Призначення і улаштування синхронних машин

Вступ

Енергія – це кількісна міра руху та взаємодія всіх форм матерії. Для будь-якого виду енергії можна назвати її носія.

Наприклад, механічною енергією володіє вода, що падає на лопаті гідротурбіни, заведена пружина; тепловою – нагрітий газ, пара, гаряча вода. З усіх видів енергії найчастіше застосовується електромагнітна, яку на практиці називають електричною. Носієм електричної енергії є електромагнітне поле, яке виявляється за силовою дією на електрично заряджені частини. Широке використання електричної енергії пояснюється можливістю ефективного перетворення її на інші види енергії (механічну, теплову, світлову, хімічну) з метою приведення в дію машин і механізмів, одержання тепла і світла, зміни хімічного складу речовини, виробництва і обробки матеріалів тощо. У багатьох технологічних процесах використовують перетворення електричної енергії на теплову та хімічну. Наприклад, електро нагрівання та електроліз дає змогу одержувати високоякісні спеціальні сталі, кольорові метали та ін. При електротермічній обробці металів, гумових виробів, пластмас, скла, деревини одержують продукцію високої якості.

Електрохімічні процеси, що складають основу гальванотехніки, дозволяють одержувати антикорозійні покриття, ідеальні поверхні для відбивання променів і т.д.

Електроенергія є практично єдиним видом енергії для штучного освітлення. Завдяки використанню електричної енергії одержано вражаючі результати в галузі зв’язку, автоматики, електроніки, в керуванні і контролі за технологічними процесами.

Важливе значення для розвитку науки і техніки має використання комп’ютерної техніки, яка є поширеним і високоефективним засобом наукових досліджень, економічних розрахунків у плануванні, керуванні виробничими процесами, діагностиці захворювань.

Єдиним недоліком електричної енергії є неможливість її накопичення та зберігання впродовж тривалого часу. Запаси електроенергії в акумуляторах, гальванічних елементах і конденсаторах достатні лише для роботи малопотужних установок, причому терміни зберігання цих запасів обмежені. Тому електроенергія повинна бути вироблена в такій кількості, яка потрібна споживачу.

Електрична енергія розподіляється по приймачах довільної потужності.

В автоматичній та вимірювальній техніці використовуються пристрої малої потужності (одиниці та частки вата). Разом з тим є електричні пристрої (двигуни, нагрівальні установки) потужністю в тисячі та десятки тисяч кіловат).

Для передачі й розподілу електричної енергії використовуються повітряні лінії електропередачі, кабельні лінії, в цехах промислових підприємств – шино проводів та електропроводи, які використовують з металевих приводів із алюмінію, сталі та міді. В проводах установлюється електромагнітне поле, яке несе енергію.

За наявності проводів поле досягає високої концентрації, тому передача здійснюється з високим коефіцієнтом корисної дії. При дуже високій напрузі між проводами починається короткий розряд, що призводить до втрат енергії. Допустима напруга має бути такою, щоб при заданому поперечному перерізі проводу втрати енергії внаслідок короткого розряду були незначними.

Електричні станції областей країни об’єднані високовольтними лініями передач і утворюють загальну електромережу, до якої приєднані споживачі. Таке об’єднання називається електросистемою. Енергосистема дає змогу нівелювати «пікові» навантаження у ранкові та вечірні години й безперебійно подавати енергію споживачам незалежно від місця їх розташування та оперативна перекидати енергію в ту зону, де споживання енергії в даний момент максимальне.

Безперечно, без електричної лінії неможливе нормальне життя сучасної цивілізації. Тому надзвичайно важливим є забезпечення високої надійності постачання електроенергії, раціональне використання, максимальне скорочення у процесі її використання, виробництва, передачі та розподілу.

Електрична енергія має дві чудові якості: вона може передаватися на великі відстані з порівняно малими втратами і може легко перетворюватися в інші види енергії.

Перетворення електричної енергії на механічну за допомогою електродвигунів дає змогу найбільш зручно, технічно досконало й економічно ефективно приводити в рух численні робочі машини та механізми (металорізальні верстати, прокатні стани, підіймально-транспортні машини, насоси, вентилятори, швейні та взуттєві машини, молотилки, зерноочищувальні, борошномельні тощо).

Електродвигун робочих машин дає змогу не лише механізувати, але й максимально автоматизувати силові процеси, оскільки електродвигун дозволяє в широких діапазонах регулювати потужність і швидкість приводу.

2 Спеціальна частина

Призначення і улаштування синхронних машин

Синхронна машина – машина змінного струму, в якої швидкість ротора при постійній частоті струму в обмотках статора зберігається постійною і не залежить від величини навантаження на валу машини. Синхронні машини застосовують головним чином для перетворення механічної енергії первинних двигунів в електричну, в якості генераторів електричної енергії змінного струму. Але синхронні машини використовують також в режимах двигунів, компенсаторів реактивної потужності і інших установок. В промислових установках найбільшого розповсюдження набули трифазні синхронні машини. Однофазні синхронні двигуни знайшли застосування в електричних годинниках, автоматичних самотисних приладах, пристроях програмування і т.д.

Трьох фазна синхронна машина складається із нерухомого статора і неявно чи явно полюсного ротора, який обертається в середині нього, між ними є повітряний зазор, радіальний розмір якого знаходиться за номінальною потужністю машини, її швидкістю і змінюється від частин до декількох десятків міліметрів.

