напоследок.
При использовании стрелочного мультиметра, положите его на горизонтальную поверхность, так как в других положения точность показаний может заметно ухудшится. Не забывайте откалибровать прибор, для этого просто сомкните шупы между собой и переменным резистором (потенциометром) добейтесь, чтобы стрелка смотрела точно на ноль. Не следует оставлять мультиметр включенным, даже если на аналоговом приборе на переключателе нет положения -выкл. не оставляйте его в режиме омметра, так как в этом режиме постоянно теряется заряд батареи, лучше поставить переключатель на измерение напряжения.
Пример:
МУЛЬТИМЕТР DT-830B состоит из:
-дисплей ж/к
-переключатель многопозиционный -гнезда для подключения щупов -панель для проверки транзисторов
-задняя крышка (будет нужна для замены элемента питания прибора)
Положения переключателя разделены на сектора:
OFF/on -выключатель питания прибора
DCV - измерение напряжения постоянного тока(вольтметр)
ACV - измерение напряжения перепенного тока(вольтметр) hFe - сектор включения измерения транзисторов 1.5v-9v - проверка элементов питания.
DCA - измерение постоянного тока (амперметр).
10А - сектор амперметра для измерения больших значений постоянного тока(по инструкции измерения проводятся в течение нескольких секунд).
Диод -сектор для проверки диодов.
Ом -сектор измерения сопротивления.
Сектор DCV
На данном приборе сектор разделен на 5 диапазонов. Проводятся измерения от 0 до 500 вольт. Напряжение постоянного тока большой величины нам встретится только при ремонте телевизора. Этим прибором при больших напряжениях нужно работать крайне осторожно.
При включении в положение "500" вольт на экране в левом верхнем углу загорается предупреждение HV, о том, что включен самый верхний уровень измерения и при появлении больших значений нужно быть предельно внимательным.
Обычно измерение напряжения ведется переключением больших положений диапазона на меньшие, если вы не знаете величину измеряемого напряжения. Например, перед измерением напряжения на аккумуляторной батареи сотового телефона или автомобиля, на которых написано максимальное напряжение 3 или 12 вольт,то ставим смело сектор в положение "20" вольт.
Если поставим на меньшую, например, на "2000" милливольт прибор может выйти из строя. Если поставим на большую-показания прибора будут менее точными.
Когда вы не знаете величину измеряемого напряжения (конечно же в рамках бытового электрооборудования, где оно не превышает величин прибора),тогда выставляете на верхнее положение "500" вольт и делаете замер. Вообщем-то, грубо замерять, с точностью до одного вольта, можно на положении "500" вольт.
Если требуется большая точность, переключите на нижнее положение, только чтобы величина измеряемого напряжения не превышала значения на положении выключателя прибора.
Этот прибор удобен в измерении именно напряжения постоянного тока в том, что не требует обязательного соблюдения полярности. Если полярность щупов ("+" - красный,"-"-черный) не будет совпадать с полярностью измеряемого напряжения, то в левой части экрана появится знак "-",а величина будет соответствовать измеряемой.
Сектор ACV
Сектор имеет на данной разновидности прибора 2 положения - "500" и "200" вольт.
С большой осторожностью обращайтесь с измерениями 220-380 вольт.
Порядок измерений и установки положений аналогичен сектору DCV.
Сектор DCA
Является миллиамперметром постоянного тока и применяется для измерения маленьких токов, в основном в радиоэлектронных схемах. Нам пока не пригодиться.
Во избежание поломки прибора, не ставьте переключате*ль на этот сектор, если забудете и начнете измерять напряжение, то прибор выйдет из строя.
Сектор измерения сопротивления (омметр).
Разделен на положение от 200 Ом до 2 Мом (2000000 Ом).
Можно измерять сопротивление от 1 Ома до 2 Мом со следующими нюансами:
Во-первых: китайский мультиметр не является точным прибором и погрешность его показаний довольно велика. Во-вторых: непредсказуемая большая чувствительность при точных измерениях. В связи с этим, при замыкании щупов между собой, прибор указывает на сопротивление цепи, которой не следует принебрегать, а считать её за сопротивление провода на щупах, т.е. при измерении маленьких сопротивлений из результата нужно отнять значение, полученное при замыкание щупов.
Замена батареи:
Как только вы заметите сбой на дисплее, пропадают цифры или показания не соответствуют с примерными значениями, значит пришла пора заменить батарею. Маленькая крестовая отвертка - задняя крышка - новый элемент 9 V.
Сектор Диод.
Одно положение для проверки диодов на пробой (на маленькое сопротивление) и на обрыв
(бесконечное сопротивление). Принципы измерения основаны на работе Омметра. Также как и hFE.
Сектор hFE
Для измерения транзисторов имеется панелька с указанием в какое гнездо какую
ножку транзистора помещать. Проверяются транзисторы обеих п - р - п и р - п -р проводимостей
на пробой, обрыв и на большее отклонение от стандартных сопротивлений переходов.
Как пользоваться мультиметром:
DCV - измерение постоянного напряжения ACV - измерение переменного напряжения DCA - измерение постоянного тока hfe - измерение параметров транзистора
temp - измерение температуры, при помощи специального датчика Измерение сопротивления - значок Омы.
На нормальных приборах бывает знак HZ - измерение частоты, АСА - измерение переменного тока, память результатов и.т. д
Измеряем постоянное напряжение, проверяем батарейку типа Крона. Для этого выбираем соответствующий предел измерения переключателем, 20 вольт в этом, конкретном случае, вполне подходит. На будующее, если напряжение(ток, сопротивление) неизвестно даже примерно, начинаем измерение с максимальной величины, иначе прибор может выйти из строя.
