В Н И М А Н И Е!

1) Исходное положение движка реостата при опыте - полностью введенное сопротивление.

2) Вольтметр подключить непосредственно на медные электроды 1 для исключения падение напряжения в проводах.

3) Медные электроды плотно вставлены между листами активной стали и изоляционной пластиной 2.

Перемещая движок реостата, установить по амперметру ток в цепи в пределах 0,25-1,2 А. Вольтметр имеет два предела измерения -300В и 9В. Изменение предела осуществляется тумблером на самом вольтметре. Шкалой 9В пользуются в том случае, когда изоляция пластин нарушена и пластины замыкаются между собой.

Измерение сопротивления изоляции пакета магнитопровода про­вести в трех местах (в магнитопроводе установлено по три электрода с каждой стороны). Данные опыта занести в таблицу 7.2.

Таблица 7.2- Сопротивление изоляции листов активной стали.

№ опыта	U, В	I, А	, Ом

Сопротивление изоляции пакета стали должно быть не менее 50 Ом. У старых листов, бывших в эксплуатации сопротивление изоляции должно быть не менее 30 Ом.

3 Испытание сердечника машины проводят при дефектации маши­ны перед ремонтом и после полной или частичной перешихтовки или после ремонта активной стали. Цель испытания - определить мест­ные повышенные нагревы, которые появляются в результате замыка­ний листов стали, и удельные потери в стали.

ВНИМАНИЕ! Испытания проводят при частоте f = 50 Гц и индукции В = 1 Тл.

Число витков намагничивающей обмотки W_н = 100.

В опыте объектом испытания является активная сталь статора машины переменного тока.

В ремонтных условиях вначале рассчитывают намагничивающую обмотку и затем наматывают ее на исследуемый сердечник статора. При помощи МДС обмотки в активной стали сердечника создается заданная магнитная индукция.

В лабораторных условиях намагничивающая обмотка уже намотана. Поэтому необходимо определить напряжение, которое будет пода­ваться на эту обмотку.

U = 4,44 f W_н B h l k_c , (7.I)

где f - частота источника тока;

W_н - число витков намагничивающей обмотки;

В - магнитная индукция в спинке статора;

h - высота спинки статора, м;

l - длина пакета стали, м;

К_c -. коэффициент заполнения пакета сталью, равный 0,95 для лакированной стали.

Ток намагничивания, значение которого необходимо для выбора сечения провода намагничивающей обмотки, определяется по форму­ле:

, (7.2)

где Н - напряженность электромагнитного поля, соответствующая заданному значению индукции. Н - можно принять равной 215-280 А/м;

Д - диаметр, соответствующий середине спинки статора.

Д₀ = Д_н - h, (7.3)

где Д_н - наружный диаметр стали статора.

Накладывают намагничивающую обмотку равномерно по окружности сердечника (рисунок 7.4). Намагничивающую обмотку рекоменду­ется запитать линейным (а не фазным) напряжением, что будет обеспечивать форму кривой напряжения, наиболее близкую к сину­соидальной.

Измерение потерь в стали без учета полного падения напряже­ния в намагничивающей обмотке дает неверный результат. Чтобы устранить ошибку, обмотку напряжения ваттметра нужно присоеди­нить к зажимам контрольной обмотки (рисунок 7.4), число витков которой равно числу витков намагничивающей обмотки.

В ремонтных условиях через 10…20 минут после включения на­пряжения проверяется на ощупь нагрев зубцов и спинки стали статора, а затем термопары устанавливаются в наиболее холод­ные и нагретые точки статора, измеряя перепад температур между ними.

В лабораторных условиях - термопары уже установлены в 6 точках. Испытание проводится в течении 60 минут. Каждые 10 минут показания всех приборов необходимо заносить в таблицу 7.3.

Рисунок 7.4-Схема испытания активной стали переших­тованного сердечника машины: 1 - намагничивающая обмотка; 2 - контрольная обмотка.

Таблица 7.3- Потери в стали статора электродвигателя

№ отсчета

Время из­мерения, мин

U1,В

U2,В

Im.А

Р1,Вт

Руд, Вт/кг

Тем­пера­тура в точ­ках, 0C

t1

t2

t3

t4

t5

t6

Перегрев стали, то есть разность между температурой нагрева стали и температурой в начале испытания, не должен превышать 45°С к концу испытаний.

Разность между температурами отдельных частей стали не должна превышать 30°С.

Значение удельных потерь в стали определяется по формуле:

, (7.4)

где G - масса активной стали (спинки статора), определяется по размерам сердечника и плотности стали g = 7,6 10³ кг/м³.

