January 19, 2017 | Author: nexymegaman | Category: N/A
BIBLIOTEKA ELEKTROTEHNI^KOG DRU[TVA – ZAGREB SVEZAK 5. NEVEN SRB – SERVIS ELEKTROMOTORA
Nakladnik Graphis d.o.o., Zagreb Urednik Prof. dr. sc. Zvonko Ben~i} Tehni~ki urednik @arko Pavuni} Recenzenti Prof. dr. sc. Rastko Fi{er Prof. dr. sc. Milan ^undev Prof. dr. sc. [emsudin Ma{i} Lektorica Dr. sc. Milica Mihaljevi} Priprema za tisak Graphis d.o.o.
ISBN 978-953-279-003-0
Cip zapis dostupan u ra~unalnom katalogu Nacionalne i sveu~ili{ne knji`nice u Zagrebu pod brojem 665701.
©Sva prava pridr`ava nakladnik GRAPHIS d.o.o., Maksimirska 88, Zagreb, tel./faks +385 1 2322-975,
[email protected], www.graphis.hr Tiskano u Hrvatskoj
Neven Srb
Servis elektromotora
Sadr`aj Predgovor 1.
.........................................................
XIII
Servis elektromotora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.1. Uvjeti za kvalitetan servis elektromotora
................
1
1.2. O{te}enja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 13
1.2.1. Pregled i otkrivanje o{te}enja elektromotora . . . . . . . . . . 1.2.2. Pronala`enje o{te}enja na dijelovima rastavljenog elektromotora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Mehani~ki popravci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.3.4. 1.3.5. 1.3.6. 1.3.7. 1.3.8. 1.3.9.
Rastavljanje asinkronog motora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Popravak le`ajnih {titova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Popravak le`aja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Popravak kliznih koluta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Popravak dr`a~a ~etkica i ure|aja za kratko spajanje kliznih koluta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Popravak osovine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Popravak aktivnog `eljeza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uravnote`enje rotora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sastavljanje elektromotora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Elektri~ni popravci
...........................................
1.4.1. Namoti elektromotora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1.1. 1.4.1.2. 1.4.1.3. 1.4.1.4.
Elementi namota, pojmovi i definicije . . . . . . . . . Vrste namota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spojeni namoti asinkronih motora . . . . . . . . . . . . Sheme namota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.2. Podatci o namotu
......................................
15 16 17 23 24 26 27 30 31 32 35 38 38 38 47 49 56 99
X
Servis elektromotora 1.4.3. Prora~un nepoznatih podataka o statorskom namotu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 1.4.3.1. Trofazni asinkroni motor bez natpisne plo~ice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 1.4.3.2. Trofazni asinkroni motor s natpisnom plo~icom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
1.4.3.3. Trofazni asinkroni kolutni motor s natpisnom plo~icom i namotom rotora
...................
126
1.4.4. Prora~un nepoznatih podataka o rotorskom namotu kolutnih asinkronih motora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 1.4.4.1. Odre|ivanje napona rotora 1.4.4.2. Odre|ivanje struje rotora
................... .....................
1.4.5. Odabiranje rotorskog pokreta~a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.6. Popravak stezaljki i izvoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.7. Izrada izolacije i svitaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.7.1. Izrada izolacije 1.4.7.2. Izrada svitaka
................................ .................................
1.4.8. Ulaganje namota i spajanje 1.4.8.1. Ulaganje svitaka
............................
..............................
1.4.8.2. Izoliranje glave namota 1.4.8.3. Spajanje namota
.......................
..............................
1.4.8.4. Monta`a priklju~ne kutije
1.4.9. Impregniranje namota
.....................
.................................
1.4.9.1. Materijali za ispunjavanje
.....................
1.4.9.2. Postupak s materijalima za ispunjavanje 1.4.9.3. Postupci pri impregnaciji
.......
......................
1.4.9.4. Radionice za impregnaciju
....................
137 138 139 140 142 142 147 151 151 155 159 171 172 173 174 176 184 185
1.4.10. Su{enje namota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.11. Alati, ure|aji i naprave koji se rabe pri elektri~nom popravku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
2.
Prematanje i obnova elektromotora . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 2.1. Istosmjerni motori
...........................................
196
2.1.1. Prematanje porednog motora za napon i brzinu vrtnje razli~itu od prvobitne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 2.1.2. Prematanje serijskog motora za napon i brzinu vrtnje razli~itu od prvobitne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 2.1.3. Prematanje serijskog motora u poredni . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Sadr`aj
2.2. Asinkroni motori
3.
.............................................