На приборе есть красный и чёрный провод. Красный, как и всегда в электротехнике, принято считать плюсом. Включаем его в плюсовой коннектор мультиметра, который не трудно найти, если прочитать надписи около гнёзд прибора.
Если полярность измеряемого напряжения перепутать, ничего страшного не произойдёт, просто перед величиной на дисплее возникнет минус. Теперь проведём измерение переменного напряжения бытовой электросети. Выбираем нужное положение переключателя и меряем. К этой процедуре всегда надо относиться внимательно, при неверном положении прибор выйдет из строя. Излишне говорить, что перед такими опытами надо убедиться в исправности изоляции проводов и щупов тестера.
Для более дорогих и приборов таких производителей как FLUKE например, характерна высокая
точность измерения и надёжность в работе. Компанией FLUKE производятся приборы разного
назначения и сложности, а эта статья призвана научить вас элементарным навыкам работы с
мультиметром. Поэтому рассмотрим прибор FLUKE серии 112. На первый взгляд прибор
выглядит проще чем предыдущий. Но это только кажется. На самом деле у FLUKE на несколько опций больше.
Да и прибор защищён от ошибки оператора при измерении например напряжения когда
переключатель выбора позиции стоит в положении измерения сопротивления. В таком случае
китайский прибор тут же вышел бы из строя. FLUKE же, подаст сигнал об ошибочном включении прибора.
Основные манипуляции при измерении те же что описаны выше. Но как видно из картинки некоторые позиции на переключателе положений универсальны и несут в себе несколько функций например: измерение напряжения и частоты. В добавок к этому каждое положение даёт возможность измерения по всему диапазону шкалы т.е при включении на измерение напряжения, от милливольт и до 600V.
Для измерения частоты напряжения нужно нажать кнопку Hz и прибор готов к измерениям. Если нужно запомнить измеряемую величину нажать на кн. Hold. Кнопка range даёт возможность переключать в ручную диапазон измерений прибора. Также на приборе имеется подсветка дисплея что очень помогает при не очень хорошем освещении.
Измерение тока без разрыва проверяемой цепи.
Умение измерять ток в контролируемой цепи без ее разрыва приобретает особое значение при пусконаладочных работах, сопряженных с большим количеством различных измерений.
При этом исключается ряд нежелательных явлений, связанных с разрывом контролируемой цепи под нагрузкой, и ошибки при восстановлении контролируемой цепи после выполнения соответствующих измерений. Для измерения тока без разрыва контролируемой цепи применяют косвенные методы и специальные устройства.
При определении тока в контролируемой цепи без ее разрыва широко используют метод измерения напряжения на известном резисторе R1, включенном в эту цепь. Например, ток в анодной цепи электронной лампы YL определяют по падению напряжения Uk на резисторе R1 в цепи катода этой лампы (сопротивление смещения): Ia=UK/Rl.
Если Rl= 800 Ом, а вольтметр показа\ напряжение Uk=2 В, то анодный ток 1а =2:800=0,0025 А. Измерение напряжения на таком резисторе (800 Ом) не составляет каких-либо трудностей.
Схема измерения тока анодной цепи электронной лампы.
Таким же методом определить ток, проходящий по шине из алюминия, сечение которой
q =100X10 = 1000 мм2 или 1X10-3 м2. Сопротивление участка шины длиной 1 можно определить по формуле r = rl / q.
Удельное сопротивление алюминия г = 0,03X10-6 ОмХм. Измерив падение напряжения на указанном участке шины, нетрудно определить ток, проходящий по ней. Если, например, напряжение на участке шины длиной 1 м равно 0,003 В, сопротивление 1 м шины указанного сечения - 0,00003 Ом, а ток, проходящий по этой шине, - 100 А.
Принято замерять падение напряжения на выходах трансформаторов тока при проверке вторичных цепей под нагрузкой. Обычно известно сопротивление (полное) токовых цепей, поэтому, замерив падение напряжений, можно определить ток в этих цепях, а, кроме того, убедиться в их исправности.
Электропромышленностью выпускается ряд устройств, позволяющих вводить в контролируемые цепи измерительные приборы, не нарушая их целости. К ним относят испытательные зажимы и блоки, токоизмерительные клещи и др.
Использование испытательных зажимов.
Испытательный зажим состоит из двух металлических пластин 2 и 6, контактных винтов (1 и 7 -для подключения проверяемых цепей, 3 и 5 - для подключения измерительных приборов и 4 -замыкания между собой пластин 2 и 6). Если требуется включить в контролируемую цепь амперметр РА4, его снача\а подсоединяют к пластинам 2 и 6 винтами 3 и 5, а затем вывертывают винт 4.
Цепь при подключении амперметра разрываться не будет (до подключения она замкнута контактным винтом 4, после подключения обмотка амперметра образует дополнительную цепь, параллельную контактному винту 4, и когда его вывертывают, ток не прерывается, а проходит через обмотку амперметра).
После измерения тока в указанной цепи ввертывают контактный винт 4, шунтируя тем самым обмотку амперметра. Если затем отключают амперметр, ток не прерывается, поскольку может проходить через контактный винт 4.
Испытательный зажим (а) и подключение к нему амперметра (б)
Испытательные блоки обычно монтируют на панелях релейной защиты и автоматики для подведения к соответствующим приборам цепей от измерительных трансформаторов тока. Каждый испытательный блок состоит из основания 4 с главными контактами 2 и 7, предварительными контактами 3 и короткозамыкателем 1, крышки 6 с контактной пластиной 5 и контрольного штепселя 12 с контактами 8 и 9 и зажимами 10 и 11 для подключения измерительных приборов.