Статор такої машини практично не відрізняється від статора асинхронної машини, має трифазну обмотку, початки фаз якої означають , а кінці і виводять на затискачі припаями з аналогічними позначеннями, що дозволяє з’єднувати фази обмотки статора трикутником чи зіркою. Фази обмотки статора трьох фазного синхронного генератора з’єднують в основному зіркою, так як це дозволяє при трьох фазній чотири провідній мережі керувати лінійними і фазними напругами, які відрізняються одна від одної в раз.

Ротор представляє собою електромагнітну систему постійного струму з обмоткою, що має такі ж числа полюсів, що й трифазна обмотка статора.

Магнітні силові лінії замикаються між відповідними північними і південними полюсами ротора через повітряний зазор і магнітопровід статора. Обмотка ротора, чи обмотка збудження, отримує живлення від випрямляча чи -великого генератора постійного струму – збуджувача, потужність якого складає 0,5-10 % номінальної потужності синхронної машини. Збуджувача може знаходитись на одному валу з синхронною машиною, приводитись від неї гнучкою передачею чи мати привід від окремого двигуна.

Неявно полюсний ротор – суцільний або складений циліндр з вуглецевої чи легованої сталі з пазами, про фрезованими на його поверхні в осьовому напрямку. В ці пази вложено обмотка, виповнена ізольованим мідним чи алюмінієвим проводом. Початок і кінець цієї обмотки під’єднають до двох контактних кілець, закріплених на ізоляторі, який розміщений на валу машини, і які обертаються разом з ротором. До кілець прижаті нерухомі щітки, від яких виведені проводи до затискачів з маркуванням і для приєднання до джерела електричної енергії постійного струму. Великі зуби циліндра ротора, в яких нема пазів, являють полюси ротора. Неявно полюсний ротор зазвичай має два чи чотири полюси з почерговою полярністю, його використовують в швидкохідних синхронних машинах, особливо в турбогенераторах – трьох фазних синхронних генераторах, безпосередньо з’єднаних з паровими турбінами, розрахованими на частоту обертів 3 000 чи 1 500 обертів в хвилину при частоті змінного струму 50 Гц.

Явно полюсний ротор з числом полюсів від чотирьох і більше має масивне або шихтоване із стальних листів ярмо, на якому кріпляться аналогічної конструкції стальні полюси, які мають прямокутний переріз, який закінчується наконечниками. На полюсах розміщені з’єднані між собою котушки, які складають обмотку збудження. Такий ротор застосовують в тихохідних синхронних машинах, якими можуть бути гідрогенератори і

дизель генератори – трифазні синхронні генератори, безпосередньо з’єднані відповідно з гідравлічними турбінами чи двигунами внутрішнього згоряння, розрахованими на частоту обертів 1 500, 1 000, 750 і нижче обертів в хвилину при частоті змінного струму 50 Гц.

Багато які синхронні машини мають на роторі, крім обмотки збудження, ще й мідну чи латунну короткозамкнену заспокоюючу обмотку, яка в неявно полюсному роторі мало відрізняється від аналогічної обмотки ротора асинхронної машини, а явно полюсному роторі вона виконується у вигляді неповної короткозамкненої обмотки, стержні якої закладені тільки в пази полюсних наконечників і відсутні в між полюсному просторі. Ця обмотка допомагає затуханню коливань ротора при неустановлених режимах синхронної машини, а також забезпечують асинхронний пуск синхронних двигунів.

2.2 Принцип дії синхронного двигуна

За будовою синхронні двигуни і генератори майже не відрізняються. Якщо статори синхронних двигуна і генератора практично однакові, то конструкція ротора двигуна залежить від швидкості його обертання. У тихохідних двигунах ярмо нагадує колесо, до якого болтами прикріплено полюси. У швидкохідних ярмо складається із стальних листів, які стягуються шпильками. До такого ярма у Т-подібних пазах кріплять полюси, які складають з окремих листів електротехнічної сталі завтовшки 1-1,5 мм. На ці полюси намотують обмотку збудження, що живиться постійним струмом від збудника, якір якого кріплять на одному валу з двигуном. Якщо до обмотки статора синхронного двигуна підвести трифазний змінний струм, а до обмотки збудження постійний струм, то внаслідок взаємодії постійного магнітного потоку ротора Ф і змінного струму в статорній обмотці І виникає механічний момент: М = кФІ.

Оскільки магнітний потік у двигуні сталий, а струм змінний, то обертаючий момент змінюватиме напрям дії через кожний півперіод (100 поштовхів за секунду при f – 50 Гц), а в результаті ротор двигуна вібруватиме і залишиться нерухомим. Отже, синхронний двигун не має свого пускового моменту.

Щоб такий синхронний двигун міг працювати, його ротор треба розкрутити іншим двигуном до синхронних обертів, які відповідають частоті струму мережі. При цьому одночасно із зміною напрямку струму в обмотці статора змінюється знак полюса ротора, тобто напрям магнітного потоку ротора.

