Электрификация сельскохозяйственного производства

Вид материала

Методическая разработка

Содержание Аппаратура управления и защиты электроустановок Электрические источники оптических излучений

Подобный материал:

• Примерные программы Специальные дисциплины примерная программа дисциплины основы сельскохозяйственного, 1349.6kb.
• Ректору мгау им. В. П. Горячкина Сысоеву, 10.58kb.
• Экономике и организации сельскохозяйственного производства, 289.96kb.
• Экономический механизм обеспечения устойчивого развития сельскохозяйственного производства, 903.09kb.
• Концепция эффективного развития сельскохозяйственного производства и создания цивилизованного, 180.11kb.
• Примерная программа учебной дисциплины основы материаловедения и технология общеслесарных, 139.57kb.
• Курс лекций по дисциплине: «Охрана окружающей среды и энергосбережение» Городок 2011, 1856.27kb.
• Событие: совещание «Опроблемах и перспективах развития сельскохозяйственного производства, 866.9kb.
• Институциальные преобразования сельскохозяйственного производства в аграрном секторе, 346.66kb.
• Агрохолдинг как направление устойчивого развития сельскохозяйственного производства, 144.96kb.

скольжение – по формуле: .

Ознакомьтесь по литературе со способами соединения фаз статорной обмотки АД («звезда» и «треугольник»), заполните табл. 2 и начертите схемы в отчёте.

Таблица 2

Выбор схемы соединения обмотки статора в зависимости от напряжения сети

Номинальное напряжение двигателя, В	Схема включения при напряжении сети, В
	220/127	380/220	660/380
127/220
220/380
380/660

Для исследования влияния способа пуска АД на величину тока и напряжения в сети соберите схему (рис.7) и после проверки её преподавателем запустите двигатель прямым включением, т.е. при соединение обмоток «треугольником (переключатель П поставить в положение ). В момент включения нужно отметить величину напряжения и бросок тока (пусковой ток).

Пуск АД переключением со «звезды» на «треугольник» производится следующим образом. сначала фазы обмотки соединяют «звездой» (для чего переключатель П следует поставить в положение Y); в момент подключения АД к сети измеряют ток и напряжение. А после достижения двигателем установившийся скорости вращения (через 2…3 с ) быстрым движением перебрасывают переключатель в положение .

В обоих случаях кроме величин пускового тока и напряжения в момент включения двигателя, необходимо фиксировать напряжение в сети до подключения двигателя и значение тока, потребляемого двигателем в установившимся, рабочем режиме (рабочий ток).

Пусковой ток измеряется амперметром А1. Для измерения установившегося тока используется амперметр А2, который шунтируется тумблером Р для предохранения от перегрузки пусковым током. Поэтому показания с амперметра А2 снимают при разомкнутом контакте тумблера. Значение измеряемых величин берут как средние арифметическое при 3…5-равном включении двигателя. Повторно его включают после полной остановки ротора.

Результат всех измерений запишите в табл.3. Сделайте выводы.

Таблица 3

Результаты измерений

Способ пуска	Напряжение сети до включения двигателя, В	Напряжение в сети в момент пуска	Пусковой ток, А	Рабочий ток, А
Прямым включением
Переключением обмоток с Y на

Для реверсирования двигателя необходимо отключенном напряжении поменять местами любые два провода, соединяющие два двигатель с сетью (рис. 2), а также убедится, что при двойной смене фаз направление вращения вала двигателя такое же, как перемены фаз.

При изучении устройства и схемы включения АД с фазным ротором (рис. 3) обратите внимание на различие в устройстве обмотки фазного и короткозамкнутого роторов, а также на роль реостата, включаемого в цепь ротора на время пуска или во время работы двигателя.




Рис. 1. ОС – обмотка статора, ОР – обмотка короткозамкнутого ротора





Рис. 2.



Рис. 3. ОС – обмотка статора, ОР – обмотка фазного ротора, ПР – пусковой реостат


Контрольные вопросы


1. Какие электродвигатели получили наибольшее распространение в сельском хозяйстве и почему?

2. Как устроен асинхронный электродвигатель? Чем отличаются друг от друга двигатели с короткозамкнутым и с фазным роторами?

3. Каков принцип действия асинхронного двигателя? Почему он так называется?

4. Как образуется вращающееся магнитное поле и от чего зависит частота его вращения?