, кг (7.5)

Удельные потери для стали 1411 толщиной 0,5 мм при f = 50 Гц составляют при В = 1 Тл Р_уд.= 2,01 Вт/кг.

Процесс намагничивания магнитных материалов в переменном магнитном поле сопровождается превращением определенной части энергии магнитного поля в теплоту, что внешне проявляется в нагреве магнитного материала. Эта энергия за единицу времени называется магнитными потерями. Она обычно характеризуется удельными магнитными потерями.

С точки зрения механизма возникновения потерь различаются два основных вида магнитных потерь - потери на гистерезис и потери на вихревые токи.

Потери на гистерезис - связаны с явлением магнитного гистере­зиса и с необратимыми перемещениями доменных границ. Потери на гистерезис пропорциональны площади петли гистерезиса. Так как гистерезисный цикл и связанные с ним потери повторяются в тече­нии каждого периода, потери на гистерезис пропорциональны часто­те переменного магнитного поля и индукции (при В до 0,1 Тл по­тери пропорциональны В, при В = 0,1…1,0 Тл потери пропорцио­нальны В^1,6 и при В > 1-Тл потери пропорциональны В²).

Потери на вихревые токи вызываются электрическими токами, ко­торые магнитный поток индуктирует в магнитном материале. Они пропорциональны квадрату частоты магнитного поля, а поэтому при высоких частотах являются ограничивающим фактором применения магнитных материалов. Они (потери) обратно пропорциональны удельному электрическому сопротивлению и примерно прямо пропор­циональны квадрату толщины листов материала и квадрату индукции.

Нагрев частей электродвигателя из-за потерь в сердечнике может привести к снижению механической и электрической прочности изо­ляции. Превышение температуры изоляции на 10°…12°С сверх допу­стимой сокращает срок ее службы вдвое.

Потери зависят от дефектов. Наклепы в стали повышают потери на гистерезис; заусеницы, замыкающие листы, приводят к увеличению по­терь на вихревые токи.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать: цель работы, схемы испытаний, все таб­лицы с результатами опытов. По каждому пункту работы дать краткие выводы.

Контрольные вопросы.

1 Какие существуют виды изоляции листов электротехнических сталей?

2 Что собой представляет электротехническая сталь?

3 Нужно ли изолировать сердечник статора электрической машины от корпуса?

4 Чем определяется предельно допустимая температура нагрева электрической машины?

5 Чем вызван нагрев активной стали сердечника?

6 Почему при циклическом перемагничивании магнитных материалов возникают вихревые потери?

7 Каков механизм возникновения магнитных потерь?

8 Как зависят удельные магнитные потери в электротехнической стали от ее марки?

9 Какими способами уменьшают магнитные потери в магнитных материалах?

10 Почему потери в стали ротора у работающей машины меньше, чем потери в стали статора?

ЛитературА

1. Богородицкий, Н.П. и др. Электротехнические материалы,-Л.: Энергоиздат, 1985.

2. Эксплуатация и ремонт электрооборудования и средств автоматизации / В.А. Воробьев. – М.: КолосС, 2004. – 329.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов средних специальных учебных заведений).

3. Ерошенко Г.П. и др., Эксплуатация электрооборудования сельскохозяйственных предприятий.- Ростов-на-Дону.: Терра, 2006.

5. Казимир А.П., Керпелева И.Е., Эксплуатация электротермических установок в сельскохозяйственном производстве. – М.: Россельхозиздат, 1984.

6. Колпаков, В.И., Ящура, А.И. Производственная эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт энергетического оборудования: Справочник. – М.: Энергоиздат, 1999.

7. Устройство, ремонт и обслуживание электрооборудования в сельскохозяйственном производстве: Учебник для нач. проф. образования/ А.П. Коломиец, Г.П. Ерошенко, В.М. Расторгуев и др.. – М.: Академия, 2003. – 355 с.: ил. табл..– (Профессиональное образование).

8. Эксплуатация электрооборудования / [Г.П. Ерошенко [ и др.]]. – М.: КолосС, 2005. – 337 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

9. Правила устройства электроустановок (Текст) Все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7. 5-й выпуск (с изм. И доп. по состоянию на 1 июня 2006 г.). –Новосибирск:Сиб.унив. изд-во, 2006. -854с..

10. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. – М.: НЦ ЭНАС, 2003 – 192 с.

11. Шкрабак В.С., Луковников А.В., Тургиев А.К., Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. – М.: КолоС, 2004. – С.512: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

Учебное издание

Учебное пособие