205
2.2.1. Promjena dimenzija `ice i broja paralelnih `ica . . . . . . . . 2.2.2. Ugradnja temperaturne (termi~ke) za{tite u namot statora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3. Promjena vrste namota trofaznih motora . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4. Promjena vrste namota jednofaznih motora . . . . . . . . . . . 2.2.5. Promjena razreda izolacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.6. Promjena materijala statorskog namota trofaznih motora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.7. Promjena materijala statorskog namota jednofaznih motora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.8. Pomjena paralelnog spoja u serijski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.9. Prematanje motora za napon razli~it od prvobitnog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.10. Prematanje motora za frekvenciju razli~itu od prvobitne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.11. Prematanje motora za napon i frekvenciju razli~itu od prvobitne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.12. Prematanje motora za broj polova razli~it od prvobitnog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.13 Prematanje motora s jednog broja polova na vi{e brojeva polova (polnopreklopivi motori) . . . . . . . 2.2.14 Prematanje jednofaznih motora u trofazne . . . . . . . . . . . . 2.2.15 Uporaba trofaznih motora na jednofaznoj mre`i . . . . . .
207 209 212 218 227 230 232 238 239 245 249 252 268 279 290
Ispitivanje elektromotora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 3.1. E-TEST
..........................................................
3.1.1. Ispitni razredi za niskonaponske asinkrone motore . . . .
3.2. Ispitivanje niskonaponskih asinkronih motora
..........
298 299 301
3.3. Ispitivanje `eljezne jezgre elektromotora i generatora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 3.3.1. Klasi~ni na~in ispitivanja statorske jezgre . . . . . . . . . . . . . 308 3.3.2. Alternativni na~ini ispitivanja magnetske jezgre . . . . . . . 312
3.4. Ispitivanje namota
...........................................
3.4.1. Ispitivanje namota s udarnim naponom
..............
316 317
3.5. Mjerenje otpora namota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 3.5.1. Wheatstoneov i Thomsonov most
.....................
319
XI
XII
Servis elektromotora 3.5.2. U-I metoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 3.5.3. Namoti istosmjernih motora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 3.5.4. Namoti asinkronih motora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
3.6. Mjerenje izolacije
............................................
3.6.1. Mjerenje izolacijskog otpora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6.2. Ispitivanje izolacije namota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6.3. Ispitivanje izolacije me|u zavojima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7. Mjerenja praznog hoda
.....................................
3.7.1. Gubici praznog hoda
..................................
326 326 327 328 329 332
3.8. Mjerenja zagrijavanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 3.8.1. Pokus zagrijavanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.2. Mjerenje zagrijavanja rashladnog zraka . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.3. Odre|ivanje temperature namota iz porasta otpora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.4. Mjerenje temperature pomo}u termoelementa . . . . . . . .
333 335 336 339
3.9. Tipska ispitivanja elektromotora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 3.9.1. Istosmjerni motori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 3.9.2. Trofazni asinkroni motori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 3.9.3. Jednofazni asinkroni motori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
4.
Tablice i radioni~ki obrasci za prematanje elektromotora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 4.1. Tablice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 4.2. Radioni~ki obrasci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
5.
Prilozi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 5.1. Norme i tehni~ke specifikacije
.............................
387
Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 Popis oznaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 Kazalo pojmova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Predgovor Knjiga »Servis elektromotora« dvanaesta je moja knjiga, koje su do sada tiskane ukupno u 25 000 primjeraka. Ova knjiga ~ini s knjigom »Elektromotori i elektromotorni pogoni« istog nakladnika detaljno obra|enu cjelinu. Knjiga »Servis elektromotora« obuhva}a podru~je prora~una, prematanja, popravaka i ispitivanja elektromotora. U knjizi je opisana problematika s kojom sam se susretao u praksi u proteklih trideset i vi{e godina. Sva sam pitanja nastojao sistematizirati i obraditi na prakti~an na~in bez dubljeg ula`enja u teoretska razmatranja. U knjizi su uzeti u obzir zahtjevi i postupci koji su navedeni u IEC TS 60034-23 (prvo izdanje 2003-02) Specifications for the refurbishing of rotating electrical machines. Navedeni su standardi, tehni~ki podatci, upute i postupci koji omogu}uju to~no, ekonomi~no i kvalitetno ispitivanje, popravak i prematanje elektromotora. Pravilnim izborom obra|enih problema i jednostavnim izlaganjem priru~nik }e pru`iti naro~itu pomo} tehni~arima i mladim in`enjerima. Omogu}it }e brzo, jednostavno i sigurno rje{avanje problema i elektrotehni~arima koji nisu specijalizirani u ovom podru~ju. Studenti, u~enici elektrotehni~kih i elektroprivrednih {kola na}i }e u knjizi obilje podataka i obja{njenja koja }e im znatno pomo}i pri njihovoj stru~noj izobrazbi. Da bi se jo{ bolje razvila i unaprijedila suradnja izme|u stru~njaka koji se bave popravkom i prematanjem elektromotora u knjigu je uvr{ten i Popis pretplatnika knjige s njihovim podatcima. Zahvaljujem nakladni~koj tvrtki »Graphis« koja je omogu}ila objavljivanje i kvalitetnu opremu priru~nika, te tvrtkama Heris d.o.o. i MATO EL-D d.o.o. koje su pomogle izdavanje priru~nika.
