Монтаж электрических машин и аппаратов
Общие понятия о проведении электромонтажных работ машин и аппаратов
Электротехническими установками называются устройства, производящие, преобразовывающие, распределяющие и потребляющие электрическую энергию. Для надежной и бесперебойной работы каждая электротехническая установка должна быть правильно спроектирована, обеспечена надлежащим электрооборудованием и электроматериалами. Монтаж всех объектов необходимо тщательно выполнять.
Требования, предъявляемые к электротехническим установкам, изложены в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ), выполнение которых обязательно при их проектировании и монтаже.
Монтаж электрических машин и аппаратов — это весьма ответственный, сложный и трудоемкий процесс, требующий тщательной предварительной подготовки. Помимо правильного и качественного выполнения монтажа с чисто технической точки зрения, к монтажным работам предъявляются требования в отношении сроков и стоимости их выполнения.
Монтаж крупных электрических машин связан обычно с вводом новых энергетических мощностей или с вводом в эксплуатацию крупных промышленных предприятий в установленные сроки. Таким образом, скоростные и качественные методы монтажа имеют большое значение.
Перед началом монтажа должны быть проведены необходимые организационно-технические мероприятия:
составление рабочего проекта организации работ, в котором должны быть указаны технологический процесс и календарный план проведения всех операций;
детальная разработка технологического процесса монтажа и доведение его до рабочего места;
правильная расстановка рабочей силы и осуществление максимальной механизации монтажных работ;
обеспечение безопасности производства работ, а также организация отопления, освещения и вентиляции;
обеспечение бесперебойного ведения монтажных работ путем своевременного и комплектного снабжения инструментами и материалами.
Электроустановки подразделяются на установки с номинальным напряжением до 1000 В включительно и электроустановки напряжением выше 1000 В.
Действующими считаются установки, которые полностью или частично находятся под напряжением или на которые в любой момент может быть подано напряжение включением коммутационной аппаратуры.
Наружными, или открытыми, называются электроустановки, находящиеся на открытом воздухе. Внутренними, или закрытыми, называются электроустановки, находящиеся в помещении. Установки, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т. п., рассматриваются как наружные.
Требования к монтажу электроустановок зависят от характера помещений, в которых они устанавливаются (смотрите — Классификация помещений по условиям окружающей среды).
Инструменты и приспособления, применяемые при монтаже электрических машин
При монтаже электрических машин (двигателей и генераторов) применяют ряд специальных инструментов и приспособлений.
Для проверки биения вращающихся частей (коллекторов, валов, роторов) пользуются индикаторами часового типа. Они состоят из системы связанных между собой рычагов или зубчатых колес, увеличивающих малые движения и позволяющих отсчитывать их на циферблате со стрелкой.
Индикатор 1 укрепляется на держателе 2 и вертикальной стойке 3, смонтированной на постаменте 4, что позволяет устанавливать его под любым углом. Индикатор может служить также для выверки центровки валов электрических машин.
Индикаторы изготавливаются с ценой деления 0,01 мм. При измерении постамент ставят на неподвижную опору, а измерительный стержень устанавливают перпендикулярно оси вала и приводят в соприкосновение с проверяемой поверхностью. Перед отсчетом величины биения необходимо убедиться в правильной установке индикатора. Для этого производят легкое постукивание по корпусу индикатора, при этом стрелка будет колебаться. Если она после колебания вернется в прежнее положение, то индикатор установлен правильно.
Для измерения вибрации электрических машин используют виброметры. Существуют виброметры многих типов, но при монтаже обычно применяются простейшие виброметры часового типа. Перед измерением прибор устанавливают на вибрирующую поверхность.
При монтаже крупных электрических машин необходимо выверить горизонтальность фундамента. Для этого применяют специальные устройства — гидростатические уровни или ватерпасы.