Наприклад, якщо в якийсь момент часу проти провідника зі струмом, що напрямлений від спостерігача, буде північний полюс ротора, то через півперіод у цьому провіднику струм буде напрямлений на спостерігача, а ротор повернеться на кут 90°. Навпроти цього провідника стане південний полюс і при цьому напрям дії обертаючого моменту залишиться тим самим і ротор продовжуватиме свій рух. З цього часу ротор обертатиметься з синхронною швидкістю разом з обертовим магнітним полем статора, відстаючи від поля на невеликий кут и. Тепер рознімний двигун можна від’єднати. Отже, коли синхронна машина працює, як генератор, ведучою ланкою є ротор, вісь магнітного потоку якого випереджає вісь потоку статора на кут и. У цьому разі синхронна машина перетворює механічну енергію в електричну. Коли синхронна машина працює, як двигун, ведучою ланкою стає потік статора, а веденою – потік ротора, який відстає на кут и і обертається з тією самою швидкістю, що й поле статора; при цьому електрична енергія перетворюється в механічну.

Способи пуску синхронних двигунів:

Пустити синхронний двигун безпосереднім вмиканням у мережу неможливо. Існує два способи його пуску: синхронний і асинхронний. Синхронний пуск полягає в тому, що спеціальний розгінний пусковий двигун (це може бути асинхронний двигун або двигун постійного струму потужністю до 10 % потужності синхронного двигуна), який з’єднують із синхронним двигуном рознімною муфтою, розкручує ротор ненавантаженого синхронного двигуна до синхронних обертів.

Асинхронний пуск полягає в тому, що синхронний двигун запускають як асинхронний. У полюсні наконечники (башмаки) ротора закладають пускову обмотку, яка складається з латунних стержнів, з’єднаних на коротко з обох торців пластинами, і утворює короткозамкнену обмотку, подібну до білячого колеса, асинхронних двигунів. Обертове поле статора в синхронних двигунах перетинає коротко замкнені витки пускової обмотки й індукує в них струм. Взаємодія цього струму з обертовим потоком створює пусковий обертальний момент, який розганяє ротор до синхронної швидкості. Взаємодія обертового магнітного поля статора і полюсів ротора створює синхронізуючі сили, які обертають ротор із синхронною швидкістю.

2.3 Робота трифазної синхронної машини в режимі двигуна

В сучасних трьох фазних синхронних двигунах, які мають на роторі коротко замкнуту заспокоюючу обмотку, розгін ротора здійснюється так само, як у асинхронних двигунів з коротко замкнутим ротором. Але для збільшення пускового моменту до значення зменшення величини перенапруги в обмотці ротора при пуску, як і при розімкнутій обмотці ротора в момент пуску можуть перевищувати номінальну напругу цієї обмотки в 20-30 раз і призвести до пробою ізоляції, а також для скорочення часу розгону до під синхронної швидкості обмотку ротора замикають на розрядний резистор.

При дотриманні цих вимог короткочасність початкового пускового струму складає 4-5, а обертовий момент двигуна при під синхронній швидкості називається вхідним, рівний приблизно початковому пусковому моменту . Після розгону ротора до під синхронної швидкості розрядний резистор відмикають, а обмотку збудження приєднують до джерела живлення постійного струму, в результаті чого двигун переходить на синхронний режим роботи. При необхідності зміни напряму обертання ротора синхронного двигуна його необхідно зупинити відмиканням кола статора від трифазної мережі, при нерухомому роторі змінити розміщення двох із трьох фаз. Можливо виконати пуск трьох фазного синхронного двигуна при допомозі допоміжного, зазвичай синхронного двигуна, повертаючого ротора синхронної машини майже до синхронної швидкості з наступним ввімкненням її на паралельну роботу з трифазною, яка живить мережею по способу самосинхронізації, що часто використовується при пуску потужних синхронних компенсаторів синхронних машин полегшеної конструкції, працюючих в режимі двигуна без навантаження з перезбудженням для компенсації реактивної потужності, а також для регулювання напруги в мережах енергетичних систем.

Синхронні машини малої потужності – трифазні та однофазні використовують головним чином в якості двигунів електроприводів невеликої потужності. Обмотка статора таких двигунів виконується трифазною або двофазною і живиться відповідно від трифазної чи однофазної мережі змінного струму. В останньому випадку одна із фаз обмотки статора вмикається через конденсатор. Більшість цих машин відрізняється від машин нормального виконання тільки конструкцією ротора, який, як правило, не має обмотки збудження контактних кілець і щіток, які до них прижимаються. Для виникнення обертового моменту ротор виконують із магнітно твердого сплаву з наступним однократним намагнічуванням його імпульсному магнітному полі, в результаті чого надалі полюси зберігають залишкову намагніченість.

При використовуванні магнітно м’якого матеріалу ротору надають особливу форму, яка забезпечує різний магнітний опір його магнітного дроту в радіальних напрямках.

Синхронні двигуни з постійними магнітами мають циліндричний явно полюсний ротор із магнітно-твердого сплаву і коротко замкнуту пускову обмотку. Тяжкість механічної обробки магнітно твердих сплавів змушує ротор цих машин робити складним – в середній частині розміщувати звичайний ротор асинхронного коротко замкнутого двигуна, а по краях закріплювати із магнітно твердого сплаву. Дорожнеча магнітно твердих сплавів обмежує номінальну міцність синхронних двигунів з постійними магнітами величиною 30-40 Вт.

Робочі характеристики синхронного двигуна з постійними магнітами мало відрізняються від аналогічних характеристик синхронного двигуна з обмоткою збудження ротора.

