Технология монтажа электродвигателей

Большинство стационарно установленных машин приводится в движение, в основном, с помощью трехфазных асинхронных электрических двигателей с короткозамкнутым ротором. Мощность этих электродвигателей обычно не превышает 30 – 40 кВт. Пуск двигателей этого типа заключается в прямом включении статора на полное напряжение сети без каких либо регулирующих устройств, но их пусковой ток превышает номинальный в 4-7 раз. Для двигателя это неопасно, но в сети возникают существенные колебания напряжения, и при недостаточной мощности питающего трансформатора двигатель может не заработать. Значительно редко используются двигатели с фазным ротором, которые обладают повышенным пусковым моментом при небольшом пусковом токе.

В сельском хозяйстве обычно используют брызгозащищенные и закрытые обдуваемые асинхронные двигатели, имеющие химовлагоморозостойкое исполнение, предназначенные для работы как на открытом воздухе, так и во всех сельскохозяйственных помещениях (кроме взрывоопасных) с температурой воздуха -40…+40 град.С и относительной влажностью до 95 %. Двигатели сельскохозяйственного назначения имеют повышенный пусковой момент и перегрузочную способность, могут длительно работать при снижении напряжения в сельских электроустановках на 20% со снижением мощности на 10-15%.

До начала монтажа необходимо изучить проект и получить от заказчика документацию на оборудование, затем подготовить электродвигатель и фундамент, установить электродвигатель и выполнить выверку его с рабочей машиной, провести испытания.

Изучение технической документации начинают с подробного ознакомления с паспортами каждой машины, а также с техническим описанием и инструкцией завода-изготовителя по эксплуатации машин.

Техническое описание с инструкцией по эксплуатации машины содержит: краткие сведения о ее назначении и основные технические данные; описание устройства; рекомендации по хранению; указания по консервации и расконсервации; требования к разборке и сборке; краткие указания по монтажу и подготовке к эксплуатации; чертежи и схемы.

Иногда разрабатывают проект производства работ (ППР) или технологическую записку на монтаж электрических машин. Для монтажа крупных электрических машин разрабатывают проект, а для средних машин - технологические записки.

В технологической записке приводят лишь краткие сведения для монтажного персонала. В нее входят: техническая характеристика монтируемых машин; указания по технологии монтажа с перечнем последовательности выполнения операций; ведомость применяемых при монтаже подъемно-транспортных средств, механизмов, специального инструмента, приспособлений, приборов, основных и вспомогательных материалов; указания по технике безопасности.

Электродвигатели, полученные из ремонта или склада подвергают ревизии, куда входят следующие процедуры

1.Осматривают, очищают от пыли и грязи чистой тканью или продувают сжатым воздухом. При внешнем осмотре требуется установить целостность всех наружных частей (корпуса, подшипниковых щитов, клеммной колодки и т.д.), наличие всех крепёжных болтов и их затяжку, состояние контактных колец, щёткодержателей, щёток и пускового реостата для электродвигателей с фазным ротором.

2.Проверяют легкость вращения ротора и отсутствие задеваний вращающимися частями электродвигателя (ротором, вентилятором) его неподвижных частей. Тугое вращение ротора указывает на наличие перекоса подшипников или подшипниковых щитов; трение между подвижными и неподвижными частями электродвигателя свидетельствует о нарушении зазоров между ними и, в первую очередь, между ротором и статором.

Величины зазоров (воздушного промежутка) между ротором и статором измеряют при помощи щупов в четырех точках через 90градусов. Они должны быть одинаковыми и могут отличаться не более, чем на 10%.

Износ подшипников определяют по осевому и радиальному зазорам, которые у подшипников качения не должны наблюдаться визуально, табл.4.3.

Таблица 4.3. Допустимые зазоры в подшипниках скольжения со смазочными кольцами.

Скорость вращения, мин-1	Зазор, мм при диаметре вала, мм
До 1000	0,15	0,17	0,19	0,21	0,23	0,25	0,26	0,29	0,3
Свыше 1000	0,18	0,22	0,24	0,28	0,31	0,35	0,37	0,41	-

В неразборных подшипниках скольжения, зазоры нужно определять с торцевых сторон втулок или измерением диаметра втулок и шеек валов с разборкой подшипниковых узлов машин. Зазоры в подшипниках с крышками-роликами следует измерять щупом, в шарикоподшипниках – на специальной оправке.

Применяемые смазочные масла для подшипников электрических машин приведены в табл 4.4.