Кроме перечисленных, при монтаже применяются различного рода подъемные устройства. Для подъема грузов на небольшую высоту используют домкраты. По принципу действия домкраты бывают трех типов: реечные, винтовые и гидравлические. Грузоподъемность винтовых домкратов достигает 20 т. Подъем очень больших грузов осуществляют гидравлическими домкратами, грузоподъемность которых 750 т.
Монтаж электрических машин
Особенности монтажа электрических машин рассмотрим на примере асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Асинхронные электродвигатели являются наиболее распространенными и находят применение в промышленном электроприводе. Это объясняется тем, что асинхронные двигатели просты по устройству и работают от сети трехфазного тока.
Асинхронные двигатели строятся в двух исполнениях — с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором (с контактными кольцами). Двигатели с короткозамкнутым ротором — это самые простые двигатели по устройству и обслуживанию, так как они не имеют щеток.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Эти двигатели включаются в сеть трехфазного тока непосредственно без всяких дополнительных пусковых устройств. При пуске двигателя он потребляет из сети ток, который в 5 — 7 раз превышает рабочий ток двигателя. Поэтому раньше двигатели с короткозамкнутым ротором применялись только мощностью до 100 кВт. В настоящее время, для снижения пусковых токов асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором применяются специальные устройства плавного пуска и частотные преобразователи.
Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются только в тех случаях, когда необходимо регулировать скорость вращения асинхронного двигателя посредством включения реостата в цепь ротора или же мощность системы не позволяет включать короткозамкнутый электродвигатель большой мощности из-за чрезмерного падения напряжения при пуске.
Выверка горизонтальности фундамента по уровням: 1 — гидростатические уровни
Электродвигатели устанавливаются или на фундаменте, или на рамах, собранных из стальных конструкций. Машины, работающие с ременной передачей, обычно монтируют на салазках 2, которые позволяют регулировать натяжение ремня. Салазки представляют собой литые или сварные балки корытообразного сечения, внутри которых перемещаются специальные ползуны. В них ввертывают болты 3, проходящие сквозь лапы станины. Ползуны устанавливаются путем зацепления за зубцы салазок.
Подтягиванием регулировочных болтов, упирающихся в лапы станины, можно передвигать машину параллельно ее оси и натягивать или ослаблять ремень. Если привод машины осуществляется через муфту, то машина устанавливается на раме или фундаменте. Способы монтажа машин малой мощности весьма различны. Они могут быть установлены нормально (лапами вниз), на стене или на потолке.
Перед началом монтажа производится надевание на конец вала шкива, шестерни или полумуфты. Ни в коем случае не допускается набивание этих деталей на вал ударами, так как при этом могут быть повреждены подшипники. Иногда даже наблюдается сдвиг ротора вдоль вала.
На рисунке ниже показано винтовое приспособление для насадки шкива на вал.
Насадка шиква на вал
При пользовании этим приспособлением усилие насадки воспринимается валом, в торец которого упирается шкворень приспособления. Для этого должна быть снята крышка подшипника со стороны, противоположной приводу. Для насадки шкива на вал более крупной машины можно применять винтовой домкрат, используя в качестве опоры стены здания или колонны. Горизонтальность плоскости установки выверяется при помощи уровней, которые надо помещать в двух перпендикулярных положениях.
Одной из основных операций монтажа электрических машин является центровка, которая предназначена для того, чтобы получить правильное взаимное положение соединяемых валов, обеспечивающее спокойную работу машин. Для этого необходимо, чтобы оси валов лежали на одной линии и центры валов совпадали. Наиболее распространенной является центровка при помощи двух скоб, закрепляемых на полумуфтах соединяемых машин.
Подробнее про монтаж электрических машин рассказано здесь:
Монтаж электрической аппаратуры
Для управления работой электродвигателей, генераторов и электрических сетей применяют различного рода электрические аппараты. Они служат для включения и выключения объектов электрооборудования и отдельных участков сети, для регулировки тока в обмотках при пуске и работе электродвигателей и генераторов, для защиты их от перегрузки и коротких замыканий, для изменения скорости и направления вращения.