Ротор із впадинами збирається із штампованих листів електротехнічної сталі і має короткозамкнену пускову обмотку. Зустрічаються ротори із суцільного феромагнітного матеріалу з аналогічними впадинами. Ротор секційний складається із листів електротехнічної сталі, залитих алюмінієм чи іншим діамагнітним матеріалом, який виконує роль коротко замкнутої обмотки. При ввімкненні обмотки статора збуджується обертове магнітне поле і проходить асинхронний пуск двигуна. Після закінчення розгону ротора до під синхронної швидкості він під дією реактивного обертового моменту, обумовленого різницею магнітних опорів в радіальних напрямках, входить в синхронізм і розміщується відносно обертового магнітного поля статора так, щоб його магнітний опір для цього поля був найменшим. Кут різниці між осями полюсів статора і ротора визначається величиною навантаження на валу двигуна. Якщо не рахуватися з величиною активного опору обмотки статора, то максимальний оборотний момент відповідає куту різниці , а при врахуванні цієї величини кут зменшується і стає рівним 25-40°.

Зазвичай синхронні двигуни виготовляють номінальною потужністю до 100 Вт, а інколи в і вище, якщо простоті конструкції і підвищеній надійності надається особливе значення.

При однакових габаритах номінальна потужність синхронних двигунів в 2-3 рази менша номінальної потужності синхронних двигунів з постійними магнітами, але по конструкції вони простіші, відрізняються меншою вартістю, але номінальний коефіцієнт потужності їх не перевищує 0,5, а номінальний ККД цих двигунів номінальною потужністю в декілька десятків ватт , в той час як у двигунів номінальною потужністю в декілька ватт він складає .

Використання магнітно твердого сплаву для виготовлення приводить до того, що в працюючому двигуні хвилі розподілення магнітної індукції по поверхнях статора і ротора зміщені один відносно іншого на деякий кут , який називається кутом гістерезису, що обумовлює виникнення гістерезисного оборотного моменту, направленого в бік оборотів ротора. Різниця між синхронними двигунами з постійними магнітами і синхронними гістерезисними двигунами полягає в тому, що у перших ротор при виготовлені машин піддається попередньому намагнічуванню в сильному імпульсному магнітному полі, а в інших він намагнічується оборотнім магнітним полем статора.

Синхронні гістерезисні двигуни відрізняються великим початковим пусковим моментом, плавністю входу в синхронізм і не сильно змінюють струм в межах 20-30 % при переході від холостого ходу до режиму короткого замикання. Ці двигуни мають кращі показники, ніж синхронні реактивні, виготовляються номінальною потужністю до 400 Вт на промислову і підвищені частоти як одно-, так і двох швидкісні відрізняються простотою конструкції, надійністю і безшумністю в роботі, малими габаритами і незначною масою.

Синхронні реактивно-гістерезисні двигуни мають явно полюсний статор з обмоткою, розміщеною на магнітопроводі, зібраному із двох симетричних пакетів листів електротехнічної сталі зі стиком в середині каркаса обмотки. Магнітопровід має два полюса, розрізані повздовжнім пазом на рівні частини, при чому на одній із них на кожному полюсі знаходяться коротко замкнуті витки. Між цими розщепленими полюсами знаходиться ротор, складений із пари тонких кілець з перемичками із загартованої магнітотвердої сталі, посаджених на вал, з’єднаний з редуктором, який понижує частоту обертів вихідного вала до пари сотих часткою чи пари десятків обертів в хвилину.

При ввімкненні обмотки статора, завдяки короткозамкнутим виткам, створюється зсув по фазі в часі між магнітними потоками неекранованих і екранованих частин полюсів, що призводить до збудження результуючого оборотного магнітного поля. Це поле, взаємодіючи з ротором, сприяє створенню асинхронного і гістерезисного оборотних моментів, викликаючих розгін ротора, який по досяганні підсинхронної швидкості під впливом

реактивного і гістерезисного обертових моментів входить в синхронізм і обертається в напрямку від неекранованої частини полюса до його екранованої частини, де розміщені його короткозамкнені витки.

У реверсивних двигунів замість коротко замкнутих витків застосовують чотири котушки, які розміщують на обох частинах кожного розщепленого полюса і для прийнятного напрямку оборотів ротора замикають відповідну пару котушок накоротко.

Крокові двигуни перетворюють керівні електричні сигнали в заданий кут повороту, який забезпечується дискретним шляхом. Вони мають статор, на магнітопроводі якого знаходяться дві або три однакові просторово зсунуті обмотки, які почергово приєднуються до джерела електроенергії у вигляді прямокутних сигналів регульованої частоти. Під впливом сигналів струму або полюси статора відповідно намагнічуються зі змінною полярністю. Зміна напряму струму в обмотках статора призводить до відповідного перемагнічування полюсів і встановлення нової протилежної полярності.

Явнополюсний ротор крокових двигунів може бути активним і реактивним. Активний ротор має обмотку збудження постійного струму, контактні кільця і щітки або систему постійних магнітів з почерговою полярністю, а реактивний ротор виконується без обмотки збудження. Число полюсів ротора в два рази менше числа полюсів статора.

Кожне перемикання обмоток статора призводить до повороту результуючого магнітного поля машини і викликає синхронне переміщення ротора на один крок. Напрямок повороту ротора залежить від полярності сигналу, поданого на відповідну обмотку статора.