5. Что называется скольжением асинхронного двигателя? Как изменяется скольжение с изменением нагрузки навалу двигателя?

6. Какие существуют способы соединения статорных обмоток трехфазного двигателя и от чего зависит применение того или иного способа?

7. Что называется реверсированием двигателя и как оно осуществляется?

8. Какова особенность пуска асинхронных двигателей? Что такое кратность пускового тока?

9. Каковы способы уменьшения пускового тока? При каких условиях необходимо и возможно применение того или иного способа?

10. От чего зависит вращающий момент асинхронного двигателя?

11. Что называется кратностью пускового и максимального моментов? Какова их величина?

12. Асинхронные двигатели каких серий и модификаций используются в сельском хозяйстве? Чем они отличаются друг от друга и в каких случаях применяются?

Содержание отчёта

1. Наименование и цель работы.

2. Характеристика электродвигателя, используемого в работе: паспортные данные (табл. 1); расшифровка марки двигателя; скорость вращения магнитного поля; номинальное скольжение.

3. Способы соединения фаз статорной обмотки АД: схемы соединения «звездой» и «треугольником»; выбор схемы соединения обмотки статора (табл. 2).

4. Исследование влияния способа пуска короткозамкнутого АД на параметры пускового режима: схема соединений (рис. 1); результаты измерений (табл. 3); выводы.

5.Реверсирование АД: схемы (рис. 2).

6. Схема включения в сеть АД с фазным ротором (рис. 3).

Лабораторная работа №2


АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Цель работы


1. Изучить устройство, принцип действия, область применения и порядок выбора аппаратов ручного, дистанционного и автоматического управления, а также аппаратов защиты электроустановок от работы в ненормальных режимах.

2. Научиться читать схемы управления электроустановками с применением магнитных пускателей и другой релейно-контактной аппаратуры.


Элементы теории


Аппаратура управления электроустановками (ЭУ) предназначена для включения и отключения, регулирования параметров (скорости, мощности и др.), перемещения направления движения (реверсирования), а также для поддержания режима работы ЭУ в соответствии с требованиями технологического процесса. Управлять можно вручную или автоматически; различают также дистанционное управление. При дистанционном и автоматическом управлении облегчается труд человека, увеличивается его производительность, уменьшается расход электроэнергии, повышаются надежность работы установки и качество выпускаемой продукции.

Для нечастых включений вручную ЭУ, работающих в присутствии обслуживающего персонала, используют обычно рубильник и пакетные выключатели (пакетники). На неавтоматизированных установках, работающих без постоянного наблюдения, применяют автоматические выключатели (автоматы), снабженные специальными устройствами (расцепителями), которые отключают установку при возникновении ненормальных режимов работы. В автоматах некоторых типов установлены независимые расцепители для дистанционного отключения, представляющие собой электромагнит, срабатывающий при подаче напряжения на его катушку.

Наиболее распространенными аппаратами дистанционного и автоматического управления являются контакторы и магнитные пускатели. Последние представляют собой комплексные устройства, в состав которых входит один или два трехполюсных контактора переменного тока, замыкающие и размыкающие вспомогательные (блокировочные) контакты, а также тепловые реле и кнопки управления (не обязательно). Магнитные пускатели являются более совершенными по сравнению с рубильниками и пакетниками аппаратами, имеющими следующие преимущества: обеспечение нулевой защиты, исключающей самопроизвольное включение ЭУ после исчезновения (или значительного, до 50…60% от номинального, снижения) и последующего восстановления напряжения в сети; обеспечение (при наличии теплового реле) защиты от перегрузки; дистанционное управление установкой. С помощью магнитного пускателя можно автоматически управлять ЭУ, включив вместо кнопки «Пуск» (или параллельно ей) контакты технологического датчика.

Выбирают магнитный пускатель с учётом мощности и характера работы управляемой ЭУ, условий окружающей среды.

Технические данные аппаратов управления приведены.

Все ЭУ рассчитаны на работу при определенных величинах напряжения и тока, называемых номинальными. Однако на практике и напряжение, и ток могут принимать значения в большей или меньшей мере отличающиеся от номинальных. Тогда возникают ненормальные, и даже аварийные ситуации, представляющие опасность, как для самой установки, так и для обслуживающего персонала.