Таблица 4.4 Рекомендуемые марки масел для электрических машин

Система смазки	Мощность машины, кВт	Скорость, мин	Режим работы машины	Марка масла
Кольцевая     Подшипники качения	До 1000   Все мощности	1000 и выше   250-1000   До 250   Все скорости	Нереверсивный и реверсивный с резкими пусками Реверсивный с частыми пусками Нереверсивный и реверсивный Повышенная влажность, температура до 90 С     Сухие помещения, температура до 115 С     Повышенная влажность и на открытом воздухе	Индустриальное 20 или 30   Индустриальное 20 или 30 Индустриальное 45 Универсальная тугоплавкая, водостойкая – УТВ 1-13, жировая УТ-1, универсальная тугоплавкая- консталин жировой ЦИАТИМ-203

3. Измерение сопротивления изоляции электрических машин. Электродвигатель разрешается включать в сеть, если на напряжение 380 В наименьшее допускаемое сопротивление изоляции его обмоток будет не ниже 0,5 мОм. Величина сопротивления изоляции обмоток ротора синхронных электродвигателей и асинхронных электродвигателей с фазным ротором должна быть не менее 0,2 мОм при температуре +10 … +30°С. При меньших значениях сопротивления изоляции обмоток производят их тщательную продувку (удаление токопроводящей пыли) и сушку изоляции (удаление влаги).

Выбор способа сушки зависит от мощности и конструкции электродвигателя. Так, при мощности электродвигателя до 15 кВт применяют обогрев лампами инфракрасного излучения или обычными лампами накаливания мощностью до 500 Вт; при мощности от 15 до 40 кВт обогрев горячим воздухом от тепловоздуходувки или теплом, выделяемым при прохождении тока по обмотке; при мощности от 40 до 100 кВт-нагрев токами индукционных потерь (вихревыми токами) в активной стали статора. Режим сушки контролируют мегаомметром, измеряя сопротивление изоляции через каждый час. В начале сушки сопротивление увлажненной изоляции обмотки понижается, а затем (по мере испарения влаги из обмотки) начинает повышаться и в конце сушки становится постоянным. Сушку считают законченной, если в течение 2-4 ч сопротивление обмотки статора электродвигателя остается неизменным и составляет не менее 1 мОм.4.Определение выводов обмоток асинхронного короткозамкнутого электродвигателя. Иногда после ремонта электродвигатель может поступить без маркировки выводных концов обмоток, тогда их маркировку можно определить либо последовательным выполнением пробных пусков, либо методом Петрова, табл.4.5.

Таблица 4.5. Маркировка выводных концов обмоток асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.

Наименование фаз	Маркировка обмоток
Начало	Конец
L1	С1	С4
L2	С2	С5
L3	С3	С6

Маркировка выводных концов обмоток электродвигателя методом Петрова заключается в том, что один из выводов обмотки принимается за начало одной их фаз, а конец её соединяют с выводом другой фазы. Эти две последовательно соединённые фазы включаются на пониженное напряжение (15 – 20% от номинального) во избежание перегрева обмоток; в случае фазного ротора его обмотка должна быть разомкнута. Третья фаза присоединяется к вольтметру.

Если ЭДС этой фазы равно нулю, то первые две обмотки соединены одноимёнными выводами. Далее опыт повторяется таким образом, что его фаза, ранее подключаемая к вольтметру, меняется с одной из двух фаз подключенных к сети. Найденные начала фаз обозначаются С1, С2, С3, а концы С4, С5, С6. Дальнейшее соединение обмоток производится в зависимости от напряжения сети в треугольник либо в звезду.

а) б)

Рисунок 4.6 Определение начал и концов обмоток методом Петрова.

5.Установка электродвигателей. Часто завод-изготовитель монтирует электрический привод, арматуру защиты и управления на рабочей машине. Если электрический двигатель не входит в конструкцию машины, то его устанавливают отдельно на литые чугунные рамы, на сварные кронштейны, фундаменты и т.д. К опорному основанию они крепятся с помощью лап станины или фланцев. Если электродвигатель устанавливается рядом с рабочей машиной, то для их установки устраивают общий фундамент. При этом расстояние между корпусами электродвигателей или от них до стен здания должно быть не менее 0,3 м при условии, что с другой их стороны имеется проход шириной не менее 1 м. Допускаются местные сужения проходов между выступающими частями электродвигателей и строительными конструкциями до 0,6 м.

Фундамент под электродвигатели выполняют из бетона, камня или пережженного кирпича на цементном растворе. Их размеры зависят от массы двигателя, состояния грунта, степени его промерзания (для наружных установок). Для сельскохозяйственных электрических двигателей массу фундамента принимают ориентировочно в 10 раз превышающей массу двигателя. Если привод работает с частыми пусками, то массу фундамента увеличивают до 15-кратного размера. Бетонные фундаменты под электродвигатели устанавливают в земле. Для этого вырывают котлован прямоугольной формы глубиной 0,5-1,5 м. Размеры котлована больше размеров фундаментной плиты на 50-250 мм. По периферии котлована делают опалобку из досок с тем, чтобы после заливки фундамент возвышался не менее чем на 150 мм.

