1.Вступ

1.1. Значення електричних машин і трансформаторів в електрофікації народного господарства.

В усі періоди побудови і розвитку економіки нашої країни приділялася величезна увага електрифікації промисловості, транспорту, сільського господарства. Електрифікація, будучи стрижнем будівництва економіки суспільства, відіграє ведучу роль у розвитку всіх галузей народного господарства. В арсеналі електротехнічних засобів, застосовуваних при електрифікації народного господарства, провідне місце займають електричні машини, широко використовувані як у процесі виробництва електричної енергії, так і в процесі її споживання.

Електрична машина являє собою електромеханічний пристрій, що здійснює взаємне перетворення механічної й електричної енергії. Електрична енергія виробляється на електростанціях електричними машинами — генераторами, що перетворять механічну енергію в електричну. Основна частина електроенергії (до 80 %) виробляється на теплових електростанціях, де при спалюванні хімічного палива (вугілля, торф, газ) нагрівається вода і переводиться в пару високого тиску. Останній подається в турбіну, де, розширюючись, приводить ротор турбіни в обертання (теплова енергія в турбіни перетвориться в механічну). Обертання ротора турбіни передається на вал генератора (турбогенератора). У результаті електромагнітних процесів, що відбуваються в генераторі, механічна енергія перетвориться в електричну.

Процес виробництва електроенергії на атомних електростанціях аналогічний тепловим, з тією лише різницею, що замість хімічного палива використовується ядерне.

Процес вироблення електроенергії на гідравлічних електростанціях полягає в наступному: вода, піднята греблею на визначений рівень, скидається на робоче колесо гідротурбіни; одержувана при цьому механічна енергія шляхом обертання колеса турбіни передається на вал електричного генератора, у якому механічна енергія перетвориться в електричну.

У процесі споживання електричної енергії відбувається її перетворення в інші види енергій (теплову, механічну, хімічну). Близько 70% електроенергії використовується для надавання руху верстатів, механізмів, транспортних засобів, тобто для перетворення її в механічну енергію. Це перетворення здійснюється електричними машинами — електродвигунами.

Електродвигун — основний елемент електропривіда робочих машин. Гарна керованість електричної енергії простота її розподілу дозволили широко застосувати в промисловості багатодвигунновий електропривід робочих машин, коли окремі ланки робочої машини приводяться в рух самостійними двигунами. Багатодвигуновий привід значно спрощує механізм робочої

машини (зменшується число механічних передач, що зв'язують окремі ланки машини) і створює великі можливості в автоматизації різних технологічних процесів. Електродвигуни широко застосовують на транспорті як тягові двигуни, що приводять в обертання колісні пари електровозів, електропоїздів, тролейбусів і ін.

За останнім часом значно зросло застосування електричних машин малої потужності — мікро машин потужністю від часток до декількох сотень ватів. Такі електричні машини використовують у пристроях автоматики й обчислювальної техніки.

Особливий клас електричних машин складають двигуни для побутових електричних пристроїв — пилососів, холодильників, вентиляторів і ін. Потужність цих двигунів невелика (від одиниць до сотень ватів) , конструкція проста і надійна, і виготовляють їх у великих кількостях.

Електричну енергію, вироблювану на електростанціях, необхідно передати в місця її споживання, насамперед у великі промислові центри країни, що вилучені від могутніх електростанцій на багато сотень, а іноді і тисячі кілометрів. Але електроенергію недостатньо передати. Її необхідно розподілити серед безлічі різноманітних споживачів—промислових підприємств,транспорту, житлових будинків і т.д. Передачу електроенергії на великі відстані здійснюють при високій напрузі (до 500 кв. і більш),чим забезпечуються мінімальні електричні втрати в лініях електропередачі.

Тому в процесі передачі і розподіли електричної енергії приходиться неодноразово підвищувати і знижувати напругу. Цей процес виконується за допомогою електромагнітних пристроїв, називаних трансформаторами Трансформатор не є електричною машиною, тому що його робота не зв'язана з перетворенням електричної енергії в механічну і навпаки; він перетворить лише напругу електричної енергії.

Крім того, трансформатор — це статичний пристрій, і в ньому немає ніяких частин, що рухаються. Однак електромагнітні процеси, що протікають у трансформаторах, аналогічні процесам, що відбуваються при роботі електричних машин. Більш того, електричним машинам і трансформаторам властива єдина природа електромагнітних і енергетичних процесів, що виникають при взаємодії магнітного поля і провідника зі струмом. З цих причин трансформатори складають невід'ємну частину курсу електричних машин.

