Оснач О.Ф. Товарознавство. Промислове обладнання, прилади, інструменти
Подождите немного. Документ загружается.
81
Розділ 2. Електричні машини
трифазні сельсини; обмотку синхронізації в обох типах сель
синів звичайно виконують за типом трифазної.
Трифазні сельсини мають таку ж конструкцію, як трифазні
асинхронні двигуни з контактними кільцями на роторі. Прин
цип дії сельсина не залежить від місця розташування кожної з
обмоток. Однак частіше за все в сельсинах обмотку синхроні
зації розміщають на статорі, а обмотку збудження – на роторі
(для зменшення кількості контактних кілець і підвищення над
ійності роботи).
Синхронні електродвигуни
Синхронний електродвигун – двохобмоточна електрична
машина, одна з обмоток якої приєднується до електричної ме
режі з постійною частотою обертання, а друга обмотка збуд
жується постійним струмом, частота обертання ротора не зале
жить від навантаження і є постійною по відношенню до частоти
електричної мережі.
Синхронний двигун складається з ротора з полюсами, на
який намотана обмотка збудження, що живиться постійним
струмом. Статор має трифазну обмотку, до якої підключається
живлення від мережі трифазного змінного струму.
У синхронній машині обмотку, в якій індукується ЕРС і
протікає струм навантаження, називають обмоткою якоря, а
частина машини, на якій розташована обмотка збудження, –
індуктором, отже, у наведеній машині статор є якорем, а ро
тор – індуктором
Принцип дії синхронного двигуна такий. Полюси ротора при
пропусканні по їх обмотках постійного струму намагнічують
ся. Якщо обмотку статора підключити до мережі трифазного
струму, то в статорній обмотці, подібно статору асинхронного
електродвигуна, створюється обертове магнітне поле, полюси
якого обертаються із синхронною швидкістю. Кількість полюсів
статора і ротора повинна бути однаковою.
Ротор синхронного двигуна повинен обертатися зі строго
постійною швидкістю, рівній швидкості обертового магнітного
«Товарознавство»
82
поля статора, тобто ротор повинен обертатися синхронно з
полем статора, звідки і назва – синхронний двигун.
У силу самого принципу дії синхронного електродвигуна
він не розвиває ніякого пускового моменту, від чого його ро
тор не може почати обертатися самостійно.
Залежно від способу живлення обмотки збудження розріз
няють системи незалежного збудження і самозбудження.
Для пуску в хід ротора, або, як говорять, для введення його
в синхронізм, застосовується багато способів, серед яких найб
ільше поширення одержали два:
введення в синхронізм ротора від стороннього електрод
вигуна;
асинхронний пуск, тобто двигун пускається в хід як асин
хронний, а коли швидкість обертання ротора стане близь
кою до синхронної, до нього підключається для живлен
ня постійний струм, і двигун входить у синхронізм.
При самозбудженні обмотка збудження живиться від обмот
ки якоря через керований або некерований випрямляч – заз
вичай напівпровідниковий. Потужність, необхідна для збуджен
ня, порівняно невелика і складає 0,3–3% від потужності
синхронної машини.
В усіх випадках синхронні електродвигуни запускаються
без навантаження.
У результаті взаємодії поля статора і ротора останній
обертається синхронно з полем статора. На відміну від
асинхронних двигунів частота обертання синхронних дви
гунів не знижується з підвищенням моменту навантажен
ня. Це є їх перевагою. Іншою перевагою синхронних дви
гунів є можливість роботи з коефіцієнтом потужності,
близьким до одиниці. Недоліком синхронних двигунів є
необхідність у спеціальній пусковій обмотці для асинхрон
ного пуску двигунів або інших пристроїв для забезпечення
режиму пуску і гальмування. Синхроннореактивні двигу
ни в приводах зубошліфувальних верстатів зберігають час
тоту обертання на рівні синхронної.
83
Розділ 2. Електричні машини
До синхронних двигунів загального призначення відносять
синхронні турбодвигуни серій СТД і СТДП, синхронні двигу
ни серій СД2, СДН2, СДН32.
Номінальними даними для синхронних машин є номінальна
потужність, коефіцієнт потужності, схема з’єднань обмоток,
лінійна напруга, частота обертання, частота струму якоря, на
пруга і струм обмотки.
