Монтаж электрических машин и аппаратов управления

Подробности

Категория: Электрические машины

• монтаж
• электродвигатель

Технологическая последовательность операций

Объем работ и технологическая последовательность операций по монтажу средних и крупных электрических машин зависят от вида их поставки с завода-изготовителя: в сборе или разобранные. Электрические машины, поступившие с завода-изготовителя в собранном виде, как правило, на месте монтажа не разбирают. После операций по подготовке таких машин к установке их при необходимости подвергают осмотру в объеме, предусмотренном актом, составленным представителями предприятия-заказчика и монтажной организации.

Монтаж электрических машин, поступивших в собранном виде, производят в следующем Порядке: установка на фундамент; выверка; монтаж полумуфт и центровка валов; проверка пригонки вкладышей подшипников; заливка бетонной смесью фундаментных плит и болтов; проверка центровки валов после доливки бетонной смеси; подсоединение внешних кабелей, монтаж воздухоохладителей, маслопроводов и заземления; установка защитных кожухов, щитов и ограждений.
Монтаж электрических машин, поступивших в разобранном виде, значительно сложнее и включает следующие основные технологические операции: установку и выверку фундаментной плиты и подшипниковых стояков; заводку ротора в статор; установку: нижних вкладышей подшипников, статора вместе с ротором на фундаментную плиту, полумуфт; центровку валов; проверку зазоров в подшипниках и пригонку подшипников; выверку воздушных зазоров и совмещение магнитных осей статора и ротора; заливку фундаментных плит и фундаментных болтов бетонной смесью, проверку центровки валов после доливки фундаментных плит; окончательную сборку подшипников и проверку их уплотнения; установку щеточной траверсы и регулировку щеток и щеткодержателей; подсоединение внешних кабелей, воздухоохладителей, маслопроводов и заземления; установку защитных кожухов, щитов и ограждений.

Установка и выверка фундаментных плит

Выверка фундаментных плит на подкладках и клиньях.

Фундаментные плиты для средних и крупных электрических машин, поставляемые вместе с ними, изготавливают из толстой листовой стали или швеллеров и балок крупного сечения. При этом для электрических машин, входящих в состав преобразовательных агрегатов, в зависимости от габаритов последних фундаментные плиты изготовляют в виде одной плиты, общей для всего агрегата, или отдельных, или для каждой машины, а для приводных двигателей, как правило, только в виде отдельной плиты.

Плиты крепят к фундаменту анкерными фундаментными болтами: крюкообразными или с анкерными плитками.
Наибольшее распространение получили установка и выверка фундаментных плит на фундаменте с помощью подкладок или клиньев.

Выверка фундаментной плиты и регулировка высоты ее установки достигаются с помощью подкладок различной толщины. Количество подкладок в одном пакете должно быть минимальным и не превышать пяти, включая тонколистовые, которые применяют для окончательной выверки. По высоте фундаментные плиты устанавливают таким образом, чтобы зазор между плитой и поверхностью фундамента был не менее 50 мм, благодаря чему обеспечивается равномерная укладка бетона подливки под плиту, и не более 100 мм для устойчивого положения плиты на пакетах подкладок. Высота пакетов подкладок составляет соответственно 50—100 мм.

Установка и выверка фундаментных плит на клиновых домкратах и винтовых устройствах.

При бесподкладочном методе монтажа вместо металлических подкладок и клиньев для выверки фундаментных плит применяют установочные приспособления (клиновые домкраты или винтовые устройства), которые после затвердения бетона подливки удаляют. Благодаря этому нагрузки и усилия от электрических машин передаются фундаменту не через пакеты подкладок или клинья, а через бетонную подливку, которая используется в качестве несущего опорного элемента соединения. При бесподкладочном методе монтажа значительно увеличивается площадь контакта основания фундаментной плиты с подливкой, что способствует повышению общей прочности сцепления оборудования с фундаментом.

Бесподкладочный метод монтажа позволяет не только получить значительную экономию металла и повысить качество монтажа, но и намного увеличить производительность труда при выверке электрических машин.

Установка и выверка подшипниковых стояков

Машины, прошедшие контрольную сборку на заводе, имеют отверстия в фундаментных плитах для установки и крепления подшипниковых стояков. В машинах, не прошедших заводской сборки, необходимо разметить фундаментные плиты и просверлить в них отверстия для крепления стояков.

