Техника безопасности при работе студентов в лаборатории

Для того чтобы уберечь себя и товарищей от несчастного случая, а государственное имущество от аварии, необходимо хорошо знать и полностью выполнять правила внутреннего распорядка, техники безопасности и пожарной безопасности.

К лабораторным работам допускаются студенты, которые озна­комились с общими конкретными требованиями техники безопасности и прошли соответствующий инструктаж.

Проведение инструктажа и проверка знаний правил техники безопасности должны быть зарегист­рированы соответствующими записями в лабораторном журнале. Конкретные требования техники безопасности при проведении той или иной работы изложены в описании к лабораторным работам.

Лабораторная работа №1 изучение конструкции и эксплуатационно-технических данных асинхронных электродвигателей

Цель работы.

Работа преследует цель практического ознакомления студентов с устройством и конструктивными исполнениями основных видов асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, сос­тавление представления о современной маркировке базовых моделей, их паспортных данных, освоение методики расчета для использования асинхронных двигателей при различных режимах эксплуатации.

Описание работы.

В главных приводах кузнечнопрессовых машин, в приводах вспомогательных узлов и средств механизации широко применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Принцип дейст­вия их основан на образовании вращавшегося магнитного поля от переменного тока в обмотке статора и воздействии этого поля на токи, индуцированные в короткозамкнутых витках ротора.

По способу монтажа и расположения оси ротора двигатели различаются в соответствии с ГОСТ 2470-79 (/I/ стр. 10, табл.1.3). Каждому установочному размеру (условно это высота оси вращения) соответствует условная длина станины, выраженная буквами L, S, M, и мощность двигателя при заданном числе полюсов. Увязка мощнос­тей с установочными размерами определена ГОСТ 19523-81 (/I /, cтр. 7, табл. 1.1, 1.2).

До 1970 года промышленность выпускала асинхронные двига­тель серии А, АО, А2. В настоящее время в стране выпускаются асинхронные двигателя единой серии 4А с широким рядом модификаций и специализированных исполнений.

Для двигателей серии 4А установлена следующая структура обозначения:

1 - порядковый номер серии; 2 - род двигателя (асинхронный), 3 - обозначение модификации, где Р - с повышенным пусковых моментом, С - с повышенным скольжением, К - с фазным рото­ром, Е - со встроенным тормозом, Н - малошумные двигатели; 4 - исполнение по степени защиты, которое в соответствии с принятыми международными соглашениями могут быть: а) закрытые с вентилятором на оси ротора - обозначение IP44; б) за­щищенные (прикрытые от механических воздействий корпусом с жалюзи – IP23). Если в обозначении двигателя на данном месте стоит буква Н, то степень защиты IР23, если знак отсутству­ет – IP44. 5 - исполнение двигателя по материалу станины и щита (А - станина и щит алюминиевые; X - станина алюминиевая, щиты чугунные или наоборот). Отсутствие знака означает, что станина и щиты чугунные или стальные. 6 - высота вращения ротора; 7 - условная длина станины; 8 - длина сердечника статора (А или В). Если знака нет, то длина одинакова с установочным размером. 9 - число полюсов ( Р = 2; 4; 6; 8; 10; 12); 10 - климатическое исполнение (У - для умеренного климата, Т - тропическое, ХЛ- холод­ного климата); 11 - категории размещения (от 1 до 5 в зави­симости от среднемесячной температуры, относительной влажности, длительности воздействия /I/; стр. 12, табл. 1.4).

Из всех модификаций электродвигателей единой серия 4А в приводе механических КПМ наибольшее применение имеют электро­двигатели с повышенным скольжением - 4АС. Кузнечнопрессовые машины, работающие в условиях пиковой нагрузки, снабжаются ма­ховиком.