Электрические аппараты используют также для автоматизации технологических процессов, разного рода специальных целей, как, например, электрической контактной сварки, захватывания деталей в процессе обработки, сигнализации и управления производством и т. д.
Пускорегулирующие и защитные аппараты являются весьма ответственной частью электрооборудования, поэтому монтаж их должен быть высококачественным и обеспечивать надежность работы электроприводов.
Все аппараты перед монтажом подвергаются тщательному осмотру для проверки их исправности. Каждый аппарат помещается в специальном кожухе, в лапах которого предусмотрены отверстия для крепления. Через эти отверстия производится разметка в панелях и рамах, на которые устанавливают аппараты. Многие современные электрисеские аппараты предназначены для крепления на DIN-рейку, что значительно облегчает их монтаж.
Металлические кожухи аппаратов должны быть присоединены к сети заземления. Подводимые к аппаратам многожильные провода и одножильные сечением более 10 мм 2 должны иметь механические сжимы или наконечники.
Подробнее про монтаж различных электрических аппаратов рассказано здесь:
Источник
Монтаж и обслуживание электрических машин
Монтаж.
Перед монтажом электрической машины необходимо выполнить работы при подготовке и пробном пуске (осмотр машины, устранение возможных неисправностей, проверка вращения «от руки», измерение электрического сопротивления изоляции обмоток с возможной их сушкой).
Машина, поступившая на место монтажа в собранном виде, устанавливается на металлической раме, которая крепится на специальном фундаменте либо на том же основании, на котором расположена рабочая машина. Так как установочные размеры машины имеют допуски, при монтаже машины на металлической раме приходится пользоваться металлическими прокладками, которые следует заготовить заранее.
Обычно вал электрической машины (двигателя) соединяют с валом рабочей машины посредством муфт. Из большого конструктивного разнообразия соединительных муфт наибольшее применение получили упругие втулочно-пальцевые муфты типа МУВП. Передача вращательного движения от одной полумуфты к другой в этой муфте происходит через упругие резиновые втулки, надетые на пальцы. Эта муфта обладает компенсирующими свойствами: устраняет последствия небольшой несоосности сопрягаемых валов, возникшей при монтаже машины или в процессе эксплуатации.
Для соединения двух валов посредством муфты на концы этих валов напрессовывают полу муфты, предварительно проверив цилиндричность и соответствие наружных диаметров валов и внутренних диаметров полумуфт с помощью измерительных скоб и нутромеров. Посадка полумуфт на валы выполняется в горячем состоянии. Сочленяемые валы при установке полумуфт могут иметь радиальное или угловое смещение, что при работе двигателя приводит к значительным вибрациям и разрушению подшипников. Центровку валов выполняют посредством радиально-осевых скоб (рис. 1). 
Рис. 1. Радиально-осевые скобы для центровки валов: 1,4 — скобы; 2, 3 — болты для установки зазоров 5 — болты для крепления скоб; 6 — хомутик; 7 — риски (метки)
Контроль точности центровки осуществляется по величинам радиальных а и осевых b зазоров в четырех точках, равномерно расположенных по периметру муфты, т.е. при одновременном повороте двух валов через 90°. С этой целью на полумуфтах наносят риски. Разность зазоров аи Ьв диаметрально противоположных положениях валов должна быть меньше допустимых отклонений. Для упругой втулочно-пальцевой муфты наибольшее допустимое отклонение центровки вала в зависимости от частоты вращения составляет:
Частота вращения,
об/мин 3000 1500 750 500
Допустимое
отклонение, мм 0,20 0,30 0,40 0,50
После центровки валов затягивают болты крепления электрической машины к основанию, проверяют, не нарушилась ли при этом центровка валов и проверяют свободу вращения вала.
Обслуживание электродвигателей.