В местах установки подшипниковых стояков на фундаментную плиту укладывают регулировочные металлические подкладки и изолирующие прокладки под одним или двумя стояками в соответствии с установочными чертежами завода-изготовителя.
Количество подкладок определяется при контрольной сборке и также указывается в установочных чертежах.

Изолирующие прокладки толщиной 2—5 мм завод-изготовитель обычно поставляет в комплекте с машиной. Они предотвращают прохождение паразитных токов в подшипниках, вызывающих разрушение баббита вкладышей и разъедание шеек вала. Основной причиной появления паразитных токов является асимметрия магнитного поля машины, в результате чего возникает пульсирующий магнитный поток, который пересекает короткозамкнутую цепь (вал — подшипниковые стояки — фундаментная плита — вал) и может вызвать более значительные токи. Изолирующие прокладки разрывают короткозамкнутую цепь.
На установочных заводских чертежах даны указания по изоляции болтов, крепящих стояки к плите, конических контрольных штифтов. Для изолирования болтов применяют бакелитовые трубки с толщиной стенки 2 мм, а конических штифтов — трубки из прессшпана или электрокартона.

На рис. 1, а показано размещение изолирующих прокладок под стояками агрегата с четырьмя подшипниками, а на рис. 1, б — изоляция болтов подшипникового стояка. Сопротивление изоляции подшипниковых стояков по отношению к плите измеряют мегомметром на 1 кВ до укладки валов в подшипники; при затянутых болтах, крепящих стояки к плите, это сопротивление должно составлять не менее 1 МОм.

Рис. 1. Расположение изолирующих прокладок на агрегате с четырьмя подшипниковыми стояками:

1 — подшипниковые стояки; 2 — изолирующие прокладки; 3 — шайба; 4 — изолирующая трубка

• Назад
• Вперёд

org/BreadcrumbList»>
• Вы здесь:  
• Главная
• Оборудование
• Эл. машины
• Приемо-сдаточные испытания изоляции электрических машин

Еще по теме:

• Подготовка электрических машин к установке
• Линия САД 112; 132 общей сборки электродвигателей
• Монтаж рудничных электродвигателей
• Монтаж и испытания эл. машин
• Сборка и регулировка электродвигателей после ремонта

Монтаж машин большой мощности — Студопедия

Поделись с друзьями: 

Особенность монтажа крупных электрических машин, поступающих в собранном состоянии, состоит в том, что он начинается с установки отдельной фундаментной плиты, на которую устанавливают машину и проводят центровку валов. Ряд машин имеет на конце вала фланец, через который она соединяется с механизмом. Кроме того, при большой длине ротора под действием его веса Р происходит прогиб вала в вертикальной плоскости. Поэтому при горизонтальном положении соединяемых машин плоскости полумуфт (или фланцев) оказываются расположены под углом друг к другу, как показано на рис. а.

Прогиб вала: 1 и 2 — подшипники; 3 — уровень

Положение валов, соединяемых с помощью полумуфт:

а — до выверки; б — после выверки линии вала; 1…4 — подшипники; 5 — уровень

Центровка валов в этом случае заключается в такой установке соединяемых валов, при которой их общая линия представляет в вертикальной плоскости плавную кривую, а в горизонтальной — прямую линию. При центровке торцы сопрягаемых полумуфт (или фланцев) устанавливаются параллельно, а осевые линии валов должны быть продолжением одна другой и совпадать у сопрягаемых полумуфт (фланцев). Для этого путем установки прокладок под лапы корпуса добиваются равенства углов наклона шеек вала к горизонтальной линии. Угол наклона проверяют по уровню, показанному на рис. и установленному на выходном конце вала.
Если крупная электрическая машина поступает на сборку в разобранном состоянии (статор и ротор отдельно), то предварительно собирают саму машину в следующей последовательности. Сначала на монтажной площадке размещают и осматривают все узлы машины, затем подготавливают фундамент (разметка, колодцы под фундаментные болты и пр.), устанавливают и выверяют фундаментную плиту, монтируют стояковые подшипники н устанавливают статор. Затем в него заводится ротор, а шейки ротора устанавливаются на подшипники. Схема заведения ротора приведена на рис.

Центровка валов осуществляется, как и в предыдущем случае, но прокладки устанавливаются и под корпус подшипников. После центровки закрепляют корпусы машины и подшипников, пригоняют вкладыши подшипников скольжения и их уплотнения, выверяют зазоры в подшипниках и между статором и ротором электрической машины.
Устанавливают дополнительное оборудование, необходимое для работы машины (система охлаждения, смазки подшипников и т. д.), Производят монтаж и регулировку токосъемных механизмов, соединение электрических цепей и заземляют корпус машины.