Во время рабочей операции маховик снижает свою ско­рость, расходуя часть накопленной энергии на выполнение полез­ной работы. Во время холостого хода электродвигатель разгоня­ет маховик, восстанавливая его первоначальный запас кинетичес­кой энергии. В результате происходит выравнивание нагрузки на валу электродвигателя. С некоторой долей условности можно считать, что нагрузка на валу электродвигателя в приводе криво­шипного пресса меняется незначительно и его режим работы харак­теризуется как продолжительный.

Кроме продолжительного режима различают такие:

а) кратковременный режим, при котором электродвигатель за время нагружения не успевает нагреться до установившейся темпе­ратуры, но в течение паузы успевает полностью охладиться. Для кратковременного режима установлены следующие стандартные дли­тельности времени цикла - 30, 60, 90 мин.

б) повторно-кратковременный режим, когда электродвигатель за время нагружения не успевает нагреться до установившейся тем­пературы, а во время паузы не успевает полностью охладиться. Режим характеризуется величиной относительной продолжительности включения

ПВ = ·100%

Продолжительность цикла равна 10 мин, а циклы работы 1,5; 2,5; 4 и 6 мин. При этом режиме рассчитывается также число допус­тимых включений в час.

Порядок выполнения работы:

1. Определяются паспортно-технические данные асинхронного двигателя, установленного на открытом однокривошипном прессе усилием 100 кН.

2. В соответствии с действующими ГОСТ и правилами идентификации произвести перемаркировку двигателя для серии 4А.

3. Провести поверочный расчет для использования этого двигателя в кратковременном и повторно-кратковременном режиме.

Поверочный расчет.

При использовании электродвигателя продолжительного режима для кратковременной работы мощность последнего находят по формуле

Р_к = Р_н

где, Р_н - номинальная мощность,

t_k = 30, 60, 90 мин. - время работы,

Т = 20 мин. - постоянная времени нагрева электродвигателя,

α = 0,8 - отношение постоянных потерь к переменным при номи­нальном режиме.

При использовании электродвигателя продолжительного режима для повторно-кратковременной работы мощность последнего находят по формуле:

Р_пк = Р_н

где ПВ - продолжительность включения в относительных единицах (0,15; 0,25; 0,4; 0,6);

= 0,4 - коэффициент отличия охлаждения при паузе и номинальных оборотах.

Допустимое число включений в час при повторно-кратковремен­ном режиме будет равно:

n = 3700·∆Р_н

где ∆Р_н = Р_н ( - 1),

- номинальный КПД

∆А_п = (кгм) -потеря энергия при пуске

I ≈Nн · 10^-3 (кгмс²)

где N- мощность двигателя в кВт,

= 1 – отношение активного сопротивления обмотки статора к активному сопротивле­нию обмотки ротора;

Мн = - номинальный момент в кгм;

- номинальные обороты двигателя в мин;

- кратность пускового момента к номинальному;

Мс = - момент сопротивления от сил трения;

- скорость вращения магнитного поля в статоре;

- число оборотов магнитного поля в мин;

f = 50- промышленная частота тока в Гц , Р - чис­ло пар полюсов в эл. Двигателе.

∆А_тп ≈ ∆3А_п , ∆А_тр ≈ ∆4А_п , ∆А_тд ≈ ∆А_п

∆А_тп - потери энергии при торможении противовключением;

∆А_тр - потери энергии при торможении рекуперативным торможением;

∆А_тд - потери энергии при динамическом торможении.

Результаты работы и выводы.

1.Определяются технические и паспортные данные изучаемого двигателя.

2. Проводится маркировка двигателя в соответствии с сов­ременными правилами идентификации.

3.Производится поверочный расчет двигателя для различных режимов работы.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.

Осмотр электродвигателя проводится при обесточенной линии питания пресса.

Контрольные вопросы.

1. Почему в приводе кривошипных прессов устанавливаются асинхронные двигатели с повышенным скольжением?

2. Чем отличаются двигатели с повышенным скольжением от обычных?

3. В чем сущность динамического торможения асинхронного двигателя.

Литература / 2, 1, 6, 7/