Галузь науки і техніки, що займається розвитком і виробництвом електричних машин і трансформаторів, називається електромашинобудуванням.Теоретичні основи електромашинобудування були закладені в 1821р. М.Фарадеєм що установив можливість перетворення електричної енергії в механічну і створив першу модель електродвигуна. Важливу роль у розвитку електромашинобудування мали роботи вчених Д.Максвелла і Э.X.Ленца. Подальший розвиток ідея взаємного перетворення електричної і механічної енергій одержала в роботах видатних росіян учених Б.С.Якоби і М.О.Доливо-Добровольського, якими були розроблені і створені конструкції електродвигунів, придатні для практичного використання. Великі заслуги в створенні трансформаторів і їхньому практичному застосуванні належать чудовому російському винахіднику П.Н.Яблочкову. На початку XX сторіччя були створені всі основні види електричних машин і трансформаторів і розроблені основи їхньої теорії.

1.2. Технічне переозброєння сільського господарського виробництва.

У нашій країні цілеспрямовано здійснюється технічне переозброєння сільськогосподарського виробництва, заміняється морально застаріле і малопродуктивне устаткування на більш якісне і надійне, що відповідає вимогам сучасного інтенсивного виробництва.

Розвиток сільськогосподарської техніки тісно зв'язано з застосуванням автоматизованого електропривода. З кожним роком поліпшується якість асинхронних електродвигунів, що випускаються. Однак їхня експлуатація надійність у сільському господарстві залишається усе ще недостатньої.

Відмовлення електродвигунів викликають порушення технологічних процесів, що завдає значної шкоди народному господарству через недодачу продукції, зменшення продуктивності тварин, нераціонального використання енергетичних ресурсів і т.д. Крім того, для відновлення електродвигунів затрачається велика кількість матеріалів (обмотувального проводу, електротехнічної сталі, ізоляційного матеріалу ), електроенергії, робітників, часу. Аналіз причин відмовлень електродвигунів показав, що, незважаючи на тяжкі умови роботи в сільському господарстві, майже всі електродвигуни можна було б зберегти при надійній і правильно обраному захисті. Тому проблема підвищення, експлуатаційної надійності електродвигунів в агропромисловому виробництві шляхом удосконалювання їхнього захисту актуальна і має велике народногосподарське значення. В даний час вивчені причини аварій електродвигунів у сільському господарстві і розроблено комплекс заходів, після впровадження якого значно підвищилася експлуатаційна надійність двигунів. Частиною цього комплексу з'явилися розробка і упровадження фазочутливих пристроїв захисту електродвигунів.

Слід зазначити, що існують і інші способи захисту. Так, наприклад, трифазні електродвигуни можна захистити, контролюючи напругу живлення, струми навантаження, кут зрушення фаз між напругами чи струмами, напруги чи струми нульової послідовності, температуру статорної обмотки. У деяких випадках контролюють кілька параметрів: струм нульової послідовності і температуру статорної обмотки чи струми навантаження; кут зрушення фаз між струмами навантаження, опір ізоляції статорної обмотки і температуру корпуса електродвигуна.

1.3. Організація робіт з монтажу електричних машин – технічна документація.

Вивчення технічної документації починають з докладного ознайомлення з паспортами кожної машини, а також з технічним описом і інструкцією заводу-виготовлювача по експлуатації машин. Інструкції входять до складу супровідної документації, що відправляється заводом-виготовлювачем безпосередньо з машинами.

У паспорті машини вказується її основна технічна характеристика: тип, потужність, напруга, номінальна частота обертання, ККД, рік випуску, завод-виготовлювач (для всіх машин) і, крім того, струм статора, максимальний момент, співвідношення максимального і номінального моментів, співвідношення пускового і номінального струмів (для синхронних і асинхронних двигунів), тип збудника, напруга і струм порушення (тільки для синхронних двигунів), максимальна частота обертання і ККД при цій частоті (тільки для двигунів постійного струму).

Технічний опис з інструкцією з експлуатації машини містить: короткі зведення про її призначення й основні технічні дані; опис пристрою; перелік спеціального інструмента і пристосувань, що відвантажуються заводом у комплекті з машинами (наприклад, ключ для регулювання болтів віджимних планок ротора, що притискають котушки полюсів до полюсних башмаків, гвинти для притиснення віджимних планок ротора, ключ для підпресовки сердечника статора віджимними болтами гребінок, ключ для загортання гайок, зазначені віджимні болти); зведення про маркірування складальних одиниць; рекомендації зі збереження; указівки по консервації і розконсервації; вимоги до розбирання і зборки; короткі вказівки по монтажу і підготовці до експлуатації; перелік контрольованих величин; перелік можливих неполадок і способів їхнього усунення; указівки по безпеці праці. Безпосереднє відношення до монтажу електричних машин мають, що містяться в технічному описі з інструкцією по монтажі й експлуатації креслення і схеми, який необхідно уважно розглянути і вивчити. До останніх, зокрема, відносяться: загальний вид машини; схеми розташування щіток на колекторі, їхній пришлифовки до поверхні й установки на нейтраль, місць підключення мегометра для виміру опору ізоляції, визначення місця замикання ізоляції підшипника; креслення пристосування для зрушення статора й інші креслення в залежності від потужності, габаритних розмірів і призначення електричних машин.Для машин, що надійшли в розібраному виді, необхідно вивчити інструкцію підприємства по їхній зборці. На закінчення весь монтажний персонал повинний ретельно вивчити проект виробництва робіт (ПВР) чи технологічну записку на монтаж електричних машин. Проект розробляється тільки для монтажу великих електричних машин. Він є посібником при виробництві монтажу, призначеним для підвищення організаційно-технічного рівня виконуваних робіт за допомогою прогресивної технології, новітніх механізмів і пристосувань для досягнення високої якості, підвищення продуктивності праці і скорочення термінів монтажу. Чи проект технологічну записку розробляє ділянка інженерної підготовки виробництва (УІПП) електромонтажного керування.