XIV
Servis elektromotora
Pero, mora{ ve} jednom prestati nositi posao u krevet.
Tehni~ki urednik ulo`io je mnogo truda da knjiga dobije odgovaraju}i izgled. Po{tovanim ~itateljima bit }u veoma zahvalan za primjedbe u svezi sadr`aja i na~ina izlaganja te eventualnih pogre{aka koje su se potkrale u tekstu. Nadam se da }e i ova, kao i mojih prethodnih jedanaest knjiga, nai}i na dobar prijam kod na{ih elektrotehni~ara. U Zagrebu, u travnju 2008. Neven Srb
1.
Servis elektromotora
1.1. Uvjeti za kvalitetan servis elektromotora Sve ve}a elektrifikacija i automatizacija radnih procesa u industriji, rudarstvu, poljoprivredi, transportu, {umarstvu, ku}anstvima, hotelima i drugdje zahtjeva stalno nove i nove milione elektromotora svih vrsta i svih snaga. Masovna upotreba elektromotora omogu}uje njihovu proizvodnju u velikim serijama, koje ponekad iznose i stotine tisu}a komada. Velike serije i stalan razvoj konstrukcije i tehnologije utjecali su na znatno sni`enje proizvodnih tro{kova, a time i na cijene motora. Relativno niske cijene elektromotora omogu}uju zamjenu o{te}enih i pregorjelih elektromotora s novima, slika 1.1. Popravak malih asinkronih motora ~esto je skuplji od njihove zamjene novima. Granica kod koje se obi~no ne isplati popravak asinkronog motora primi~e se danas ve} snazi od 3 kW. U budu}nosti se o~ekuje daljnje pomicanje te granice prema ve}im snagama. U SAD se primjerice pri generalnom remontu pogona oko 50 % motora zamjenjuje novima, a ne popravlja ih se. Treba pritom napomenuti da je deklarirani vijek trajanja elektromotora u SAD nekoliko puta ve}i nego kod nas. Vrlo ~esto je jedino va`na brzina popravka, dok je cijena sekundarnog zna~enja. Stalnim i sve ve}im normiranjem asinkronih motora, posebno njihovih prigradnih mjera1), raste mogu}nost trenutne zamjene o{te}e1)
Normirane prigradne mjere asinkronih motora prema normama EN i IEC navedene su u priru~niku: Neven Srb, Elektromotori i elektromotorni pogoni, Graphis, Zagreb, 2007.
2
1. Servis elektromotora
Sl. 1.1.
Elektromotori ku}anskih aparata koji se zbog neisplativosti popravka naj~e{}e ne popravljaju ve} se zamjenjuju novima
nog motora novim, koji ima, bez obzira na proizvo|a~a, iste prigradne mjere i vrlo sli~ne elektri~ne karakteristike. Apsolutni broj popravaka, me|utim, jo{ uvijek je velik. U nekim slu~ajevima, to su primjerice specijalni ugradbeni motori, popravak je ~esto prakti~ki jedino mogu}e rje{enje. Radionice za popravak elektromotora u industrijski visokorazvijenim zemljama uklju~uju se sve vi{e u isporuku novih motora i njihovih dijelova krajnjem korisniku, da bi i dalje mogle pove}avati obim poslovanja unato~ ozbiljnim problemima zbog sve ~e{}e zamjene pregorjelih motora novima. Pritom je najsvrsishodnije raditi u kooperaciji s industrijskim proizvo|a~em elektromotora. Na priru~nom skladi{tu potrebno je imati odre|enu koli~inu i dijelova i gotovih motora. S druge strane, stalno treba nastojati pove}ati kvalitetu obavljanja popravaka, te smanjiti tro{kove i rok popravka. To je danas osobito va`no, kad nabavka novog motora postaje sve jednostavnija. Boljim poznavanjem problematike popravka asinkronih motora mo`e se pozitivno utjecati na ekonomi~nost popravka. Ve}im teoretskim znanjem i prakti~kim iskustvom znatno }e se smanjiti broj nekvalitetnih, nestru~nih i pogre{nih popravaka i prematanja. Upotrebom odgovaraju}eg alata, ure|aja i strojeva, te dobrim organizira-
1.1. Uvjeti za kvalitetan servis elektromotora