Одним из наиболее опасных и распространённых аварийных режимов является короткое замыкание (КЗ). Возникающий при этом ток (ток КЗ) может в десятки, сотни раз превышать номинальный ток установки. Даже кратковременное протекание тока КЗ может вызвать чрезмерный нагрев проводников, проводящий к пожару. Поэтому все ЭУ должны быть обеспечены защитой, автоматически и мгновенно отключающей поврежденную установку или участок электрической сети при КЗ.

Определенную опасность для элементов электрической цепи могут представлять токовые перегрузки. При перегрузках ток тоже увеличивается, но в меньшей, чем при КЗ, степени. Тем не менее, длительное его протекание может вызвать недопустимый нагрев проводников. Поэтому средства защиты от перегрузки должны в случае её возникновения отключить установку через определенное, зависящее от степени перегрузки, время (чем больше перегрузка, тем быстрее должна быть отключена установка) с тем, чтобы исключить возможность опасного в первую очередь для изоляции нагрева проводников. Например, при увеличении тока в 1,5 раза по сравнению с номинальным защита должна сработать не более чем через час.

Для защиты электрических цепей от токов КЗ и чрезмерных перегрузок служат плавкие предохранители и автоматы, снабженные электромагнитным расцепителем максимального тока.

В специальной защите от перегрузки нуждаются электродвигатели (ЭД) с продолжительным (более 30 мин.) режимом работы. Основными причинами перегрузки ЭД являются: технологическая перегрузка, которая создаётся рабочей машиной, приводимой в действие этим двигателем, за счёт, например, увеличения количества подаваемого в машину обрабатываемого продукта; обрыв («потеря») фазы; понижение напряжения в сети. Для защиты ЭД от перегрузок применяются тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели, а также автоматы с тепловыми расцепителями. Отключить ЭД при снижении напряжения сети можно с помощью автоматов с электромагнитным расцепителем минимального напряжения, а при значительном (до 50…60% от номинального) снижении напряжения отключение производят магнитные пускатели.

На электродвигателях, самопроизвольный пуск которых недопустим по технологическим причинам или представляет опасность для обслуживающего персонала, должна, кроме того, устанавливаться нулевая защита. Такую защиту, как уже отмечалось, обеспечивают магнитные пускатели.

принцип действия, конструкция и порядок выбора плавких предохранителей, тепловых реле, автоматических выключателей описаны в рекомендованной литературе. Технические данные некоторых типов аппаратов защиты приведены в (8).

Схема – основной документ, поясняющий принцип действия различных элементов, устройств систем. На принципиальных схемах все элементы, входящие в систему, изображаются с помощью условных графических обозначений (см. прил.1.). Для удобства чтения каждому элементу схемы присваивается буквенно-цифровое обозначение. Буквенное обозначение обычно представляет собой сокращенное наименование элементов (например, ПМ - пускатель магнитный, К - контактор, АВ - автоматический включатель и т.п.), а цифровое – в порядке возрастания и в определенной последовательности условно показывает нумерацию элементов, считая слева направо или сверху вниз.

Все элементы системы на схемах изображаются в нормальном положении. Для электромагнитных устройств оно соответствует положению, когда в катушке отсутствует ток. Для других аппаратов нормальным считается положение, которое они занимают при отсутствии внешнего воздействия.

Контакты аппаратов, разомкнутые в нормальном положении называются замыкающими, а контакты, замкнутые в нормальном положении – размыкающими.

В электрических схемах различают главную (силовую) цепь и цепь управления. В силовую цепь входят рубильники, предохранители, главные контакты магнитных пускателей, электродвигатели и другие устройства, по которым течёт главный ток. Катушка магнитного пускателя, пусковые кнопки, контакты датчиков и другие элементы системы управления составляют цепь управления.


Программа работы


1. Изучить устройство и принцип действия аппаратов ручного управления. Записать технические данные изученных аппаратов.

2. Изучить устройство, принцип действия и порядок выбора аппаратов, применяемых для дистанционного и автоматического управления ЭУ. Записать паспортные данные и расшифровать марку магнитного пускателя.

3. Изучить устройство, принцип действия и правила выбора плавких предохранителей, тепловых реле, автоматических выключателей. Записать технические данные изученных аппаратов.

4. Изучить принцип схемы управления электродвигателями с помощью нереверсивного и реверсивного магнитных пускателей.

5. Исследовать работу магнитного пускателя при изменении напряжения на его катушке. Проверить действие нулевой защиты.