Электродвигатель устанавливается на фундамент с помощью крана, талей, лебедок и других механизмов. Легкие электродвигатели (массой до 80 кг) могут устанавливаться двумя рабочими с помощью лома, вставленного в подъемное кольцо на корпусе электродвигателя.

К частям зданий двигатели прикрепляются с помощью стальных конструкций в виде кронштейнов, сваренных из стального уголка. Эти металлические конструкции крепятся к строительным деталям с помощью болтов, под которые в стене просверлены сквозные отверстия. Электрические двигатели массой до 60 кг могут крепиться с помощью анкерных болтов, вмазанных в кирпичные или бетонные стены цементным раствором.

6. Выверка (центровка) электродвигателя и рабочей машины. Для нормальной работы электропривода необходимо добиться такого расположения валов электродвигателя и рабочей машины, чтобы они лежали на одной прямой. Точность выверки определяет надежность работы электродвигателя и в первую очередь его подшипников. Способы центровки различны и зависят от типа передачи. Передача движения от двигателя к машине может осуществляться или непосредственным соединением вала электродвигателя и машины с помощью муфты или соединением их с помощью гибкой связи (ременной или цепной передачи).

Муфты могут использоваться для управления исполнительным механизмом – с включением или выключением (управляемые муфты), предохранения от перегрузок (предохранительные муфты), устранения вредного влияния несоосности валов (компенсирующие муфты), уменьшения динамических нагрузок (упругие муфты) и др.

Соединение муфтами возможно, если выполняются условия:

· Валы электродвигателя и рабочей машины расположены на одной прямой;

· Концы валов электродвигателя и рабочей машины подходят вплотную или близко один к другому;

· Частота и направление вращения валов электродвигателя и рабочей машины совпадают.

При невыполнении хотя бы одного из этих условий, соединение валов осуществляется с помощью ременных, цепных или других передач.

Ременные передачи обладают рядом достоинств: бесшумностью в работе, плавностью хода, простотой. Поэтому они получили широкое применение. Однако, малая компактность, большое давление на вал, непостоянство частоты вращения за счёт проскальзывания ремня характеризуют их недостатки.

При ременной и клиноременной передачах необходимым условием правильной работы электродвигателя с приводимой им во вращение машиной является соблюдение параллельности валов электродвигателя и вращаемой им машины, а так же совпадение средних линий по ширине шкивов.

При различной ширине шкивов выверку положения электродвигателя производят по условию одинакового расстояния от средних линий шкивов до выверочной линейки (или струны).

При непосредственном соединении электродвигателя с машиной с помощью муфты выверка соосности валов электродвигателя и приводимой им во вращение машины выполняется посредством двух центровочных скоб, рис 4.7, закрепляемых на валах электродвигателя и машины.

Рисунок 4.7. Выверка установка электродвигателя и рабочей машины, соединенных муфтой: а – с помощью скоб; б – с помощью изогнутых проволочек.

Центровку выполняют в два приема, сначала предварительную при помощи линейки или стального угольника, а затем окончательную – по центробежным скобам.

7. Заземление. Корпус электродвигателя обязательно должен зануляться (соединяться с нулевым проводом сети) или заземляться. В качестве защитного проводника используют четвертый провод в трубе или стальную трубу электропроводки, или отдельно проложенный стальной проводник.

Защитный проводник присоединяют болтом к корпусу. Оборудование, подверженное вибрации, зануляют гибкой перемычкой. Каждый электродвигатель зануляют или заземляют отдельным ответвлением от магистрали. Последовательное включение в защитный проводник нескольких электроустановок запрещается.

8. Проверка качества монтажа. Качество монтажа электродвигателей проверяют включением в сеть в холостую и под нагрузкой. При опробовании в холостую двигатель отсоединяют от технологической машины и включают толчком в сеть. Не допуская полного разворота (25...30% от номинальной частоты вращения), отключают и прослушивают шумы в двигателе (не должно быть посторонних звуков). После пробного пуска двигатель включают на час и проверяют:

отсутствие стуков и задеваний вращающихся частей, прочность крепления к основанию, степень нагрева подшипников (не более 95 С), направление вращения ротора (при необходимости изменения направления вращения меняют местами два любых подводящих провода в коробке).

При нормальной работе в холостом режиме двигатель соединяют с механизмом и испытывают под нагрузкой в течение трех часов. При этом виброметром измеряют вибрацию двигателя. В течение испытаний через каждые 30 минут измеряют температуру нагрева обмоток (не более 105 С для двигателей с изоляцией класса А) и подшипников.

Двигатель, прошедший испытания под нагрузкой, передают рабочей комиссии для приемо-сдаточных испытаний.