Схема ввода ротора в статор с использованием удлинителя:
а — начало ввода, б — установка ротора на шпалы; в — закрепление стропа на удлинителе; 1 — статор; 2 — удлинитель вала; 3 — ротор

Схема ввода ротора в статор при отсутствии грузоподъемных механизмов:
1 — стойка; 2 — балка; 3 — удлинитель; 4 — грузовой ролик; 5 — статор; 6 — ротор; 7 — накладка
При отсутствии грузоподъемных механизмов в помещении сборки электрической машины для заведения ротора в статор можно использовать деревянные стойки У, на которых установлена балка 2, как показано на рис

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Электрические машины | Департамент энергетики

Отдел передовых материалов и производственных технологий

В 2013 году на электроэнергию приходилось примерно 40% потребления первичной энергии в Соединенных Штатах, а на производство приходилось более четверти конечного потребления. Системы с электродвигателем использовали 68% этой общей электроэнергии для основных энергоемких промышленных процессов, таких как охлаждение, насосы, вентиляторы, компрессоры, погрузочно-разгрузочные работы, обработка материалов и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Программа AMO «Электрические машины следующего поколения» (NGEM) представляет собой проект НИОКР, в котором используются последние технологические достижения в области силовой электроники и электродвигателей для разработки нового поколения энергоэффективных, высокоскоростных, высокоскоростных интегрированных приводных систем среднего напряжения (MV) для широкий спектр критически важных энергетических приложений.

Усовершенствования систем промышленных электродвигателей могут быть реализованы за счет применения ключевых технологий, таких как устройства с широкой запрещенной зоной, передовые магнитные материалы, улучшенные изоляционные материалы, агрессивные методы охлаждения, конструкции высокоскоростных подшипников и улучшенные проводники или сверхпроводящие материалы. Программа NGEM будет способствовать пошаговым изменениям, которые позволят более эффективно использовать электроэнергию, а также уменьшить размер и вес системы привода, развивая долгосрочные возможности для разработки материалов и дизайна двигателей, которые уменьшат энергопотребление отрасли и выбросы парниковых газов, поддерживая глобальный рынок США. конкурентоспособность в сфере экологически чистой энергетики.

На данный момент эти усилия по НИОКР состоят из двух отдельных возможностей финансирования и будут использовать работу Института Power America Департамента по полупроводникам ГВБ. Возможности финансирования и избранные проекты перечислены ниже.

NGEM: ДВИГАТЕЛИ МЕГАВАТТНОГО КЛАССА

В сентябре 2015 года было выбрано пять проектов с целью объединения широкозонной технологии (WBG) с достижениями для крупногабаритных двигателей. В рамках проектов будут разработаны интегрированные приводные системы среднего напряжения, в которых используются преимущества широкозонных устройств с энергоэффективными, высокоскоростными, прямыми приводами и электродвигателями мегаваттного класса для повышения эффективности и удельной мощности в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, инфраструктуре природного газа и общепромышленные компрессоры, такие как системы HVAC, холодильные установки и насосы для сточных вод. Эти области применения представляют собой значительное количество моторных установок, большое количество потребляемой электроэнергии и значительные возможности для конкурентоспособности американских технологий и производства. Целью этих проектов является уменьшение размеров двигателей и приводных систем мегаваттного масштаба на 50 процентов и сокращение потерь энергии на целых 30 процентов.

ИЗБРАННЫЕ ПРОЕКТЫ

Высокочастотный привод среднего напряжения с поддержкой SiC для высокоскоростных двигателей

Встроенный электропривод с высоким напряжением ² Модульная электрическая машина и силовые преобразователи на основе SiC

Полностью интегрированный высокоскоростной двигатель мегаваттного класса и высокочастотная система привода с регулируемой скоростью

Встроенный преобразователь частоты SiC 15 кВ и высокоскоростной двигатель MW для газокомпрессионных систем

Встроенный привод и двигатель среднего напряжения

NGEM: ENABLING TECHNOLOGIES

В ноябре 2016 года было отобрано тринадцать проектов, направленных на развитие технологий, которые будут способствовать экономически эффективному повышению эффективности и снижению веса электрических машин при одновременном устранении ограничений, связанных с традиционно используемыми проводящими металлами и электротехническими сталями. Целью инициативы является разработка и демонстрация масштабируемых, высокопроизводительных процессов для производственных технологий, в том числе:

• высокоэффективных тепловых и электрических проводников,
• производство кремнистой стали с низкими потерями,
• производство высокотемпературных сверхпроводящих проводов и
• другие технологии, позволяющие повысить производительность.