Синхронні мікромашини
В автоматичних пристроях широко застосовують синхронні
мікродвигуни потужністю від долей вата до декількох сотень
ватів. Характерною рисою таких двигунів є те, що їх частота
обертання жорстко зв’язана з частотою живлячої мережі, тому
їх використовують у різних пристроях, де потрібно підтриму
вати постійну частоту обертання (в електричних годинних
механізмах, стрічкопротяжних механізмах самописних приладів
і кіноустановок, радіоапаратурі та ін.) У ряді випадків синх
ронні мікромашини застосовують як генератори, наприклад, для
одержання змінного струму підвищеної частоти (індукторні
генератори) і виміру частоти обертання (синхронні тахогенера
тори).
Залежно від особливостей електромагнітної системи синх
ронні мікромашини підрозділяють на такі типи:
двигуни і генератори з постійними магнітами;
реактивні двигуни;
гістерезисні двигуни;
індукторні генератори і двигуни;
крокові (імпульсні) двигуни.
Ці мікромашини виготовляють зазвичай без обмотки збуд
ження на роторі, що значно підвищує їх експлуатаційну
надійність і спрощує конструкцію.
«Товарознавство»
84
2.3. Маркірування, упакування, транспортування та
зберігання електродвигунів та генераторів
Кожний двигун маркірується, тобто на його корпусі зак
ріплюються табличка з наступною інформацією: товарний
знак підприємствавиробника; тип двигуна з зазначенням
кліматичного виконання і категорії; заводський номер двигу
на; номінальний режим роботи; номінальні – потужність, кВт;
напруга; сила струму, А; частота обертання, об/хв; система
збудження; напруга паралельної обмотки, В; вага; рік випус
ку; стандарт.
Для вибухозахищених двигунів на видному місці наносить
ся знак вибухозахисту (ВЗГ) і біля заземлюючих затисків –
знаки заземлення.
Терміни дії консервації встановлені технічними умовами на
конкретні типи двигунів. На деталях вибухозахищених оболо
нок повинно бути клеймо гідравлічних випробувань.
Упакування двигунів захищає їх від пошкоджень при транс
портуванні та зберіганні. Внутрішнє упакування двигунів і його
сполучення з транспортним упакуванням вибирають залежно
від умов та термінів транспортування і зберігання згідно з тех
нічною документацією.
Двигуни зберігають на відкритих майданчиках у районах
з помірним та холодним кліматом, під навісами та в при
міщеннях, де температура і вологість повітря мало відрізня
ються від коливань температури і вологості на відкритому
повітрі, в закритих або інших приміщеннях з природною
вентиляцією без штучно регульованих кліматичних умов, де
коливання температури і вологості повітря істотно менші,
ніж на відкритому повітрі.
Способи зберігання двигунів: стелажний та на підлозі на
плоских піддонах 2ПО4800х1200Д та 2ПВ21200х1600Д.
Термін зберігання електродвигунів на складах не більше 6
місяців. Крім того, необхідно регулярно (одиндва рази на
місяць) проводити огляд двигунів.
85
Розділ 2. Електричні машини
При виявленні ознак псування, а також після шести місяців
зберігання електродвигуни ретельно оглядають, видаляють ви
никлу корозію і піддають повторній консервації.
Постачання генераторів, упакованих в ящики або без
ящиків, проводиться в критих залізничних вагонах або автомо
білях. Генератори потрібно закріпити таким чином, щоб виклю
чити можливість їх переміщення.
На генераторі закріплюють табличку, на якій вказують щи
ток підприємства, номер по каталогу, номер стандарту, а також
дані по ДСТУ, товарний знак підприємствавиробника, найме
нування і тип генератора, вихідну потужність, що споживаєть
ся, кВт, робочу частоту, Гц, характеристику мережі живлення,
рік та місяць випуску, масу, кг.
Упаковка та консервація генераторів повинні проводитись
відповідно до технічної документації підприємствавиробника.
Бокові кришки при зберіганні статорів генераторів установ
люються на статорі, отвори в них закривають дошками, фане
рою, картоном або іншим твердим матеріалом.
Ротори генераторів необхідно зберігати в упаковці, ротори
турбогенераторів – установлювати на дерев’яних підкладках з
вирізами по діаметру ротора.
Контакторні кільця роторів, колектори збудників, шийки
валів при зберіганні змащують, а шийку вала покривають дош
ками та обв’язують дротом.
Зберігання генераторів повинно проводитися відповідно до
технічної документації – в закритих складах з природною вен
тиляцією. В атмосфері приміщень для зберігання генераторів не
повинно бути кислотних парів та домішок речовин, що можуть
пошкодити ізоляцію, частини генераторів, що проводять струм,
та апарати регулювання.
Генератори зберігають на піддонах, на стелажах або штабе
лях (в один ярус), термін зберігання – не більше шести місяців.
Під час зберігання генератори регулярно оглядають. При вияв
ленні ознак псування, а також після шести місяців зберігання
генератори ретельно оглядають, видаляють виниклу корозію та
піддають їх повторній консервації.
