ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Общие сведения
Каждая электрическая машина, изготовленная предприятием, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней стандартами или техническими условиями.
Целью промышленных испытаний электрических машин является проверка их пригодности к той работе, к которой они предназначены изготовителем. Критерием этой пригодности является удовлетворение ряда требований, предъявляемых к машине техническими документами, определяющими ее проектирование, изготовление и эксплуатацию. Именно такими документами являются стандарты и технические условия.
Общие технические требования на вращающиеся электрические машины постоянного и переменного тока без ограничения мощности, напряжения и частоты устанавливает ГОСТ 183.
Для определения соответствия требованиям стандартов собранные элек-трические машины подвергаются техническому контролю и испытаниям.
Под термином технический контроль(ГОСТ 16504) понимается проверка соответствия продукции или процесса, от которого зависит качество продукции, установленным техническим требованиям.
Под термином испытаниепонимается экспериментальное определение количественных или качественных характеристик свойств объекта при его функционировании и в результате воздействий на него. Испытания проводятся по заданным программам. Программа испытаний электрических машин предусмотрена ГОСТ 183, а общие методы испытаний указаны в ГОСТ 11828.
Разработана система стандартов на отдельные методы испытаний электрических машин:
ГОСТ 25000 устанавливает методы испытаний на нагревание; ГОСТ 25941 — методы определения потерь и КПД; ГОСТ 11929 — методы определения уровня шума; ГОСТ 12379 — методы оценки вибрации; ГОСТ 17494 — методы определения степени защиты. Разработаны стандарты на методы испытаний отдельных видов электрических машин, имеющих наибольшее распространение:
ГОСТ 7217 устанавливает методы испытаний трехфазных асинхронных
ГОСТ 10159 — методы испытаний машин постоянного тока;
1 ОСТ 10169 — методы испытаний трехфазных синхронных машин.
Ряд испытаний электрических машин проводят только на предприятиях электротехнической промышленности, например испытания на надежность. В этих случаях для стандартизации методов испытаний разрабатывают от-раслевые стандарты (ОСТ), обязательные только в пределах электротехнической отрасли. Назначением этих стандартов является установление единства выполнения таких операций всеми предприятиями отрасли для возможности проверки результатов испытаний и их воспроизводимости. Одним из примеров отраслевого стандарта является ОСТ 16-0.801.373 «Машины электрические вращающиеся средние свыше 56 до 355 габарита включительно. Двигатели асинхронные. Надежность. Методы ускоренныхиспытаний.
Кроме этого, проводится систематическое выравнивание предписаний всех этих стандартов с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК), что особенно важно при поставках продукции в зарубежные страны и закупках в них.
Число видов испытаний, которым, согласно стандартам, могут подвергаться те или иные промышленные изделия, исчисляется десятками. В применении к электрическим машинам это число сильно ограничено.
Согласно ГОСТ 183 различают следующие виды испытаний:
1) приемочные;
2) приемо-сдаточные;
3) периодические;
4) типовые;
5) квалификационные;
6) аттестационные.
Приемочные испытанияпроводятся на опытном образце электрической машины с целью приемки ее для серийного производства. Программа этих испытаний наиболее подробная и составленная таким образом, чтобы в процессе испытаний можно было установить, что машина данного типа полностью удовлетворяет всем предъявляемым к ней требованиям. Число образцов, подвергаемых приемочным испытаниям, устанавливается в стандартах или технических условиях на конкретные типы машин. Для крупных машин обычно считается достаточным выполнить приемочные испытания на одном образце — головном.
Приемо-сдаточныеиспытания проводятся для каждой электрической машины выпускаемой предприятием. Программы этих испытаний являются выборками из программ приемочных испытаний и проводятся с целью установления общей пригодности данной машины к эксплуатации при минимальных затратах времени. Задача приемо-сдаточных испытаний — проверка основных технических показателей машины как непосредственно опытами, так и путем сравнения с результатами ранее проведенного приемочного испытания машин данного типа.
Для сложных и ответственных машин, как, например, крупных машин постоянного тока, турбогенераторов и некоторых других, электромашиностроительные предприятия по собственной инициативе могут расширять программы приемо-сдаточных испытаний.