Нетрудно убедиться, что контролируемая цепь на участке между контактными винтами испытательного блока остается замкнутой как при вставленной крышке и контрольном штепселе, так и при замене одного другим. При вставленной крышке 6 ток может проходить от контактного винта через главный контакт 2 основания 4, контактную пластину 5 крышки 6, главный контакт 7 основания 4 к контактному винту. При вынутой крышке 6 ток может проходить от контактного винта через главный контакт 2 основания 4, короткозамыкатель 1, главный контакт 7 к контактному винту.
Испытательный блок: а - с крышкой, б - с контрольным штепселем
Если на какой-то момент при вытаскивании крышки нарушится цепь тока через контактную пластину 5 крышки и еще не успеет образоваться цепь тока через короткозамыкатель 1 основания, ток может проходить по цепи от контактного винта через предварительные контакты
3 основания и контактную пластину 5 крышки к контактному винту. При вставленном контрольном штепселе с подключенным к нему амперметром ток будет проходить от контрольного винта через главный контакт 2 основания 4, контакт 9 контрольного штепселя 12, амперметр РА, контакт 8 контрольного штепселя, главный контакт 7 основания 4 к контрольному винту.
Использование электроизмерительных клещей.
Электроизмерительные клещи состоят из трансформатора тока с разъемным магнитопроводом, снабженным рукоятками и амперметром. Для измерения тока, проходящего по проводнику, магнитопровод разводят, охватывают им проводник и затем сводят до смыкания обеих частей магнитопровода. Проводник с током в этом случае является и первичной обмоткой трансформатора тока.
Промышленностью выпускается несколько разновидностей электроэлектроизмерительных клещей для измерений в цепях напряжением до 10 кВ и до 600 В. Для измерения тока в цепях напряжением до 10 кВ служат клещи КЭ-44 с пределами измерений 25, 50, 100, 250 и 500 А, а также Ц90 с пределами измерений 15, 30, 75, 300 и 600 А. В этих клещах рукоятки надежно изолированы от магнитопровода.
Для измерения тока в цепи напряжением до 600 В применяют клещи Ц3О с пределами измерений 10, 25, 100, 250, 500 А, которыми можно измерять и напряжение на двух пределах -до 300 и 600 В. Кроме того, выпускают электроизмерительные клещи, входящие в комплект к другим измерительным устройствам и аппаратам, например к вольтамперфазометру ВАФ-85, позволяющие измерять ток в электрических цепях без их разрыва на пределах измерений 1-5 и 10 А.
Проблема точного измерения электрических величин во время различных тестов достаточно острая. Поскольку при недостаточной точности измерительного прибора возможно получение некорректных результатов, на основании которых можно сделать не совсем правильный вывод о тестируемом устройстве. В нашей тестовой лаборатории мы используем мультиметры Fluke серии 110 модели 111 и 112.
Общее описание
Мультиметры Fluke серии 110 (модели 110,111 и 112) относятся к классу True RMS и позволяют проводить точные измерения значений напряжения и тока практически любой формы сигнала, в том числе и пилообразной, что позволяет их использовать в широком спектре измерений. Базовой моделью серии является Fluke 111, 112 модель дополнительно оснащена подсветкой дисплея, Fluke 110 является упрощенным вариантом 111 модели и не предназначена для измерения значений переменного тока.
Упаковка и комплект поставки
Коробка, в которой находится мультиметр и его комплект поставки, выполнена из тонкого, но достаточно плотного картона. В ее оформлении преобладают желтый и черный цвета, которые, также "по совместительству", являются фирменными цветами Fluke. Непосредственно мультиметр упакован в полиэтиленовый пакет и уложен в защитную профилированную форму из картона.
Комплект поставки мультиметра включает:
• инструкция по эксплуатации на пяти языках, в число которых русский, к сожалению, не входит. Для мультиметров Fluke серии 110 доступна инструкция по эксплуатации на русском языке в электронном виде.
• небольшой каталог аксессуаров для мультиметров Fluke серии 110
• небольшой каталог продукции Fluke
• два щупа (красный и черный)
• элемент питания 9В типа 6LR61 (Крона)
• съемный защитный чехол из резины желтого цвета, который предустановлен на корпусе мультиметра.
Основные функции
Мультиметр позволяет осуществлять следующие операции:
• измерение постоянного или переменного напряжения
• измерение постоянного или переменного тока
• измерение сопротивление
• измерение частоту напряжения или тока
• измерение емкостное сопротивление
• проверка целостности цепи
• проверка диода
Дополнительные функции
К ним относятся:
• режим SLEEP, также называемый экономичным. Прибор автоматически входит в экономичный режим и гасит дисплей, если мультиметр не используется в течение 20 минут. Чтобы отключить режим отключения экрана, нужно при включении прибора держать нажатой клавишу Hz. Экономичный режим всегда отключен в режимах MIN MAX AVG.
• режим Display HOLD. В этом режиме мультиметр замораживает показания на экране
• режим регистрации MIN MAX AVG. В этом режиме фиксируются минимальные и максимальные значения входных сигналов, и рассчитывается текущее среднее всех показаний. При регистрации нового высокого или низкого значения мультиметр издает звуковой сигна\.