«Товарознавство»
86
2.4. Трансформатори
Трансформатор електричний – статичний електромагніт
ний пристрій, який перетворює змінний струм однієї напруги
в іншу (без зміни частоти). Електричні трансформатори кла@
сифікують за такими ознаками:
призначенням: на трансформатори напруги, високовольтні,
досліджувальні, із регульованою напругою під навантажен
ням, трансформатори струму і спеціального призначення;
схемним призначенням: на силові, силові спеціальні
(грубні, електрозварювальні), вимірювальні, узгоджу
вальні, імпульсні в електротехніці;
числом фаз джерела енергії: на одно і трифазні;
за найвищою напругою однієї з обмоток: на низько і висо
ковольтні;
потужністю: малої, середньої і великої;
типом конструкції сердечників: на броньові, стержневі,
стрічкові і тероїдальні;
способом охолодження: із природним повітряним, приму
совим, рідинним і парорідинним;
режимом роботи: тривалого, короткого і короткочасного;
залежно від схеми за кількістю обмоток: одно, двох і ба
гатообмоточні.
Електричні трансформатори застосовують у радіотехніці і
зв’язку як силові і узгоджувальні елементи, у системах автома
тики і телемеханіки.
Кожний трансформатор складається з таких основних час
тин: сердечника, обмоток і вивідних затисків (або кінців).
Принцип дії трансформатора заснований на явищі електро
магнітної індукції і полягає в тому, що на сталевий сердечник
намотуються дві обмотки, одна з яких з’єднується з генерато
ром змінного струму або включається в мережу змінного стру
му, а інша – зі споживачем струму (опором). Електричний
струм, проходячи по обмотці, з’єднаній з генератором або ме
режею змінного струму, створює в сердечнику змінний магніт
ний потік, що в іншій обмотці індукує ЕРС. Обмотку, з’єднану
87
Розділ 2. Електричні машини
з генератором змінного струму, називають первинною, а обмот
ку, до якої приєднується споживач, — вторинною.
Оскільки змінний магнітний потік пронизує одночасно
обидві обмотки, то в кожної з них індукуються змінні ЕРС,
розмір яких у кожній обмотці залежить тільки від кількості
витків у ній.
З’ясуємо роль сталевого сердечника в трансформаторі. Інду
кована у витках трансформатора ЕРС залежить від розміру
магнітного потоку, тобто від магнітної індукції. Якщо до однієї
з обмоток трансформатора подана напруга мережі, то з іншої
обмотки буде знята напруга, більша або менша напруги мережі
в стільки разів, у скільки разів більша або менша кількість
витків вторинної обмотки.
Якщо з вторинної, обмотки знімається напруга, більша,
ніж подана до первинної обмотки, то такий трансформатор
називається підвищувальним. Навпаки, якщо з вторинної об
мотки знімається напруга менша, ніж з первинної, то такий
трансформатор називається понижувальним. Кожний транс
форматор може бути використаний як підвищувальний і як
понижувальний.
Однофазні трансформатори бувають двох типів: стержневі
і броньові. У броньового трансформатора котушки обмоток ото
чені сердечником (як бронею).
Обмотки потужних силових трансформаторів для кращого
охолодження занурюють у спеціальні баки, заповнені трансфор
маторним маслом.
У стержневого трансформатора обмотка низької напруги
міститься ближче до сердечника, а обмотка високої напруги для
кращої її ізоляції від сердечника розміщується зовні, тобто об
мотки розміщуються концентрично одна до одної. Такі обмот
ки називаються циліндричними.
Низькочастотні трансформатори, застосовувані у випрям
них пристроях, зазвичай називають силовими трансформато$
рами (рис.2.11).
«Товарознавство»
88
Перший у світі трифазний трансформатор був створений
1890 р. знаменитим російським інженеромелектриком
М.О. ДоливоДобровольським.
Трифазний трансформатор має сердечник, який скла
дається з трьох стержнів, верхні і нижні кінці яких замкнуті
сталевим ярмом. На цих стержнях містяться одна на іншій
обмотки низької і високої напруг. В усіх трансформаторах із
сталевими сердечниками утворюються додаткові втрати
енергії. Одна з причин цих утрат – вихрові струми. Вихрові
струми нагрівають сердечник. Це викликає не тільки зайву
витрату енергії джерела, але і становить небезпеку для ізо
ляції обмотки, що може зруйнувати трансформатор під впли
вом високої температури.
Рис. 2.11. Трансформатори низької частоти
У радіотехнічних пристроях часто використовуються авто
трансформатори.