Величина кроку ротора двигуна виражена в градусах і визначається за формулою:

,

де – число явних полюсів ротора; т – число просторово зміщених обмоток статора.Оскільки активний ротор можна виконати із обмеженим числом явних полюсів , а активний ротор без обмотки збудження – на значно більше число полюсів, допускаючи мінімальний крок по окружності 2 мм, то крокові двигуни з реактивним ротором дозволяють здійснювати поворот ротора на долі градуса, чого не можна досягнути при активному роторі.

Зміна напрямку обертання ротора крокових двигунів досягається зміною полярності однієї із напруг на затискачах обмотки статора при збереженні почерговості перемикання цих обмоток.

Крокові двигуни можуть працювати не тільки в статичному режимі – режимі фіксації ротора в заданому положенні, а і в режимі синхронного обертання при постійній частоті керуючих сигналів. В останньому випадку ротор обертається або з постійною швидкістю, або з деякими періодичними коливаннями на близькій до синхронної швидкості, якій відповідає синхронна частота обертання, яка виражається в оборотах на хвилину і визначається по формулі:

,

де – величина кроку ротора, визначається в градусах;

– частота, яка допустима для ротора, виражається в кроках на секунду.

2.6 Монтаж електричних машин

Монтують електричні машини змінного і постійного струму, які прибувають на місце установки в зібраному вигляді, установлюють без розбирання, але із попередньою ревізією. Монтаж починають з встановлення

Після того, як фундаментні плити, рами чи полозки остаточно вивірені, на них встановлюють електричну машину за допомогою крана чи триноги з талю і вивіряють спряження валів електричної машини і робочого механізму. З усіх чотирьох положень відхилення не повинно бути більше, ніж 0,3 мм.

Взаємне переміщення валів електродвигуна і робочого механізму при пасовій чи клинопасовій передачі регулюють шнуром по кромках або середніх лініях шківів так, щоб кромки шківів (при їхній однаковій ширині) або їх середні лінії були розміщені на загальній прямій лінії.

Якщо монтують агрегат із двох і більше електричних машин (наприклад, двигун – генератор – збудник), регулювання положень ліній валів починають із машини, яка має два підшипника. Вал цієї машини встановлюють горизонтально, а лінії валів у проміжних підшипниках – по плавній кривій, яка відповідає природньому прогину валів від власної ваги. При спряженні двох валів, які мають три підшипника, нахили шийок вала, який лежить на двох підшипниках, не повинні змінюватись при приєднанні другого валу. Це досягається регулюванням третього підшипника в вертикальній площині. Правильність спряження перевіряють вимірюванням

величини биття кінця валу, який має один підшипник, за допомогою індикатора.

Після того мегомметром перевіряють стан ізоляції обмоток електричної машини, повітряні зазори по всій окружності, промивають і заливають чистим маслом підшипники ковзання. В машинах постійного струму перевіряють стан колектора, щіток, щіткового механізму. Полірують і при необхідності прочищають ізоляцію між пластинками колектора. Індикатором перевіряють бій центричність колектора, який має бути не більше 0,02 мм. Якщо бій колектора більше 0,2 мм, доходить до 0,5 мм, то його шліфують. Якщо бій більше 0,5 мм, колектор проточують.

3 Технічне обслуговування

Електричні машини можуть тривалий час працювати без ремонту за умови: забезпечення режимів роботи, найбільш відповідних призначенню, виконання і номінальним даним (потужності, напрузі і ін.) електрообладнання; систематичного проведення профілактичних оглядів, перевірок і випробувань електродвигунів; своєчасного усунення виявлених дефектів і несправностей, правильного підбору і застосування мастильних матеріалів.

Ремонти поділяють на:

1) планово-попереджувальний;

2) аварійний;

3) капітальний.

Планово-попереджувальний ремонт, в свою чергу, поділяються на: поточний, середній та капітальний.

Поточний і середній ремонти охоплюють такі роботи, які не вимагають повного розбирання електродвигунів.

Поточний ремонт складається з таких операцій: перемивання підшипників і заміна в них мастила, огляд і усунення неполадок в його ПРА, заміні щіток і т.д. Поточні ремонти в більшості випадків виконує, без розбирання обладнання, при відключеній напрузі персонал, який обслуговує електроустановку. При середньому ремонті старанно оглядають і зачищають обладнання, замінюють зношені частини, здійснюють регулювання частин машин, апаратів та інших елементів електроустановки. Капітальним ремонтом називають роботи по заміні чи реконструкції основних і, як правило, найбільше складних частин, збірних одиниць чи деталей електродвигунів, наприклад, перемонтування роторної або статорної обмотки електродвигуна.

3.1 Інструменти, вимірювальний і контрольний інструмент

Вимірювальні інструменти – метро-метри, штангенциркулі, мікрометричні штихмаси, рівні вагові та гідростатичні, щупи для вимірювання повітряних зазорів, індикатори годинникові, пластинчаті щупи для вимірювання повітряних зазорів піж площинами напівмуфт, динамометри пружинні, рулетки стальні, лінійки металічні, лінійки перевірочні стальні довгі.