• подсветка дисплея. Данная функция есть только у мультиметра Fluke 112 Для отображения данных в мультиметре используется:
• основной дисплей
• гистограмма
Гистограмма похожа на стрелку на аналоговом измерителе. Она имеет индикатор перегрузки справа и индикатор полярности слева. Поскольку гистограмма обновляется примерно 40 раз в секунду, что в десять раз быстрее, чем цифровой дисплей, гистограмма удобна для проведения пиковых и нулевых настроек.
Впечатления
За время работы никаких проблем с данными устройствами не возникаю. К качеству изготовления также претензий нет. Кнопки и чехол, выполненные из материала на ошупь похожего на резину, тактильно приятны.
Для того, чтобы гарантировать хорошее рабочее состояние и безопасность электрических приборов и установок, все проводники должны быть изолированы, что достигается трубчатой изоляцией и оплеткой на проводах и изоляционным лаковым покрытием на обмотках. Так как качество этих изоляторов со временем ухудшается, то токи утечки могут перетекать с одного проводника на другой и, в зависимости от серьезности неисправности изоляции (самым худшим сценарием является короткое замыкание), вызывать повреждения различной степени тяжести. Любое оборудование, выявленное как имеющее некую неисправность изоляции, потенциально способно само выйти из строя, вызвать возгорание или привести к неправильному функционированию всей данной установки, что, в свою очередь, включает в работу защитные механизмы, в число которых может входить и выключение электропитания этой установки...
Некоторые устройства, которые особенно чувствительны (больничные операционные, опасная химическая промышленность...), имеют установку параметров нейтрали типа IT (см. стандарты IEC 60364 и NF С15-100), которая "терпит” первую неисправность изоляции фазы "земля" и выключает электропитание только при возникновении какой-нибудь второй неисправности.
Для того чтобы вовремя получать предостережения и в результате защищаться от рисков, связанных с неадекватной или плохой изоляцией, необходимо выполнять измерения изоляции. Это справедливо не только для электрической аппаратуры, но и дш сетей электропитания, к которым эта аппаратура подсоединяется. Эти измерения выполняются, когда новое или реконструированное оборудование вводится в строй, и затем периодически проводятся таким образом, чтобы оценивать качества изоляции по мере ее старения.
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕСТ.
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕСТ - выражает способность изолятора выдерживать избыточное напряжение средней продолжительности без возникновения дуги (искрового разряда). В практической ситуации такое избыточное напряжение могло бы существовать по причине вспышки молнии или индукции, генерируемой, например, из-за какой-то неисправности на линии электропитания.
Главная цель диэлектрического теста - убедиться в том, что масштабы утечки по поверхности (просачивания) и дистанции воздушной изоляции в данной конструкции продолжают оставаться такими, как они определены в нормах и стандартах. Этот тест часто проводится путем приложения напряжения переменного тока, но он также может быть проделан с использованием избыточного напряжения постоянного тока.
Получаемым результатом является некая величина напряжения, обычно выражаемая в киловольтах (кВ). Когда диэлектрический тест проводится на некотором неисправном изоляторе, то он имеет, в той или иной мере, разрушающий характер в зависимости от мощности используемого тестового инструмента. Вот почему этот тест резервируется для нового или реконструированного качественного оборудования, и только те устройства, которые проходят этот тест, вводятся в действие.
С.А.6121 - это тестер оборудования, который выполняет диэлектрический тест на избыточные напряжения 1000 В,
1250 В и 1500 В при мощности 500 ВА в соответствии с Директивой Европейского Союза EN 60204.
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ представляет собой неразрушающий метод измерения, когда он выполняется при нормальных тестовых условиях. Измерение проделывается посредством приложения напряжения постоянного тока, более низкого чем используемое для диэлектрического теста, и цель его состоит в том, чтобы дать результат, выраженный в кОм, МОм или ГОм. Эта величина сопротивления выражает качество изоляции между двумя проводящими элементами и дает хорошее указание в отношении риска протекания тока утечки. Неразрушающий характер этого метода полезен при осуществлении слежения за старением изоляции на каком-нибудь участке электрического оборудования или на промышленной установке по мере хода времени; по той же причине этот метод также может эффективно использоваться в качестве одного из средств планово-предупредительного ремонта.
Это измерение выполняется с использованием тестера изоляции, который также известен как "Мегаомметр".
КАКОВ УРОВЕНЬ ИЗМЕРЯЕМОЙ ИЗОЛЯЦИИ?
На практике установка или участок оборудования в первую очередь обесточивается, а затем к ней прикладывается тестовое напряжение постоянного тока, из которого мы получаем величину сопротивления изоляции. Во время измерения изоляции по отношению к "земле" рекомендуется устанавливать положительной полюс тестового напряжения на "землю", чтобы избежать любых проблем, вызываемых поляризацией "земли" при проведении повторных тестов.
Все стандарты, относящиеся к электрическим установкам и оборудованию, определяют условия измерений и минимальные пороговые значения дш измерений изоляции.
ИЗМЕРЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Хорошо известный стандарт NF С15-100, относящийся к электрическим установкам низкого напряжения, устанавливает, что сопротивление изоляции должно измеряться (установка обесточена) на секциях дшной 100 метров следующим образом:
а. Перед эксплуатацией, при отсоединенных токоприемниках, между каждым активным проводником (фазовым и нейтральным проводниками), чтобы проверить и убедиться, что ни один из них не пострадал от каких-нибудь повреждений изоляции в процессе монтажа и установки.
Перед эксплуатацией, со связанными активными проводниками и подсоединенными приемниками, чтобы проверить изоляцию на всех проводниках по отношению к "земле". Если установка содержит чувствительные электронные механизмы, то перед измерениями рекомендуется проверить и убедиться, что фазовый и нейтральный проводники надежно соединены.
