Сушка потерями в корпусе статора

Этод метод сушки рекомендуется для всех видов электрических машин. Нагревание машины достигается за счет индукционных потерь в корпусе статора от воздействия тока намагничивающей обмотки, наматываемой на корпус и питаемой однофазным переменным током. Для сушки машин крупных габаритов этим способом требуется намотка большого числа витков и нужен источник питания большой мощности, поэтому в этих случаях он не применяется.

Схема включения намагничивающей обмотки дана на рисунке 10.4, б. В качестве источников питания наиболее удобными являются сварочные трансформаторы, дающие низкое напряжение и позволяющие регулировать силу тока.

Намагничивающую обмотку накладывают поверх корпуса, при этом ее можно располагать горизонтально или вертикально. Для более равномерного нагревания рекомендуется при горизонтальном расположении обмотки большую часть витков помещать в нижней половине корпуса. При наличии отверстий в корпусе обмотка может быть пропущена через них. Регулирование температуры нагрева производится периодическим выключением тока.

Мощность, необходимая для сушки (в киловаттах), определяется по формуле

P=kF (100-t₀) 10^-3,

где F – площадь поверхности корпуса машины, м²; t₀ – температура окружающей среды, °С; k – коэффициент, равный 12·10^-3 кВт/м²град.

Число витков намагничивающей обмотки

w =UA/L,

где U – напряжение,подводимое к обмотке, В; L – длина одного витка, м; А – длина намагничивающей обмотки, приходящаяся на 1В напряжения, подводимого к обмотке.

Величину А находят по таблице 10.1 по величине удельных потерь (в киловаттах на квадратный метр)

D P=P/F₀ ,

где F₀ – площадь поверхности корпуса машины, охватываемой намагничивающей обмоткой, м².

Таблица 10.1. Исходные данные для расчета параметров

намагничивающей обмотки

DP	А	DP	А	DP	А	DP	А
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9	4,21 3,20 2,76 2,48 2,30 2,17 2,06 1,97 1,90	1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8	1,85 1,78 1,72 1,68 1,63 1,60 1,55 1,53 1,49	1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7	1,47 1,44 1,42 1,39 1,37 1,35 1,32 1,31 1,29	2,8 2,9 3,0 3,25 3,50 3,75 4,0   –	1,27 1,26 1,24 1,20 1,18 1,15 1,12 – –

Ток в намагничивающей обмотке определяется по соотношению

I=P/U cos j,

где cos j=0,5…0,7.

Регулирование температуры производится либо изменением числа витков намагничивающей обмотки, либо ее периодическим отключением. В первом случае нужно сделать одну-две отпайки от намагничивающей обмотки.

Сушка синхронных машин может выполняться одним из следующих способов:

1. Все три фазы и ротор (если номинальный ток ротора близок к номинальному току статора) подключают последовательно к источнику постоянного тока (рисунок 10.5, а). Ток сушки должен быть (0,5…0,7) Iн (Iн – номинальный ток ротора) и его регулируют реостатом либо путем изменения подводимого напряжения. В цепи постоянного тока не должно быть выключателя, так как при разрыве цепи увлажненная изоляция машины может быть пробита. Включение тока производят реостатом.

а) б) в) г)

2. Обмотку ротора подключают к источнику постоянного тока соответствующего напряжения; статор прогревается за счет тепла нагретого ротора (рисунок 10.5, б). Регулируют температуру путем изменения тока сушки при помощи реостата. Ток сушки поддерживают в пределах 0,5…0,8 номинального тока ротора.

3. Обмотку статора соединяют в открытый треугольник и подключают к источнику однофазного тока напряжением (0,08…0,2) Uн, где Uн – номинальное напряжение статора. Обмотка ротора разомкнута и сушится теплом статора (рисунок 10.5, в).

4. Сушка в режиме короткого замыкания (рисунок 10.5, г). К отмотке возбуждения подключается разрядное сопротивление через амперметр переменного тока. Обмотки статора замыкаются накоротко через амперметры. Изменением тока возбуждения или частоты вращения первичного двигателя устанавливаются токи в обмотках статора, равные 0,4…0,7 от номинального фазного значения.

При сушке асинхронных двигателей током от постороннего источника применяют следующие способы:

1. Сушка трехфазным током в режиме короткого замыкания. Ротор затормаживают (рисунок 10.5, г). Фазный ротор закорачивают специальной перемычкой (во избежание подгорания колец). Ток сушки должен быть 0,7 I_н; следовательно, подводимое напряжения должно быть не более 0,7 напряжения короткого замыкания U_к. Если нет заводских данных о величине напряжения короткого замыкания U_к, его определяют опытным путем. Для этого к статору при заторможенном и закороченном роторе подводят напряжение Uc, равное 5…10% номинального напряжения, и измеряют ток Ic, потребляемый машиной. Напряжение короткого замыкания будет равно

U_к = U_c

При сушке этим способом необходимо иметь в виду, что ротор в заторможенном состоянии оказывается под действием магнитного поля при частоте сети 50 Гц, тогда как при работе он находится под действием магнитного поля частотой 1…1,5 Гц. Активная сталь ротора и все остальные его части нагреваются значительно быстрее, чем обмотки статора. Поэтому за температурой ротора во время сушки нужно вести особо строгое наблюдение.

2. Сушка постоянным (или однофазным) током.

В судовых условиях этот способ применяют в том случае, когда нет возможности вращать машину и имеется источник низкого напряжения достаточной мощности. Обмотки с выведенными шестью концами присоединяют к источнику тока последовательно.

Если у обмоток выведены три конца, в процессе сушки фазы переключают через каждые 1,5—2 ч. При этом ротор вращаться не должен. При применении однофазного тока подводимое напряжение должно быть не более 0,2…0,3 номинального напряжения двигателя, а ток сушки—0,5…0,7 номинального тока (рисунок 10.6).

Сушка машин постоянного тока может осуществляться индукционным методом или следующим способом:

1. Сушка при вращающемся якоре. Этод способ сушки выполняется при работе машины постоянного тока генератором в режиме короткого замыкания. Обмотка якоря и добавочных полюсов замыкаются накоротко через амперметр и автомат. Последовательная обмотка возбуждения отключается, а параллельная обмотка возбуждения включается на источник постоянного тока (рисунок 10.7, а).

При разомкнутом автомате в цепи якоря, изменением тока возбуждения параллельной обмотки, устанавливают э.д.с. генератора равной (0,04…0,1)U_н. Большие значения э.д.с. устанавливают для машин малой мощности.

Установка требуемой величины тока в якорной цепи после замыкания автомата производится путем регулирования величины тока возбуждения. В начальный период сушки ток в якорной цепи не должен превышать (0,5…0,7)I_н. Наибольшее значение тока в якорной цепи определяется температурой нагрева поверхности обмотки якоря, которая не должна превышать 70ºС в наиболее горячей точке. Если температура превысит это значение, то ток в якоре необходимо снизить или производить периодическое его отключение.

1. Сушка при неподвижном якоре. Обмотка якоря соединяется последовательно с обмотками добавочных полюсов и последовательной обмоткой и подключается к низковольтному источнику постоянного тока. Параллельная обмотка возбуждения закорачивается (рисунок 10.7, б). Ток в якорной цепи не должен превышать (0,5…0,6)I_н при напряжении источника (0,04…0,09)U_н. Большее значение тока в якорной цепи и напряжения берут для машин меньшей мощности.

Для обеспечения более равномерного нагрева обмоток и коллектора якорь машины необходимо периодически поворачивать, отключая при этом источник.

Для исключения разгона машины ее якорь необходимо надежно затормозить.