Мікрометрами вимірюють довжини і зовнішні діаметри розміром до 1 000 мм, штангенциркулями – довжини деталей машин і діаметри отворів розміром до 2 000 мм, штихмасами – внутрішні і діаметри (напівмуфт, статорів) чи відстань між двома поверхнями. Валовий рівень – мірний інструмент, який застосовується при центруванні валів і установці вала першої із машин агрегата в нормальне положення. Спеціальна форма виїмки в основі рівня зроблена для того, щоб він міг стійко утримуватися на циліндричній поверхні вала. Рівнем знаходиться прогин вала і виконується установка в положення з визначеним нахилом його шийок в підшипниках. Радіальне биття сердечника ротора відносно шийок вала перевіряється індикатором. Гідростатичний рівень призначений для установки і вивірки підшипників в горизонтальній площині, складається з двох скляних трубок, з’єднаних гумовою трубкою, довжина якої залежить від відстані між вимірними площинами.

Мірні інструменти для пробного пуску – манометр, віброметр, тахометр, секундомір, компас, ртутні термометри, термопари, термометри опору.

Такелажне пристосування – канати стальні та пенькові, страти, ківші, коромисла затискачі, полозки з катками, знімачі для знімання шківів і напівмуфт.

Такелажні механізми – лебідки, талі, блоки, домкрати гвинтові, реєчні, гідравлічні.

Матеріали та інструменти для такелажних робіт – шпали, бруси, дошки, труби стальні (катки), кувалди, молотки, пили, сокири, бури, зубила, лапи.

4 Організація ремонту

4.1 Матеріали, що використовуються в двигунах

Всі матеріали, що використовуються в двигунах, поділяються на: 1) провідникові матеріали; 2) електроізоляційні матеріали; 3) просочувальні лаки; 4) мастила; 5) матеріали, що йдуть на виготовлення сердечників та корпусу; 6) припої.

4.2 Група провідникових матеріалів

В групу провідникових матеріалів входять обмоткові провідники, які виготовляються із електролітичної відпаленої червоної міді ММ (мідь м’яка) і МТ (мідь тверда).

Мідні обмоткові проводи ізолюють лаками, бавовняною пряжею, скловолокном, дельта-азбестом та ін. В ряді проводів використовують сполучення різних видів ізоляційних матеріалів, наприклад, провід ПЕЛБО ізольований (емальований) масляним лаком і обмотаний одним шаром бавовняної пряжі.

Для виготовлення обмоток більшості електричних машин загальнопромислового призначення частіше застосовують обмоткові проводи ПЕЛБО; ПЕЛ, емальований лаком на масляній основі; ПБД, ізольований двома шарами бавовняної пряжі; ПЕЛЛО, ізольований масляним лаком та одним шаром лавсанових ниток.

4.3 Електроізоляційні матеріали

До електроізоляційних матеріалів відносять: 1) електроізоляційний картон; 2) бавовняну стрічку; 3) скло стрічку; 4) просочену лаком тканину (склотканина); 5) склолакотканину.

4.3.1 Електроізоляційний картон ЕВ, ЕВС та ЕВТ

Електроізоляційний картон ЕВ, ЕВС та ЕВТ при товщині до 0,5 мм випускають в рулонах та листах, а вище 0,5 мм тільки в листах розміром 900 х 900; 900 х 1000; 1000 х 1000 мм та застосовують для ізоляції обмоток електромашин в якості пазової ізоляції та прокладок.

4.3.2 Бавовняна стрічка (кіперна, тафтана, міткалева, батистова)

Бавовняна стрічка (кіперна, тафтана, міткалева, батистова) виготовляється із бавовняної пряжі різного плетіння (саржове, полотняне) у вигляді тканих смужок товщиною 0,12-0,45 мм і шириною 10-60 мм і застосовується для захисту обмоток від механічних пошкоджень.

4.3.3 Скло стрічка ІЕС

Скло стрічка ІЕС виробляється із кручених скляних ниток і випускається товщиною 0,08-0,2 мм і шириною 8-50 мм. Скло стрічка відрізняється від бавовняної більшою міцністю на розрив, більш високими ізоляційними властивостями та застосовується для ізоляції обмоток електричних машин та захисту їх від механічних пошкоджень.

4.3.4 Електроізоляційні лакотканини

Електроізоляційні лакотканини виготовляють із бавовняної, шовкової та капронової тканини, просочених світлим масляним або чорним масляно-бітумним електроізоляційним лаком. Товщина бавовняної лакотканини 0,15-0,24 мм, шовкової та капронової 0,04-0,15 мм, ширина 700-1000 мм.

Електроізоляційні лакотканини застосовують для пазової ізоляції обмоток електричних машин, найчастіше разом із спеціальним папером або електроізоляційним картоном.

4.3.5 Склолакотканина ЛСК-7

Склолакотканину ЛСК-7 виготовляють із безлужної склотканини, просоченої теплостійким кремнійорганічним лаком К-44 і випускають товщиною 0,11 та 0,15 мм. Застосовують склолакотканину в якості термостійкої та вологостійкої ізоляції обмоток електричних машин.

4.4 Просочувальні лаки

Найбільш розповсюдженими просочувальними лаками є масляно-бітумні №№ 447, 458, 460, МП-92 та ПФМ-86, а покривними – лаки БТ-99,БТ-982, КФ-95 та ГФ-92

Просочувальні лаки використовуються для просочення обмоток електричних машин для підвищення механічної міцності обмотки, збільшення її теплопровідності та підвищення вологостійкості. За допомогою покривних лаків створюють на поверхні обмоток захисні вологостійкі, маслостійкі та термостійкі покриття.