Эти измерения также периодически выполняются на третичных или промышленных установках.
* Вполне возможно выполнять измерения на более коротких секциях, однако величина [сопротивления] изоляции становится обратно пропорциональной по отношению к длине, например, дш 50-метровой секции: R изоляции 50 м = 2 х R изоляции 100 м
ИЗМЕРЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ НА ЭЛ ДВИГАТЕЛЕ
Качество изоляции может быть проверено по отношению к "земле" или между отдельными обмотками.
Мы можем также проверить изоляцию - по отношению к "земле" - на эл. двигателе, подсоединенном к данной установке.
Тестовые напряжения 500 В и 1000 В наиболее широко используются во время тестирования эл двигателей низкого напряжения (менее 1000 В). На тех двигателях, которые работают при напряжении выше 1000 В (среднее напряжение), тестовыми напряжениями при проверке изоляции являются, как правило, 2500 В или 5000 В постоянного тока.
Тестирование изоляции на обмотках электромотора
ИЗМЕРЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ НА ТЕЛЕФОННЫХ КАБЕЛЯХ
Измеренияизоляции выполняются на качественных новых кабелях (еще не бывших в эксплуатации) при напряжении 250 В или 500 В, затем при 50 В или 100 В дш снятия показаний о неисправностях линий на кабелях уже бывших в эксплуатации. Измерения могут быть сделаны между между парами линий и экранировкой, подсоединенной к "земле", или между металлической экранировкой и "землей".
Разработанный дш "телекоммуникационных измерений", прибор С.А. 6531 имеет диапазоны измерений при напряжениях 50 В или 100 В дш того, чтобы проверять изоляцию между пучком свободных пар и экранировкой, подсоединенной к "земле". Удобно то, что он показывает длину телефонной линии непосредственно в километрах, поскольку линейная емкость может быть запрограммирована в нанофарадах на километр (nF/km).
ИЗМЕРЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОГО УРОВНЯ:
Использование предохранительной цепи.
В случае высоких уровней изоляции (свыше 1 ГОм) измерения иногда могут быть ошибочными по причине протекания токов утечки через влажные и пыльные поверхности изоляции. Зачастую техники хотят проверить только внутреннее качество изоляции, поэтому, чтобы сделать точные измерения, поверхностные токи утечки (которые, в противном случае, снизили бы измеренную величину сопротивления) должны быть ликвидированы таким образом, чтобы в изоляции сохранялось только протекание траверсного тока.
Эта процедура выполняется простым подсоединением защитного электрода прибора, измеряющего изоляцию, к какой-нибудь точке между тестовыми точками "+" и Защитный электрод вводит короткое замыкание в схему измерений и изменяет направление поверхностных токов таким образом, что они не замеряются. Защитный электрод подсоединятся к точке, где поверхностные токи предположительно явлются преобладающими (поверхность изоляции на кабеле или трансформаторе и т.п...), поэтому технику необходимо хорошо представлять возможное течение тока через тестовый элемент дш того, чтобы выбрать наилучшую позицию дш подсоединения защитного электрода.
Использование защитного электрода наряду с положительным и отрицательным тестовыми электродами позволяет вам выполнять более тонкие и точные измерения изоляции высокого уровня.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ БЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ И МОТОРЫ
Существует столь же много стандартов, относящихся к бытовым электроприборам, сколь разнообразны сами электроприборы. Тестовое напряжение 500 Вольт постоянного тока является наиболее общераспространенным и может быть применено к машинам (стандарт EN 60204), домашним бытовым электроприборам (стандарт EN 60335), электрическим распределительным щитам (стандарт EN 60204) и осветительной арматуре (стандарт EN 60204).
Минимальные пороговые значения могут варьироваться.
ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
Два фактора окружающей среды вступают в игру при выполнении измерений изоляции: ТЕМПЕРАТУРНЫЕ изменения могут заставить сопротивление изо.шции меняться почти экспоненциально. В случае выполнения работ по техническому обслуживанию на установке, содержащей несколько моторов, очень важно, чтобы все измерения проводились в аналогичных температурных условиях. В противном случае рекомендуется корректировать все результаты таким образом, чтобы все они базировались на некоей фиксированной эталонной температуре. Например, стандарт IEEE 43 в отношении эл двигателей говорит, что, в качестве аппроксимации, вы должны делить сопротивление изоляции на 2 дш каждых 10 градусов повышения температуры (и наоборот). Ниже приводится кривая коррекции, демонстрируемая этим руководящим документом:
ВЛАЖНОСТЬ влияет на изоляцию в зависимости от уровня загрязнения поверхности изоляции.
Всегда должны приниматься меры предосторожности, чтобы измерение не производилось, если температура ниже точки росы. Пристальное внимание к этим двум факторам позволит вам получать приемлемые и сопоставимые результаты и, следовательно, выполнять прогностическое техническое обслуживание высокого качества, гарантирующее, что электрическое оборудование будет служить вам наилучшим образом. В комплекте принадлежностей к мегаомметру С.А6549 может поставляться цифровой термометр вместе с пробником дш окружающего воздуха дш оптимизации измерения тестовых условий.
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ИЗОЛЯЦИИ
Интерпретация результатов является важной частью любого измерения. Как мы уже видели, показываемые прибором величины измерений для данного конкретного случая могут дать вам неопределенные результаты, например, если не учитывается изменение температуры, далее в том случае, когда, как предполагается, условия влажности должны быть стабильными. Два метода, описанные ниже, нацелены на то, чтобы производить интерпретацию измерений и обнаружение ухудшения качества изоляции с течением времени при помощи более простой процедуры.