Эти передовые технологии могут помочь производителям в совокупности сэкономить почти 44 тераватт-часа в год, что составляет примерно 1,6% от общего потребления электроэнергии в США, и проложить путь к дальнейшей экономии на двигателях с регулируемой скоростью. Кроме того, эти же технологии улучшат двигатели, используемые в растущем секторе чистой энергетики, помогая производителям ветряных и солнечных батарей, электромобилей и аккумуляторов.

ИЗБРАННЫЕ ПРОЕКТЫ

Углеродные проводники, соединенные нанометаллами, для перспективных электрических машин

Металлические (Cu, Al) композитные провода CNT для энергоэффективных двигателей

Углеродные проводники для легких двигателей и генераторов

Сплав Si-Al-Cr-Mn для высокого удельного сопротивления

Полоса из высококремнистой стали, полученная одностадийной обработкой сдвиговой деформацией

Передовое производство высокоэффективных сверхпроводниковых проводов для электрических машин нового поколения

Усовершенствованный провод 2G HTS для применения в электродвигателях

Процессы производства провода 2G HTS

Экономичные проводники, кабели и катушки для вращающихся электрических машин с высоким полем

Композитное покрытие полидофамин/ПТФЭ для крупных подшипников скольжения Generation Electric Machines

Высокоэффективный осевой двигатель с коническим воздушным зазором, использующий магнитомягкие композиты и текстурированную электротехническую сталь

Аморфные и нанокомпозитные магниты для высокоэффективных высокоскоростных двигателей

Система изоляции с регулируемым сопротивлением для двигателей нового поколения с питанием от преобразователя

Машина с постоянными магнитами, машины с постоянными магнитами, высокоскоростные, энергетические приложения, электрические машины, высокоскоростные машины

Вращающаяся электрическая машина является преобразователем энергии; мы называем это двигателем, когда электрическая энергия преобразуется в механическую энергию, и генератором переменного тока, когда преобразование происходит в обратном порядке. В любом случае электрическая машина может быть одним и тем же устройством, даже если ее функция обратная.

Некоторые привлекательные преимущества, которые могут предложить высокоскоростные генераторы переменного тока или двигатели, включают:

• Портативность, небольшой размер и малый вес
• Низкие эксплуатационные расходы
• Надежность в широком диапазоне сред
• Хорошая эффективность
• Тихая работа
• Отсутствие смазочных материалов и других загрязнителей

Существуют различные топологии машин для высокоскоростных приложений, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Тип машины с постоянными магнитами считается наиболее совершенным с точки зрения производительности из-за его уникальных характеристик, включая прочную конструкцию, которая хорошо подходит для работы на высоких скоростях, и отсутствие требований к мощности возбуждения, что приводит к работе с коэффициентом мощности, равным единице.

Машины с постоянными магнитами (PM)

Когда эффективность и вес имеют первостепенное значение, машины с ротором с постоянными магнитами явно лучше подходят для большинства применений. Это происходит по следующим причинам:

• Требуется нулевая мощность возбуждения.
• Машина с постоянными магнитами может работать с единичным коэффициентом мощности (для возбуждения не требуется реактивный ток статора). Может быть достигнута эффективность 95% или даже выше.
• Ротор гладкий, воздушный зазор относительно большой. Это уменьшает потери на парусность, потери на волнистость зубьев и обеспечивает проход для охлаждающего воздуха.
• Ротор имеет высокое сопротивление и очень низкую проницаемость в машине с постоянными магнитами. Это подавляет потери, которые в противном случае могли бы быть вызваны пульсациями потока статора из-за зубьев статора и тока статора. Проницаемость магнитов ротора почти такая же, как у воздуха!
• Размер и потери инвертора зависят от коэффициента мощности, равного единице.