У ППР на монтаж електричних чи машин агрегатів входять:

- пояснювальна записка, що містить, короткі зведення по об'єкті;

- технічна характеристика монтованих машин;

- відомість фізичних обсягів монтажних робіт;

- відомість змін і доповнень до проекту;

- відомість закладних деталей і монтажних прорізів;

- графік провадження робіт;

- таблиця техніко-економічних показників (потреба в робочій силі з указівкою кваліфікації і кількості робітників, вироблення й ін.);

- план розміщення складальних одиниць електричних машин у монтажній зоні, що враховує питоме навантаження на перекриття; перелік клинів і підкладок під фундаментні чи плити клинових домкратів і гвинтових пристроїв (при безподкладному методі монтажу);

- розрахунок стропів і канатів, необхідних для переміщення електричних машин і їхніх частин;

- схеми стропування окремих складальних одиниць; технологія монтажу з указівкою послідовності виконання окремих операцій; технологічна маршрутна карта такелажних робіт;

- відомість застосовуваних при монтажі підйомно-транспортних засобів (у тому числі підйомно-транспортних механізмів споруджуваного об'єкта, наприклад мостових кранів чи кран-балок), монтажних механізмів, спеціального інструмента, пристосувань, приладів, основних і допоміжних матеріалів; указівки по безпеці праці, розроблені для монтованих електричних машин і даного об'єкта;

- перелік форм здавальної документації.

У технологічній записці на монтаж середніх електричних машин приводять лише короткі зведення для монтажного персоналу. До неї входять: технічна характеристика монтованих машин; указівки за технологією монтажу з переліком послідовності виконання операцій; відомість застосовуваних при монтажі підйомно-транспортних засобів, механізмів, спеціального інструмента, пристосувань, приладів, основних і допоміжних матеріалів; указівки по безпеці праці.

2.Технологія ремонту та обслуговування схеми захисту електричних двигунів за допомогою реле максимального струму.

2.1. Схема захисту ел.двигунів за допомогою реле максимального струму

2.1. Призначення схеми.

Схема призначена для захисту електродвигуна за допомогою реле максимального струму. Дана схема контролює струми фаз у кожної обмотці електродвигуна, що забезпечує надійний захист двигуна, тому що дана схема реагує на зростання струму від номінального будь-якої фази.

2.2. Склад схеми.

Схема складається із силової частини і схеми керування:

а) У силову частину входять:

- автоматичний вимикач QF;

- силові контакти магнітного пускача КМ;

- три реле максимального струму струму КА1,КА2,КА3;

- електродвигун М;

б) У схему керування входять:

- кнопковий пост SBT c нормально замкненими контактами (НЗК);

- кнопковий пост SBC з нормально розімкнутими контактами;

- контакти реле максимального струму (нормально замкнені) КА1,КА2.КА3;

- котушка магнітного пускача КМ;

2.3. Принцип роботи схеми.

При включенні автоматичного вимикача QF напруга мережі надходить на силові контакти магнітного пускача КМ. Включаємо кнопку SBC (включення),

Схема керування включена між однією з фаз (у схемі фаза В і нейтраль) отже котушка магнітного пускача КМ розрахована на 220 В.

Силові контакти магнітного пускача КМ замкнулися і напруга мережі 380 В через котушки реле максимального струму надходить на ел.двигун М. При повнофазному режимі роботи контакти реле максимального струму замкнені, що забезпечує самоблокування для живлення магнітного пускача. Напруга надходить на двигун і двигун починає працювати.

У випадку підвищення струму в однієї з фаз реле максимального струму спрацовує і його контакт розімкнеться. Розривається коло живлення магнітного пускача і схема повертається у вихідний стан «ВІДКЛЮЧЕННЯ».

У даній схемі теплове реле не передбачене тому що схема захищеназамкненимі контактами реле максимального струму.