Для машин малых мощностей при массовом производстве, когда механизировано и автоматизировано большинство технологических процессов, в том числе и приемо-сдаточные испытания, появляется возможность сокращения последних, выполняя некоторые опыты лишь выборочно.
Периодические испытанияпроводят в определенные, установленные стандартами или техническими условиями сроки. Цель таких испытаний -контрольная проверка, которая должна показать, насколько обеспечивается производством поддержание качества выпускаемых машин на уровне, соответствующем результатам приемочных испытаний. Поэтому программа периодических испытаний значительно полнее программы приемо-сдаточных испытаний и практически совпадает с программой приемочных испытаний.
Типовые испытанияпроводят при изменении конструкции, материалов или технологии, если эти изменения могут оказать влияние на характеристики машин. Программа типовых испытаний практически совпадает с программой приемочных испытаний и составляется с таким расчетом, чтобы давать возможность проверки именно тех сторон работы машины, на которые могли повлиять внесенные изменения.
Квалификационные испытанияпроводятся особой комиссией над отобранными образцами установочной серии или первой промышленной партии с целью проверки готовности предприятия к выпуску продукции данного типа в заданном объеме.
Аттестационные испытанияпроводятся с целью определения уровня качества электрической машины при ее аттестации. Для этого назначается специальная комиссия, члены которой принимают участие в испытаниях вместе с постоянным персоналом испытательной станции.
В процессе эксплуатации крупных электрических машин в определенные потребителем сроки проводятся эксплуатационные испытания,целью которых является проверка исправности машины. Программы таких испытаний разрабатываются самим потребителем.
Кроме перечисленных видов испытаний, являющихся промышленными, могут проводиться еще специальные и исследовательские испытания.
Смецпа.’п.ш.к? испытания проводятся дополнительно к приемочным или приемосдаточным испытаниям по специальным программам. Цель испытания установление соответствия машины особым требованиям, определяемым стандартами или техническими условиями на машины данного вида и иыходяшпм из пределов требований общих стандартов.
Исследовательские испытанияпроводятся над машиной по программе, разработанной для каждого отдельного случая. Цель испытаний — получение рекомендаций для проектирования новых электрических машин или их модернизации.
Программа этих испытаний может быть весьма разнообразна. Необходимо отметить, что в последние годы широко применяют испытания наматематических моделях с применением ЭВМ, т. е. проводят испытания без изготовления электрической машины.
Специальные и исследовательские испытания могут в значительной части состоять из тех же опытов, которые входят в программы приемочных испытаний. Однако нередко в них включаются особые опыты, которые выходят из пределов этих программ.
Некоторые электрические машины испытывают на надежность.Такие испытания предполагают получение надежностных характеристик электрической машины – вероятность безотказной работы, наработка на отказ, закон распределения отказов и т. д. Это весьма длительные испытания, которые проводятся до отказа большинства испытуемых машин. Испытания на надежность являются дорогостоящими испытаниями, поэтому им подвергают лишь малую часть выпускаемых электрических машин.
Основным документом, регистрирующим результаты опыта, является протокол испытаний.Он составляется по определенной форме, принятой на предприятии. В него вносятся все данные измерений и те сопутствующие факторы, которые могут оказывать на них влияние. Так, например, при испытаниях на нагревание подобным фактором может явиться атмосферное давление.
В протокол желательно вносить номера всех измерительных приборов, применяемых в опыте, а также время начала и окончания опыта. Протокол должен быть датирован и подписан составителем.
При проведении приемочных испытаний, состоящих из большого числа опытов, оформляют технический отчет. В него вносятся протоколы всех опытов, а в конце дается техническое заключение по испытанию в целом.
При проведении приемо-сдаточных испытаний используют, как правило, печатные бланки для каждого вида испытуемых машин. В такие бланки вписывают все необходимые данные испытания, а также к какой машине оно относится и кем оно проведено.
Если получены неудовлетворительные результаты опытов приемочных или типовых испытаний, в результате чего в машину следует внести те или иные изменения или исправления, то причины этого должны быть обстоятельно отмечены в протоколе данного опыта.