4.4.1 Просочувальний лак № 447

Просочувальний лак № 447 призначений для сушіння в печі середньої жирності – представляє собою масляно-бітумний розчин. В якості розчинників та розріджувачів лаку застосовують толуол, ксилол, сольвент та бензин. Час висихання лаку при температурі 100°С – 6 годин. Лак № 447 застосовують для просочування обмоток електричних машин, працюючих при підвищених перегріваннях та в умовах підвищеної вологості.

4.4.2 Просочувальний лак № 458

Просочувальний лак № 458 – прискореного сушіння в печі малої жирності – широко застосовується для просочення обмоток електричних машин загально промислового призначення. Від лаку № 447 відрізняється меншим часом сушіння, який не перевищує 3 год. при температурі 100°С. Різновидом маложирного лаку № 458 являється лак № 458а на скипидарі, який застосовується для просочування обмоток, виконаних із емальованого дроту ПЕП. Лаку № 458а властива добра просочувальна здатність та водостійкість, але не стійкий до дії мастил. Розчинником лаку є толуол, ксилол, бензин та інші суміші.

4.4.3 Просочувальний лак № 460

Просочувальний лак № 460 – призначений для сушіння в печі, найбільш жирний з усіх масляно-бітумних просочувальних лаків. Відрізняється високою вологостійкістю. Час сушіння – 10 год. при температурі 100°С. Його використовують також в якості покривного лаку для покриття лобових частин обмоток електричних машин. Шляхом змішування різних кількостей готових лаків № 458 та № 460 можна отримати лак № 447.

4.5 Припої

З’єднання провідників обмоток електричних машин здійснюють зварюванням або паянням припоями. В залежності від температури плавлення припої бувають м’які та тверді.

4.5.1 Припої, які складаються в основному із сплаву олова та свинцю

Припої, які складаються в основному із сплаву олова та свинцю, мають низьку температуру плавлення (до 400°С), тому їх називають м’якими. При ремонті електричних машин застосовують м’які припої ПОС-30, ПОС-40 та ПОС-61 (букви означають припій олов’яно-свинцевий, а цифри, які стоять після букв, – відсоток олова в припої).

4.5.2 Мідно-фосфористі та срібні припої

Мідно-фосфористі та срібні припої називаються твердими. Мідно-фосфористий припій ПМФ-7, який вміщує близько 92 % міді та 8 % фосфору, має температуру плавлення 750-800°С.

Тверді припої на основі срібла (ПСр) використовують при паянні особливо відповідальних виробів електронної техніки.

В електровакуумній промисловості твердими припоями паяють вузли електронних ламп, електровакуумних пристроїв, а також герметичних корпусів. Такі припої називаються електровакуумними.

Вони повинні мати такі властивості:

забезпечувати високу механічну міцність паяного з’єднання в інертному газі або вакуумі без використання флюсу, оскільки залишки флюсу і оксиди, що утворилися, можуть забруднювати внутрішню поверхню електровакуумного пристрою;

мати достатньо високу електро та теплопровідність.

4.6 Мастильні матеріали

При поточному ремонті електричної машини з підшипниками кочення, як правило, обмежуються промиванням підшипників та закладанням нової порції відповідного мастила. Підшипник промивають керосином, потім вводять в нього консистентне робоче мастило, яке являє собою суміш мінерального масла та мила. Для підшипників машин малої та середньої потужності застосовують мастило УТВ (універсальне, тугоплавке, водостійке) або ЦИАТИМ-201.

4.7 Матеріали, що використовуються для виготовлення сердечників, статора та ротора, та корпусу двигуна

4.7.1 Використання заліза

Для виготовлення корпусу двигуна використовують залізо.

4.7.2 Використання металевих магнітно м’яких матеріалів

Для виготовлення сердечників статорів та роторів використовують металеві магнітно м’які матеріали, технічно чисте електролітичне і карбонільне залізо, низьковуглецеву електротехнічну сталь, кременисту електротехнічну сталь, пермалої (залізонікелеві сплави).

Технічно чисте залізо містить менше 0,05 % домішок при мінімальній кількості інших домішок. Воно має найвище значення індукційного насичення Bs

Стаття 1. Завдання законодавства про охорону навколишнього природного середовища

Завданням законодавства про охорону навколишнього природного середовища є регулювання відносин у галузі охорони, використання і відтворення природних ресурсів, забезпечення екологічної безпеки, запобігання і ліквідації негативного впливу господарської та іншої діяльності на навколишнє природне середовище, збереження природних ресурсів, генетичного фонду живої природи, ландшафтів та інших природних комплексів, унікальних територій та природних об'єктів, пов'язаних з історико-культурною спадщиною.

Стаття 2. Законодавство України про охорону навколишнього природного середовища. Відносини у галузі охорони навколишнього природного середовища в Україні регулюються цим Законом, а також розроблюваними відповідно до нього земельним, водним, лісовим законодавством, законодавством про надра, про охорону атмосферного повітря, про охорону і використання рослинного і тваринного світу та іншим спеціальним законодавством.

й) поєднання заходів стимулювання і відповідальності у справі охорони навколишнього природного середовища; к) вирішення проблем охорони навколишнього природного середовища на основі широкого міждержавного співробітництва; л) встановлення екологічного податку, збору за спеціальне використання води, збору за спеціальне використання лісових ресурсів, плати за користування надрами відповідно до Податкового кодексу України.