Другие факторы, которые также учитываются при выборе этого типа машины с постоянными магнитами для высокоскоростных приложений, включают:

• Материал магнита дорог, но это компенсируется преимуществами высокой эффективности, меньшего размера инвертора, более легкого охлаждения, меньшего размера других деталей и меньшей нагрузки на подшипники.
• Пружинная скорость силы притяжения между ротором и статором минимальна, поскольку ротор имеет очень низкую проводимость; поток изменяется незначительно, когда ротор движется от центра. Это важное преимущество в системах мягких подшипников в машинах с постоянными магнитами, где используются подшипники из фольги или упругие подшипники.
• Конструкция ротора жесткая, стабильная и долговечная, если она заключена в обруч из инконеля или нержавеющей стали для удержания магнитов.
• Ротор всегда возбужден. Если возникает устойчивая неисправность, первичный двигатель должен быть отключен, чтобы избежать опасности высокой температуры. Типичный ток короткого замыкания составляет 3 на единицу.
• Магниты не подходят для жарких сред. Некоторые магнитные материалы обладают более высокой термостойкостью, чем другие, но практический предел составляет около 200 ^o C. Намагниченность необратимо уменьшается, когда температура приближается к температуре Кюри магнита. Безопасная температура для магнита зависит от его физических свойств; менее дорогие материалы имеют более низкую температуру Кюри.

Двигатели требуют процедуры синхронного пуска; индукционный пуск может привести к перегреву и размагничиванию ротора.

Индукционные машины

Индукционные машины являются рабочей лошадкой промышленности. Они используются повсеместно и имеют много хороших качеств. Простая и недорогая конструкция ротора с короткозамкнутым ротором особенно привлекательна. Возбуждение обеспечивается током статора, который индуцирует и реагирует с током в проводящих стержнях ротора. Этот тип машины имеет следующие характеристики:

• Поскольку ток статора должен включать реактивную составляющую для возбуждения машины, статор и инвертор несут бремя для этой потребности. Величина этого возбуждающего тока весьма значительна и определяется реактивными сопротивлениями обмотки машины, воздушным зазором между ротором и статором и магнитной проницаемостью стали статора и ротора. Обычно коэффициент мощности 0,85 и эффективность 0,9 являются разумными ожиданиями. Асинхронный ротор имеет значительные потери в металле ротора и клетке ротора.
• Для получения приемлемого коэффициента мощности требуется короткий воздушный зазор. Поскольку ротор имеет высокую магнитную проницаемость, существуют условия, способствующие паразитным потерям из-за пазов статора и ротора. Пластины ротора уменьшают потери.
• Ротор должен проскальзывать относительно вращающегося возбуждающего потока. Это создает ток в стержнях клетки с частотой скольжения, и поток, связывающий железо ротора, движется с частотой скольжения. Если скорость проскальзывания ротора составляет 1% от номинальной скорости, потери ротора составят 1% мощности на валу.
• Инвертор должен обеспечивать примерно на 18 % больше вольт-ампер, чем требуется для машины Unity PF.
• Пружинная скорость силы притяжения между ротором и статором высока, потому что ротор имеет очень высокую проводимость, а воздушный зазор короткий; большое изменение потока происходит, когда ротор движется от центра. Это может быть проблемой в системах с мягкими подшипниками в высокоскоростных машинах, где используются фольгированные подшипники или опоры с упругими подшипниками.
• Конструкция ротора представляет собой набор ферромагнитных пластин, скрепленных решетчатыми стержнями.
• Возбуждение можно изменять для уменьшения потерь при частичной нагрузке; даже выключил. Машина не может производить устойчивый ток короткого замыкания. Генераторы не могут самовозбуждаться при подключенной цепи нагрузки.
• Скорость вращения ротора и допустимая температура ротора зависят от свойств используемых материалов и конструкции.

Синхронные реактивные машины

Синхронные реактивные машины имеют очень жесткий и прочный ротор, который может работать на поверхностных скоростях до 1100 футов в секунду. Ротор также может работать при довольно высоких температурах без ущерба для себя – возможно, 600-700 ⁰F. Ротор состоит из слоев ферромагнитной стали, разделенных равными слоями немагнитного материала, чтобы сформировать явные полюса с низким сопротивлением по прямой оси и высоким сопротивлением по поперечной оси. Оба материала спаяны вместе и обладают очень высокой прочностью. Ротор представляет собой гладкий биметаллический цилиндр. Этот тип машины имеет следующие характеристики:

• Ток статора должен включать реактивную составляющую для возбуждения машины. Величина этого возбуждающего тока очень значительна и определяется реактивными сопротивлениями обмотки машины, воздушным зазором между ротором и статором и магнитной проницаемостью стали статора и ротора. Коэффициент мощности 0,7 и эффективность от 0,92 до 0,95, вероятно, реалистичны. Потери на поверхности ротора значительны, но реактивный ротор лучше переносит высокие температуры, чем большинство других типов.
• Ротор имеет выступающие пазы.