МЕТОД, ОСНОВАННЫЙ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПРИЛОЖЕНИЯ ТЕСТОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Это метод обладает тем преимуществом, что он не подвержен значительному влиянию температуры (благодаря своему сравнительному характеру), а это означает, что он может быть легко выполнимым, без необходимости корректировать результаты. Это особенно подходит дш прогностического техобслуживания эл. двигателей и мониторинга их изоляции. Пользуясь этим методом, помните о различных токах, которые текут во время измерения сопротивления по изоляционному материалу (смотрите график).
Температура обмоток в градусах Цельсия
Кривая (3): Эта последняя кривая представляет ток утечки, который характеризует сопротивление изоляции.
Кривая (1): Соответствует току зарядки емкостного элемента тестируемой цепи. Этот кратковременный ток быстро спадает, по прошествии нескольких секунд доходя до 10 или около того, становясь незначительным по сравнению с измеряемым током утечки (If).
Кривая (2): Ток поглощения диэлектрика уменьшается намного более медленно. Он обеспечивает энергию, необходимую молекулам изоляции дш того, чтобы ориентировать себя соответственно приложенному электрическому полю.
СУЩЕСТВУЕТ ДВЕ ВОЗМОЖНОСТИ, КОГДА ТЕСТОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПРИКЛАДЫВАЕТСЯ В ТЕЧЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ:
a. Изоляция является превосходной (изоляционный материал чистый, сухой и находится в хорошем состоянии).
В этом случае ток утечки очень низкий, и измерение подвергается сильному влиянию токов зарядки емкостного элемента тестируемой цепи и поглощения диэлектриком. Время измерения сопротивления изоляции, таким образом увеличивается с увеличением продолжительности периода приложения тестового напряжения, в то время как так вихревые токи (токи Фуко) уменьшаются. Время, необходимое дш того, чтобы измерение на хорошем изоляционном материале стало стабильным, зависит от природы самого изоляционного материала. В случае старых видов изоляции стабильная величина, как правило, достигается спустя 10 или 15 минут. В случае некоторых современных типов изоляционного материала (например, эпокси-мика или полиэстер-мика) измерение может стать стабильным приблизительно через 2 или 3 минуты.
b. Изоляция плохая (изоляционный материал является поврежденным, грязным и влажным).
В этом случае ток утечки является высоким (и постоянным) и оставляет далеко позади токи зарядки емкостного элемента тестируемой цепи и поглощения диэлектриком. Измерение сопротивления изоляции очень быстро достигает некой устойчивой и постоянной величины.
Типичные изменения сопротивления изоляции как функции времени измерения
Из этих кривых, показывающих изменение в изоляции как функцию от продолжительности приложения тестового напряжения, вы можете видеть, что возможно не только снять "абсолютное" измерение изоляции, но также и выразить качество этой изоляции в форме некоего соотношения. Например, частное от величины сопротивления изоляции, измеренной через 10 минут приложения тестового напряжения, разделенной на эту величину, измеренную всего лишь через 1 минуту, дает нам то, что мы называем "Индексом поляризации (PI)". Однако, этот индекс сам по себе недостаточен. Он только лишь дополняет абсолютные величины изоляции, установленные в стандартах или определенные изготовителями эл. двигателей.
PI = R изоляции при 10 минутах / R изоляции при 1 минуте
Если PI < 1 Изоляция является опасной
Если PI < 2 Изоляция является сомнительной
Если PI < 4 Изоляция является хорошей
Если PI > 4 Изоляция является превосходной
Как мы уже указывали выше, ток диэлектрического поглощения в новейших изоляционных материалах падает намного более быстро, чем в их предшественниках. Поэтому в некоторых случаях измерение может стабилизироваться через 2 или 3 минуты. "Коэффициент диэлектрического поглощения" (DAR), т.е. соотношение величин сопротивления изоляции спустя 1 минуту и спустя 30 секунд, также можно использовать дш оценки состояния некоторых современных изоляционных материалов.
DAR = R изоляции в 1 минуту / R изоляции в 30 секунд Если DAR < 1,25 Изоляция является несоответствующей Если DAR <1,6 Изоляция является хорошей Если DAR >1,6 Изоляция яв.шется превосходной
Вариации в коэффициентах PI и DAR могут сделать прогностическое техобслуживание намного более легкой задачей, когда необходимо наблюдать за большим количеством оборудования.
МЕТОД, ОСНОВАННЫЙ НА ВЛИЯНИИ ВАРИАЦИИ ТЕСТОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ (измерение по этапам)
Присутствие загрязнений (пыль, вкрапления загрязняющего вещества...) или сырости на поверхности изоляционных материалов, как правило, отражается в измерениях, основанных на продолжительности приложения тестового напряжения (DAR, PI...). Однако, из-за старения некоторых изоляционных материалов определенные виды повреждений могут иногда проходить тест этого типа незамеченными в тех случаях, когда тестовое напряжение является низким по сравнению с диэлектрическим напряжением тестируемого изоляционного материала. Однако, значительное увеличение тестового напряжения могло бы привести к пробою изоляции в любой слабой точке, приносящее с собой заметное падение измеряемой величины.
Дш того чтобы этот метод работал, соответствующее тестовое напряжение (5 к 1) прилагается в один или более этапов равной продолжительности (например, 1 минуту), в то же время оставаясь ниже обычного тестового напряжения (2 Vr + 1000 В). Результаты этого метода совершенно не зависят от природы изоляционного материала и от температуры, поскольку он основывается не на внутренней характеристике измеряемого материала, а на эффективном снижении его сопротивления после тестов одной и той же продолжительности, но с разным напряжением.