6. Исследовать и опробовать в действии схему включения двух электродвигателей в заданной последовательности.


Методика выполнения работы


Устройство, принцип действия, область применения аппаратов управления и защиты изучите, используя литературу, плакаты, а также информационный стенд «Аппаратура управления и защиты». При изучении аппаратов защиты обратите внимание на характер и причины возникающих во время работы ЭУ аварийных режимов.

Технические данные изученных аппаратов ручного управления запишите в табл.4, а аппаратов защиты – в табл.5 (по одному представителю каждого типа).


Таблица 4

Технические данные аппаратов ручного управления

Наименование аппарата	Марка аппарата	Число плюсов	Номинальный ток, А

Таблица 5

Технические данные аппаратов защиты

Наименование аппарата	Марка аппарата	Номинальный ток аппарата, А	Номинальные токи сменных рабочих элементов, А

Для исследования работы магнитного пускателя соберите схему (рис.4). После проверки её преподавателем включите в сеть и запустите электродвигатель при номинальном напряжении на катушке пускателя ( ном.). Плавно понижайте с помощью регулированного реостата РР напряжение в цепи управления; зафиксируйте величину напряжения, при котором происходит самоотключение пускателя (Uоткл.). Затем, перемещая движок реостата в обратном направлении и кратковременно нажимая на кнопку «Пуск», запишите минимальное напряжение, при котором происходит включение двигателя (Uвкл.). Опыт повторите трижды. Результаты измерений занесите в табл.6 (величины напряжений Uоткл. и Uвкл. возьмите как среднее арифметическое). Сделайте вывод.

Таблица 6

Результаты измерений и расчетов

Uк ном, L	Отключение		Включение
	Uоткл., В		Uвкл., В

Рис. 4. РР – регулировочный аппарат




Рис. 5.


Принципиальная схема включения двух двигателей в заданной последовательности представлена на рис. 5. Данная схема не позволяет запустить электродвигатель М1 до того как будет выключен двигатель М2, так как в цепи катушки пускателя ПМ1, находится замыкающий контакт пускателя ПМ2, который замыкается только после того как потечёт ток по катушке ПМ2, т.е. после запуска двигателя М2.

В процессе опробования в действии этой схемы сделайте попытку включить двигатели в последовательности, обратной указанной. Объясните работу схемы и отдельных её элементов.


Контрольные вопросы


1. В чём заключается управление ЭУ?

2. Каковы преимущества дистанционного и автоматического управления по сравнению с ручным?

3. Какие аппараты служат для ручного управления? Как они устроены и работают?

4. Какими данными характеризуются рубильники и пакетные включатели? Какова область их применения?

5. Как устроены и работают контакторы и магнитные пускатели? Чем они отличаются друг от друга?

6. Каково различие в назначении и устройстве реверсированных и нереверсированных магнитных пускателей?

7. В чём преимущество магнитных пускателей перед рубильниками и пакетными включателями?

8. Как влияет напряжение на работу пускателя?

9. По каким показателям выбирается магнитный пускатель?

10. По каким причинам возникают ненормальные режимы работы ЭУ?

11. Какими аппаратами обеспечивается защита ЭУ от токов КЗ и перегрузки? Каков принцип их действия?

12. Как выбираются предохранители, тепловые реле, автоматы?

13. В каком положении изображаются на принципиальных схемах элементы системы?

14. Как обеспечивается заданная последовательность пуска двигателей? Поясните, пользуясь принципиальной схемой.


Содержание отчёта


1. Наименование и цель работы.

2. Технические данные аппаратов ручного управления (таб. 4).

3. Технические данные аппаратов защиты (табл. 5).

4. Исследование работы магнитного пускателя: марка, паспортные данные и характеристика пускателя; принципиальная схема (рис. 4); результаты измерений и расчётов (табл. 6); вывод.

5. Схема включения двух электродвигателей в заданной последовательности (рис. 5).


Лабораторная работа №3


ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКИХ ИЗЛУЧЕНИЙ


Цель работы

1. Изучить устройство, принцип действия и основные характеристики тепловых и газоразрядных источников оптических излучений, а также условия и способы зажигания и стабилизации разряда в газоразрядных лампах.

2. Исследовать влияние напряжения на электрические и световые характеристики люминесцентной лампы.


Элементы теории