Автотрансформатором називають такий трансформатор, у
якого обмотка нижчої напруги електрично (гальванічно) пов’я
зана з обмоткою вищої напруги.
Автотрансформатор має усього одну обмотку. Від частини
цієї обмотки зроблений відвід.
Вимірювальні трансформатори використовують, головним
чином для підключення електровимірювальних приладів у колі
змінного струму високої напруги. При цьому електровимірю
вальні прилади виявляються ізольованими від ланцюгів висо
кої напруги, що забезпечує безпеку роботи обслуговуючого
89
Розділ 2. Електричні машини
персоналу. Крім того, вимірювальні трансформатори дають мож
ливість розширювати межі виміру приладів, тобто вимірювати
великі струми і напруги за допомогою порівняно нескладних
приладів, розрахованих для виміру малих струмів і напруг. У ряді
випадків вимірювальні трансформатори служать для підключен
ня до ланцюгів високої напруги обмоток реле, що забезпечують
захист електричних установок від аварійних режимів.
Вимірювальні трансформатори підрозділяють на два типи:
трансформатори напруги і трансформатори струму. Перші слу
жать для включення вольтметрів, а також інших приладів, що
реагують на розмір напруги (наприклад, котушок напруги ват
тметрів, лічильників, фазометрів і різних реле). Другі служать
для включення амперметрів і струмових котушок зазначених
приладів. Вимірювальні трансформатори виготовляють потуж
ністю від 5 В • А до декількох сотень вольтампер, вони розра
ховані для спільної роботи зі стандартними приладами (ампер
метрами на 1; 2; 2,5 і 5 А, вольтметрами на 100 В).
Трансформатори малої потужності і мікротрансформато
ри бувають стержневими, броньовими і тороїдальними.
Трансформатори стержневого типу виконують як з однією,
так і з двома котушками. Броньові трансформатори мають
більш низьку вартість у порівнянні зі стержневими транс
форматорами через меншу кількість котушок, а також спро
щення складання i виготовлення.
У пристроях автоматики, електроніки і зв’язку для пере
дачі імпульсних сигналів малої тривалості широко застосову
ють імпульсні трансформатори, які виготовляються двох і ба
гатообмоточними. Їх використовують для зміни амплітуди
імпульсів і їх полярності, узгодження опорів і зв’язку між ок
ремими каналами імпульсних пристроїв, виключення з лан
цюгів навантаження постійної складової струму. Потужність
імпульсів, передана сучасними трансформаторами, коливаєть
ся від декількох ватів до сотень кіловатів. Тривалість їх залеж
но від призначення трансформатора може вимірюватися в
секундах (в автоматиці), мілісекундах (у телеграфії), мікросе
«Товарознавство»
90
кундах (у радіозв’язку і радіолокації) і наносекундах (у фізич
них експериментальних установках) (рис.2.12).
Рис. 2.12. Імпульсний
трансформатор
Основною вимогою, запропонова
ною до імпульсних трансформаторів, є
мінімальне перекручування форми пе
реданого сигналу. У результаті замість
ідеального прямокутного імпульсу утво
рюється перекручений імпульс.
Тип (серія) силового трансформато
ра позначається такими літерами: А –
автотрансформатор (трансформатор по
значення не має), число фаз: Ооднофаз
ний, Т – трьохфазний, Р – виконання
з розщепленою обмоткою, вид охолод@
ження: С – природне повітряне при відкритому виконанні, СЗ –
природне повітряне при захищеному виконанні, СГ – природ
не повітряне при герметичному виконанні, СД – повітряне з
дуттям, М – природне масляне, Д масляне з дуттям і природ
ною циркуляцією масла, Ц – масляноводяне з примусовою
циркуляцією масла, ДЦ – масляне з дуттям і примусовою цир
куляцією масла, МВ – масляноводяне, число обмоток: Т – трьо
хобмоточні, Н – виконання однієї з обмоток із пристроєм РПН;
особливості виконання: Г – вантажоупорне, З – захищене, У –
удосконалене, Ж – для електрифікації залізниць, С – для влас
них потреб електростанції, В – водозахищений.
Цифрами вказується потужність і напруга обмотки ВН у
вигляді дробу (потужність кВ·А у чисельнику та номінальну
напругу обмотки ВН, кВ у знаменнику).
Наприклад, позначення ТРДЦН6300/220 розшифровуєть
ся таким чином: трансформатор трьохфазний, з масляним охо
лодженням з дуттям та примусовою циркуляцією масла, дво
хобмоточний, з регулюванням напруги під навантаженням,
потужністю 6300 кВ·А, з напругою обмотки ВН 220 кВ.