Падение сопротивления изоляции между первым и вторым тестом на 25% или более указывает на ухудшение ("вырождение") данного изоляционного материала.
Контрольна.
Только для информации - на флоте пользоваться запрещено.
"КОНТРОЛЬКА"
Самый народный и просто необходимый электроизмерительный прибор это обычная лампа накаливания, контрольная лампа ("контролька").
Лампу следует применять небольшой мощности: до 60 ватт. Уникальность контрольной лампы состоит в том , что при замерах, хоть и примерных, величины напряжения, она становится нагрузкой (потребителем) замеряемой цепи.
Является необходимостью при работе с автомобильной электрикой, только электролампа на другое напряжение 12 или 24 вольта, в зависимости от электрооборудования автомобиля.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЗАМЕРАХ КОНТРОЛЬНОЙ ЛАМПОЙ На руки "контролер" должен надеть диэлектрические перчатки, натянув их раструб на рукава одежды. Стоять "контролеру" разрешается только на сухом диэлектрическом коврике или сухой диэлектрической дорожке. Контрольную лампу следует поместить в коробку из изоляционного материала с прорезью для светового сигнала.
Сетчатый металлический чехол предохраняет лампу от ударов, но при взрыве колбы лампы мелкие осколки могут поразить глаза, кожу...
Два проводника к патрону лампы нужно ввести в коробку через разные отверстия. Это исключит замыкание между проводниками, когда их изоляцию перетрут кромки отверстий.
Поэтому в отверстия для проводников хорошо бы вставить и закрепить пластмассовые втулки со скругленными краями. Когда проводят проверку наличия напряжения, коробка с лампой должна висеть на проводниках. Если эту проверку проводят вблизи пола, то коробку с лампой отодвигают от себя на возможно дальнее расстояние.
Сами шнуры и провода для проводников выбирают вышеописанного типа, т.е. ШВП-1, ШПС и т.п. Держатели щупов проводников изготовляют из пластмассы так, как это описывалось ранее. Фланцы на шупах исключат попадание пальцев на токонесущие части установок, да и на обнаженные концы металлических щупов, вставленных в эти держатели. Контрольную лампу оснащают электролампой напряжением в 220 В. Бывает, и при этом напряжении колба лампы после прохождения по ней тока взрывается. Поэтому всегда следует отворачиваться от любой лампы в момент включения. Ну, а если на лампу подать, например, 380 В, то колба сразу разлетится.
Отсюда и рекомендация: последовательно подсоединить последовательно две лампы на 220 В.
Самовентиляция генераторов осуществляется по замкнутому и разомкнутым циклам.
Генераторы
Генераторы выполняются с самовентиляцией, в брызгозащищенной (брызгонепроницаемом) и каплезащитном исполнении (см. класс IP).
Роторы судовых синхронных генераторов изготавливаются неявнополюсными на 3000 об/мин и явнополюсными на 500, 750, 1000 и 1500 - 1800 об/мин (в зависимости от необходимой частоты 50 или 60 HZ). Режим работы судовых генераторов длительный.
Генераторы выполняются на подшипниках качения с консистентной смазкой и на подшипниках скольжения с принудительной смазкой, идущей от первичных двигателей.
Охлаждение генераторов обеспечивается насаженным на вал вентилятором, а в случае замкнутого цикла вентиляции еще и водяным воздухоохладителем. Генераторы, имеющие водяной воздухоохладитель, предназначенный для охлаждения нагретого воздуха (выходящего из генератора), работают с самовентиляцией по замкнутому циклу, а в аварийных режимах - по разомкнутому циклу.
Генераторы, не имеющие воздухоохладителей, работают с самовентиляцией по размокнутому циклу. Генераторы с воздухоохладителями, работающие по замкнутому циклу, имеют брызгозащищенное или брызгонепроницаемое исполнение, а при разомкнутом цикле -защищенное исполнение.
Устройство.
Судовые синхронные генераторы выполняются на напряжения 230В,380В,440В,660В с соединением фаз в звезду или треугольник. По системе возбуждения синхронные генераторы выполняются с самовозбуждением от статической системы фазового компаундирования и автоматическим регулированием напряжения, с независимым возбуждением от возбудителя (генератора постоянного тока) и бесконтактной (бесщеточной) системой возбуждения, включающей в себя возбудитель и систему регулирования напряжения.
Синхронные генераторы с независимым возбуждением морально устарели, применяются только в судовых установках на ремонтируемых судах и поэтому в справочнике не рассматриваются. Основными элементами статора являются станина, представляющая собой остов машины, запрессованный в нее сердечник и подшипниковые щиты. Станина имеет сварную или литую конструкцию. В зависимости от степени защиты от окружающей среды и способа охлаждения наружная поверхность станины может быть гладкой или ребристой. Заодно со станиной отливают или приваривают к ней лапы для крепления машины к фундаменту.
Для обеспечения надежной работы машины станину выполняют достаточно жесткой и прочной. В станину запрессовывают сердечник статора, имеющий полную цилиндрическую шихтованную конструкцию. В его пазах уложена трехфазная обмотка с таким же числом полюсов, как у ротора. Сердечник статора вместе с обмоткой называют также якорем.
С целью уменьшения потерь на вихревые токи сердечник набирают из отштампованных изолированных листов специальной электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35 мм.