{ Стаття 3 із змінами, внесеними згідно із Законом N від 05.03.98 }

Статтю 3 доповнено пунктом "л" згідно із Законом N 2756-VI від 02.12.2010

Стаття 4. Право власності на природні ресурси

Природні ресурси України є власністю народу України, який має право на володіння, використання та розпорядження природними багатствами республіки. У державній власності перебувають всі землі України, за винятком земель, переданих у колективну і приватну власність.

Повновладдя народу України в галузі охорони навколишнього природного середовища та використання природних ресурсів реалізується на основі Конституції України як безпосередньо, шляхом проведення референдумів, так і через республіканські органи державної влади відповідно до законодавства України.

Від імені народу України право розпорядження природними ресурсами здійснює Верховна Рада України.

Статтю 4 доповнено частиною другою згідно із Законом N від 21.05.93

Стаття 5. Об'єкти правової охорони навколишнього природного середовища. Державній охороні і регулюванню використання на території України підлягають: навколишнє природне середовище як сукупність природних і природно-соціальних умов та процесів, природні ресурси, як залучені в господарський обіг, так і невикористовувані в народному господарстві в даний період, ландшафти та інші природні комплекси.

Особливій державній охороні підлягають території та об'єкти природно-заповідного фонду України й інші території та об'єкти, визначені відповідно до законодавства України.

Державній охороні від негативного впливу несприятливої екологічної обстановки підлягають також здоров'я і життя людей.

Стаття 6. Державні цільові та інші екологічні програми

{ Назва статті 6 із змінами, внесеними згідно із Законом N 3421-IV від 09.02.2006 }

Статтю 6 доповнено частиною третьою згідно із Законом N 254-IV від 28.11.2002; із змінами, внесеними згідно із Законом N 3421-IV від 09.02.2006

Стаття 7. Освіта і виховання в галузі охорони навколишнього природного середовища. Підвищення екологічної культури суспільства і професійна підготовка спеціалістів забезпечуються загальною обов'язковою комплексною освітою та вихованням в галузі охорони навколишнього природного середовища, в тому числі в дошкільних дитячих закладах, в системі загальної середньої, професійної та вищої освіти, підвищення кваліфікації та перепідготовки кадрів.

Екологічні знання є обов'язковою кваліфікаційною вимогою для всіх посадових осіб, діяльність яких пов'язана з використанням природних ресурсів та призводить до впливу на стан навколишнього природного середовища. Спеціально визначені вищі та професійні навчальні заклади здійснюють підготовку спеціалістів у галузі охорони навколишнього природного середовища та використання природних ресурсів з урахуванням суспільних потреб.

Стаття 8. Наукові дослідження

В Україні проводяться систематичні комплексні наукові дослідження навколишнього природного середовища та природних ресурсів з метою розробки наукових основ їх охорони та раціонального використання, забезпечення екологічної безпеки.

Координацію та узагальнення результатів цих досліджень здійснюють Академія наук України та спеціально уповноважений центральний орган виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів.

Розділ II ЕКОЛОГІЧНІ ПРАВА ТА ОБОВ'ЯЗКИ ГРОМАДЯН

Стаття 9. Екологічні права громадян України

Кожний громадянин України має право на:

а) безпечне для його життя та здоров'я навколишнє природне середовище;

б) участь в обговоренні та внесення пропозицій до проектів нормативно-правових актів, матеріалів щодо розміщення, будівництва і реконструкції об'єктів, які можуть негативно впливати на стан навколишнього природного середовища, внесення пропозицій до органів державної влади та органів місцевого самоврядування, юридичних осіб, що беруть участь в прийнятті рішень з цих питань; { Пункт "б" частини першої статті 9 в редакції Закону N 254-IV від 28.11.2002 }

ж) одержання екологічної освіти; з) подання до суду позовів до державних органів, підприємств, установ, організацій і громадян про відшкодування шкоди, заподіяної їх здоров'ю та майну внаслідок негативного впливу на навколишнє природне середовище; и) оскарження у судовому порядку рішень, дій або бездіяльності органів державної влади, органів місцевого самоврядування, їх посадових осіб щодо порушення екологічних прав громадян у порядку, передбаченому законом. { Частину першу статті 9 доповнено пунктом "и" згідно із Законом N 254-IV від 28.11.2002 }

із всіх феромагнітних матеріалів, низький питомий електричний опір с, тому його використовують для виготовлення виробів, які працюють у постійних магнітних полях. Коерцитивна сила Нс і магнітна проникність м змінюються в широких межах. Це залізо технологічне, добре оброблюється на всіх металорізальних верстатах, має низьку вартість.

Технічно чисте залізо використовують як шихтовий матеріал для одержання практично всіх феромагнітних сплавів. Широко застосовують також електролітичне і карбонільне залізо.

Електролітичне залізо одержують у результаті електролізу або . Осаджене на катоді залізо після ретельного промивання і подрібнення в кульових млинах містить велику кількість водню, тому не має високих магнітних властивостей. Після переплавлення у вакуумі та багаторазових випалів його властивості суттєво покращуються. В результаті такої обробки одержують електролітичне залізо, яке містить меншу кількість домішок, ніж чисте залізо, тому воно має більш високі магнітні властивості: коерцитивна сила Нс = 30 А/м, максимальна магнітна проникність .

Через високу вартість електролітичне залізо використовують рідко.

Використовують карбонільне залізо як феромагніт