В процессе эксплуатации электрической машины необходимо контролировать ее состояние.
1. Контроль за температурой нагрева электродвигателя состоит в периодическом измерении температуры отдельных его частей. Температура нагрева обмоток не должна превышать значений, допустимых для класса нагревостойкости изоляции, примененной в электродвигателе. Большое значение при этом имеет отклонение напряжения питания от номинального значения. Работа электродвигателя с номинальной нагрузкой не допускается, если напряжение в сети снизилось более чем на 5 % или повысилось более чем на 10% относительно номинального значения. Перегрузка электродвигателя сверхноминальной возможна, если в каталоге на данный электродвигатель имеется информация, что такая перегрузка допустима с указанием ее продолжительности. Нагрузка на электродвигатель должна быть снижена, если температура окружающей среды превысила допустимое значение (для машин общего назначения это 40 °С).
При измерении температуры могут применяться ртутные и спиртовые термометры, прикладываемые к наиболее доступным местам электродвигателя, возможен метод определения температуры измерением электрического сопротивления обмоток или же применением температурных датчиков, заложенных в обмотку или другие части электродвигателя.
Подшипники качения, применяемые обычно в электрических машинах мощностью до 500 кВт, в процессе работы машины также нагреваются. Предельно допустимая температура их нагрева 100 °С. Если подшипник нагревается свыше указанной температуры, то электродвигатель следует остановить, выяснить причину перегрева подшипника и устранить ее. При необходимости подшипник следует заменить.
Вид смазки подшипника и периодичность ее замены или пополнения должны соответствовать инструкции по эксплуатации данного электродвигателя. При пополнении или замене смазки подшипник следует внимательно осмотреть и в случае обнаружения его чрезмерного износа или повреждения заменить.
Подшипники скольжения, применяемые в электродвигателях мощностью 500 кВт и более, залиты баббитом, поэтому при длительной работе его температура не должна превышать 80 °С. В этих подшипниках возможно применение принудительной системы смазки: либо масло подается в подшипник под напором, либо оно подается на шейку вала посредством свободно вращающихся колец (одного или нескольких), нижняя часть которых помещена в ванну (картер) с постоянным объемом масла. Уровень масла в этой ванне должен поддерживаться на отметке указателя уровня, а если же отметка отсутствует, то уровень следует поддерживать на середине маслоуказательной стеклянной трубки. При завышенном уровне масла в подшипнике возникает опасность попадания масла на обмотку машины, что может привести к повреждению изоляции обмотки и выходу двигателя из строя.
При нормальной работе подшипника доливку масла делают обычно один раз в месяц, а замену — не реже одного раза в год.
Признаком недостаточного уровня масла в ванне подшипника скольжения является чрезмерно быстрое вращение колец, сопровождаемое легким позваниванием.
4. Коллектор и щетки в электродвигателях постоянного тока нуждаются в контроле их состояния. При работе электродвигателя с номинальной нагрузкой на коллекторе не должно превышать допустимую степень искрения.
Причины, вызывающие искрение на коллекторе, весьма разнообразны, поэтому если искрение выходит за пределы допустимого, следует руководствоваться указаниями, изложенными выше. Необходимо следить, чтобы щетки равномерно перекрывали поверхность коллектора, что способствует равномерному износу коллектора. Поверхность щеток должна быть блестящей и всей поверхностью прилегать к коллектору. Сколы щеток недопустимы. Все пластины коллектора должны иметь одинаковый цвет. Если же некоторые пластины имеют более светлый оттенок, то это свидетельствует об их более интенсивном износе.
5. Необходимо, чтобы при пуске трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором прямым включением в сеть падение напряжения в питающей сети не превышало допустимых значений. С этой целью при определении максимально допустимой мощности двигателя целесообразно воспользоваться данными табл 2
Таблица 2. Максимально допустимая мощность асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при его пуске прямым включением в сеть
| Источник питания |