Для вимикання схеми досить натиснути кнопку SBT і схема переходить у вихідний стан «ВІДКЛЮЧЕННЯ».

2.4. Переваги схеми.

- простота реалізації схеми.

- надійність схеми в експлуатації.

2.5. Недоліки схеми.

- Ремонтувати реле максимального струму ремонту необхідно у спеціальних майстернях або необхідно замінити новими.

2.6. Основні аварійні режими електродвигунів у сільському господарстві.

Щоб правильно захистити електродвигуни, необхідно знати причини їхніх відмовлень. Основні аварійні режими виникають через:

- обриву фази (ОФ) —40.. .50 %;

- загальмування ротора (3) —20.. .25 %;

- технологічних перевантажень (ТП)—8...10%;

- зниження опору ізоляції (ЗОІ)— Ю...15%;

- порушення охолодження (ПО)—8...10%. Приведені цифри засновані на великому статистичному матеріалі і відбивають середній розподіл причин відмовлень. Основний аварійний режим електродвигунів у сільському господарство-обрив однієї фази. Якщо цей режим є наслідком однофазного короткого замикання, то ЕРС, генерируєма в ушкодженій фазі електродвигунами, що працюють на двох фазах, по справному ланцюзі з боку двигунів створює через місце короткого замикання потенціал у нульовому проводі, що може бути причиною поразки тварин і людей електричним струмом .Якщо пристрій захисту своїх функцій чи не виконує їхній частково, то з'являються відмовлення.

3. Розробка технологічного процесу.

3.1. Загальні положення.

-Виробничий процес електромонтажу-це сукупність взаємозалежних впливів людей і знарядь виробництва на вироби електротехнічної промисловості, у результаті чого створюється окремо змонтоване устаткування чи установка. У виробничий процес електромонтажу входить: підготовка засобів виробництва , одержання і збереження матеріалів і напівфабрикатів, усі стадії виготовлення конструкцій, зборка виробів, транспортування матеріалів, заготівель, деталей, готових виробів і їхніх елементів, технічний контроль на всіх стадіях виробництва й інші дії, зв'язані з монтажем устаткування, що випускається.

- Монтажний технологічний процес - це частина монтажного технологічного процесу, безпосередньо зв'язана з послідовною зміною просторового положення стану елементів монтованого устаткування. У залежності від послідовності виконання розрізняють технологічні процеси виготовлення вихідних заготівель, обробки проводу і кабелів, вузлової і загальної зборки устаткування і конструкції в блоки, а також проводів у мережі,

- Технологічний процес зборки - процес установки й утворення з'єднань складових частин заготівель чи виробів. Зборку виконують у визначеній технічно й економічно доцільної послідовності для одержання виробів, що цілком відповідають установленим для них вимогам.

- Вузлова зборка - зборка, об'єктом якої є складова частина виробу

- Загальна зборка - зборка, об'єктом якої є виріб у цілому. Збільшення випуску заготівель вузлів і блоків повинне забезпечуватися інтенсифікацією технологічних процесів.

Робочим місцем називають частина виробничої площі цеху, на якій розміщені один чи декілька виконавців роботи й одиниця електротехнічного устаткування, що обслуговується ними, ця частина установки, а також оснащення і предмет виробництва.

Монтажною технологічною операцією називається закінчена частина технологічного процесу, виконуваного над апаратом, вузлом, шафою чи панеллю на одному робочому місці одним робітником чи групою. Операція містить у собі всі дії устаткування і робітників над одним чи декількома об'єктами, що спільно збираються, (операційна партія). Елементами технологічних операцій є технологічні і допоміжні переходи, робочі і допоміжні ходи, установ, позиція. Установлення змісту і послідовності операцій входить до завдання розробки технологічного процесу. По операціях визначають трудомісткість процесу зборки, що вимагається число виробничих робітників і його матеріально-технічне забезпечення (устаткування, пристосування, інструменти). Поряд з технологічними операціями розрізняють допоміжні, до яких відносять транспортування, контроль, маркірування, змащення й інші роботи.

Монтажний перехід - закінчена частина технологічної операції, яка характеризується часом, необхідним для переходу від однієї технологічної операції до іншої.

Допоміжний перехід - закінчена частина технологічної операції, що складає з дій робітника і (чи) устаткування, у процесі якого не змінюється стан продукту виробництва, але який необхідний для виконання технологічного переходу. Прикладами допоміжних переходів є установка і зміна інструмента і т.д. Переходи можна виконувати послідовно і паралельно - послідовно.

- Єлектроматеріали , деталі, устаткування повинні знаходитися на спеціальних стелажах.

- Електрична і монтажна схеми повинні бути розташовані перед обличчям на спеціальній підставці.

• Інструмент для паяльних робіт повинний знаходитися на електромонтажному столі.