При получении неудовлетворительных результатов опытов приемо–сдаточного или периодического испытаний машину бракуют и в протоколе опыта указывают причины, по которым машину отправляют либо на исправление брака, либо в лом.
Все проводимые испытания необходимо регистрировать в журнале испытаний, куда вносятся сведения, определяемые системой кодирования производства, существующей на данном предприятии.
При массовом производстве машин малой мощности, особенно с механизированным процессом испытания, нет ни возможности, ни надобности составлять протокол приемо-сдаточных испытаний отдельно каждой машины. Вместо этого основные результаты испытаний вносят в таблицу, общую для целой партии машин.
Весь процесс испытания при высокой степени автоматизации сводится к оценке «годен — не годен», а машины, не удовлетворяющие какому-либо испытанию, автоматически маркируются как брак.
При испытаниях электрических машин производятся многочисленные измерения как электрических, так и неэлектрических величин. Требования к измерительным приборам и способам измерения определяет ГОСТ 11828. Для измерения электрических величин (напряжения, тока, мощности, сопротивления с помощью мостов и т. п.) при частотах до 400 Гц включительно должны применяться электроизмерительные приборы класса точности не ниже 0,5, а для измерения сопротивления изоляции обмоток — класса точности не ниже 2,5.
Необходимая точность измерений достигается при условии, что измеряемые значения параметров электрических машин находились в пределах 20…95 % шкалы приборов.
Если при испытаниях измерения производятся более чем одним прибором, то отсчеты по всем приборам для каждого измерения необходимо производить одновременно. Соблюдения этого условия особенно важно при измерении сопротивления методом вольтметра и амперметра, а также мощности трехфазных машин методом двух вольтметров.
В процессе испытания электрических машин приходится определять и неэлектрические величины, которые могут быть измерены как электрическими, так и неэлектрическими способами. Измерительные приборы со стрелочными или цифровыми индикаторами (показывающие приборы) имеют то преимущество, что позволяют получить результат непосредственно в момент измерения. Недостатком таких приборов является то, что они могут быть применены только для статических или медленно изменяющихся процессов.
Частоту вращения электрических машин следует измерять стробоскопическим способом, тахометром (механическим или электрическим) или другими методами, обеспечивающими необходимую точность измерения. При измерении частоты вращения необходимо учитывать влияние измерительного приспособления на изменение частоты вращения электрической машины.
Программа приемо-сдаточных испытаний
Приемо-сдаточным испытаниям подвергают каждую электрическую машину, выпускаемую предприятием, по следующей программе:
2)проверка габаритных, установочных и присоединительных размеров;
3)проверка биения выступающего конца вала;
4)проверка направления вращения вала и маркировки выводных концов обмотки;
5)измерение сопротивления обмоток постоянному току в практически холодном состоянии;
6)измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса;
7)испытание электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса;
испытание междувитковой изоляции обмоток на электрическую прочность. Кроме того, для каждой асинхронной и синхронной машины необходимо
определить;
9) ток и потери холостого хода;
1 0) ток и потери короткого замыкания.
Для асинхронного двигателя с фазным ротором определяют:
11) коэффициент трансформации.
Синхронные машины:
11)испытывают при повышенной частоте вращения;
12)определяют характеристику установившегося трехфазного короткого замыкания (трехфазные машины) или однофазного короткого замыкания (однофазные машины).
Для каждой машины постоянного тока, кроме перечисленных выше восьми пунктов, определяют:
9) ток возбуждения генератора или частоту вращения двигателя при холостом ходе (для двигателей с последовательным возбуждением опыт проводится при независимом возбуждении);
10)проверяют номинальные данные машины;
11)проверяют коммутацию при номинальной нагрузке и кратковременной нагрузке по току;
12)испытывают работу машины при повышенной частоте вращения.
Приемо-сдаточные испытания электрических машин проводят на испытательных станциях, к которым предъявляют требования, касающиеся расположения станций, их оборудования, правил работы на них, а также требования по технике безопасности.