В машинах средней и большой мощности для улучшения охлаждения сердечник статора набирают из пакетов, между которыми имеются радиальные вентиляционные каналы. В выштампованных изолированных пазах сердечника статора уложена обмотка с соответствующей изоляцией.
Выводы фазных обмоток статора расположены в выводной коробке, размещенной на станине. На торцах станины имеются специальные заточки для посадки и центрирования подшипниковых щитов.
Ротор генератора состоит из полюсов с обмоткой возбуждения, к которой через контактные кольца и щетки подается постоянный ток. В полюсных наконечниках размещена успокоительная (демпферная) обмотка. Ротор может быть явнополюсным — с выступающими полюсами или неявнополюсным — цилиндрическим. В зависимости от этого генератор называются явно- или неявнополюсными.
Рис 2.
СГ с относительно малой частотой вращения делают явнополюсными (На рисунке 2 изображен продольный разрез явнополюсного ротора, имеющего 4 полюса). На роторе равномерно размещены явно выраженные полюса, состоящие из сердечников. На сердечнике находится катушка обмотки возбуждения, удерживаемая полюсным наконечником.
Пар полюсов у явнополюсных СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР (СГ) может быть два или более. Такое устройство ротора СГ облегчает выполнение обмотки возбуждения, но затрудняет обеспечение необходимой механической прочности.
Сердечники полюсов делают из листов электротехнической стали толщиной 1-1,5 мм, которые стягивают с помощью шпилек. В СГ средней и большой мощности полюса крепят к выступам вала, к его втулке или ободу крестовины с помощью Т-образных хвостов. Обмотку возбуждения крупных СГ изготовляют из голой полосовой меди, ее витки изолируют один от другого. Демпферную обмотку выполняют из медных или латунных стержней.
Такая обмотка напоминает "беличью клетку" асинхронного короткозамкнутого двигателя. Она служит для пуска синхронного двигателя или является успокоительной у синхронных генераторов. Ротор вместе с обмоткой возбуждения называют также индуктором.
У явнополюсных СГ малой мощности индуктор может быть неподвижным, а якорь вращаться. Явнополюсные СГ с горизонтальным валом обычно имеют аксиально-радиальную систему вентиляции.
Рис 3.
Ротор неявнополюсного СГ (рисЗ.) не имеет явно выраженных полюсов. На его внешней цилиндрической поверхности фрезеруют пазы, в которые укладывают обмотку возбуждения. Число пар полюсов у таких машин может быть равно одной или двум.
Роторы СГ большой мощности изготовляют из цельных поковок хромоникелевой или хромоникельмолибденовой стали. Обмотку ротора выполняют в виде концентрических катушек, которые закрепляют в пазах с помощью металлических немагнитных клиньев (из дюралюминия), обладающих большой механической прочностью.
Лобовые части обмотки крепят кольцевыми бандажами, изготовленными из особо прочной стали. Примерно одна треть каждого полюсного деления ротора не имеет пазов и носит название большого зуба.
В зависимости от рода первичного двигателя судовые СГ делят на дизель-генераторы (приводной двигатель — дизель) и турбогенераторы (приводной двигатель — турбина). У явнополюсных СГ в качестве приводного двигателя используют, как правило, дизели, у неявнополюсных — турбины. Принцип действия:
Как и другие электрические машины, СГ являются преобразователями энергии. Так, СГ преобразует механическую энергию в э*\ектрическую. Преобразование энергии в этих машинах осуществляется без значительных потерь, поэтому КПД у них высок.
В основе работы СГ лежат законы электромагнитной индукции и электромагнитного взаимодействия. В режиме холостого хода магнитный поток Ф в СГ создается магнитодвижущей силой FB обмотки возбуждения (для этого к обмотке возбуждения подводится постоянное напряжение).
При вращении ротора СГ с частотой вращения n: f=pn/60 где р — число пар полюсов СГ; п — частота вращения, об/мин.
Если к трехфазной обмотке статора СГ подключить симметричную нагрузку, то по обмотке потекут переменные токи синусоидальные I = IA = IB =1С, равные между собой и сдвинутые по фазе относительно один другого на угол 120 эл. град. Эти токи создают результирующую МДС F и вращающееся магнитное поле Фа.
МДС якоря (статора) FA вращается в пространстве синхронно с ротором и воздействует на его МДС FB. Это явление носит название реакции якоря (т.е. реакция якоря - это влияние магнитного поля якоря на общее магнитное поле машины). Вследствие совместного действия магнитодвижущих сил FA и FB создается результирующий магнитный поток Ф синхронной машины.
Взаимодействие результирующего магнитного поля Ф с током I якоря вызывает появление электромагнитного момента СГ. В СГ он направлен встречно моменту, развиваемому приводным двигателем. Влияние реакции якоря СГ на ее рабочие свойства зависит от характера тока статора.
Так, при емкостной нагрузке напряжение СГ вследствие реакции якоря увеличивается, при индуктивной - уменьшается. Для судовой э*\ектростанции типична активно-индуктивная нагрузка, так как основными потребителями являются асинхронные короткозамкнутые двигатели.
Устройство оесщеточного генератора.
Через регулятор напряжения, который в качестве регулирующего звена управляет уровнем возбуждающего поля, генератор с постоянным магнитом посылает ток для возбуждения поля машины возбуждения. Регулятор напряжения реагирует на управляющий сигнал уровня напряжения, который через разделительный трансформатор отводится от обмотки основного статора машины. В результате маломощного управления полем машины возбуждения через выпрямительный выход якоря машины возбуждения происходит управление полем главной машины с высокой потребной мощностью.