njem radionice i rada u njoj, mo`e se znatno racionalizirati popravak asinkronih motora, a time i sniziti njegova cijena. Da bi prematanje asinkronih motora bilo kvalitetno i ekonomi~no, potrebno je ispuniti slijede}e: 1) Odrediti to~ne podatke o namotu. U daljnjem tekstu 1.4.3.1 navedene su upute za snimanje podataka o namotu. Kad nije mogu}e snimiti podatke o originalnom namotu, prikazan je u 1.4.3 i 1.4.4 prora~un nepoznatih podataka o namotu. U poglavlju 2 obra|eni su i ilustrirani primjerima svi va`niji slu~ajevi prematanja. Ako postoji mogu}nost treba tra`iti originalne podatke o namotu od proizvo|a~a elektromotora. To je osobito va`no kod motora posebnih izvedbi, kod kojih je ~esto veoma te{ko odrediti zadovoljavaju}e podatke o namotu. Vrste namota asinkronih motora opisane su u 1.4.1.2, a 60 naj~e{}e upotrebljavanih shema namota istosmjernih motora, jednofaznih, trofaznih i polnopreklopivih asinkronih motora prikazano je u 1.4.1.4. 2) Sve izra~unate i dobivene podatke o namotima, te sheme namota, potrebno je uredno voditi u kartoteci na prikladnim obrascima. Primjeri obrazaca prikazani su u poglavlju 4. Uredno vo|ena kartoteka velika je pomo} kod sli~nih popravaka i prematanja, jer znatno smanjuje mogu}nost pogre{nog odre|ivanja podataka o namotu. 3) To~no odrediti izolacijski sustav (razred izolacije) potrebno je zbog pravilnog izbora izolacijskih materijala i impregnacije namota, vidi 1.4.7.1 i 1.4.9. U 1.4.7.1 su navedeni materijali i ure|aji koji se naj~e{}e upotrebljavaju pri izradi izolacije namota asinkronih motora. 4) Osigurati kvalitetnu i ekonomi~nu izradu namota. Da se ispuni taj uvjet potreban je kvalitetan materijal, stru~no osoblje i dobra opremljenost radionice ure|ajima, napravama i pomo}nim alatima. Stru~no osoblje i dobra opremljenost radionice smanjuju znatno vrijeme i cijenu popravka. Proizvodnja elektromotora danas je jako automatizirana. Stupanj automatizacije ovisi, prije svega, o veli~ini serije. ^esto se vi{e radnih postupaka obavlja jednim strojem da bi se u{tedjelo vrijeme za
3
1.2. O{te}enja
Ispitne i mjerne podatke treba uvijek unositi u kartoteku i uspore|ivati ih s tvorni~kim podacima ili podacima sli~nih motora. Rezultati mjerenja korisno }e poslu`iti pri prematanju elektromotora ili namatanju motora koji je u radionicu dopremljen bez namota. Osnovna oprema ispitivali{ta, potrebna ispitivanja i mjerenja, te propisi o ispitivanju elektromotora, navedeni su u poglavlju 3. Za popravak, a posebno prematanje asinkronih motora, potrebno je odre|eno teoretsko znanje i veliko prakti~no iskustvo. U daljnjem su tekstu stoga navedena teoretska znanja potrebna namata~u elektri~nih strojeva, te opisani postupci i potrebna oprema pri popravku i prematanju asinkronih motora.
1.2. O{te}enja Asinkroni motori su u usporedbi s ostalim elektromotorima jednostavno gra|eni. Nisu skloni smetnjama, a potrebno im je samo jednostavno i jeftino odr`avanje. Unato~ tome elektromotorni pogon mora biti pa`ljivo projektiran, izra|en i odr`avan. Pri projektiranju elektromotornog pogona treba to~no odrediti potrebnu snagu motora, vrstu pogona, napona i frekvenciju, te mogu}a odstupanja ovih veli~ina. Pravilno treba odabrati izvedbeni oblik i vrstu mehani~ke za{tite motora. Treba utvrditi {to je to~nije mogu}e odnose pri zaletu motora – Ik/In , Mp/Mn , Ms/Mn , te preopteretivost motora Mm/Mn .1) Ovdje su: Ik/In Mp/Mn Ms/Mn Mm/Mn
omjer omjer omjer omjer
struje kratkog spoja i nazivne struje poteznog i nazivnog momenta momenta sedla i nazivnog momenta maksimalnog i nazivnog momenta
Pravilno utvr|ivanje navedenih veli~ina je to va`nije {to je ve}i i skuplji elektromotorni pogon. Elektroradionica treba da preuzme brigu o kvalitetnom prematanju i popravku. Nasuprot tome, zadatak korisnika je pravilno postavljanje, te redovito i pravilno odr`avanje elektromotora. Ako su nastale 1)
Projektiranje elektromotornog pogona detaljnije je obra|eno u priru~niku: Neven Srb, Elektromotori i elektromotorni pogoni, Graphis, Zagreb, 2007.
7
8
1. Servis elektromotora
smetnje ili o{te}enja elektromotora, potrebno je prona}i uzrok tome da bi se u budu}nosti osigurao siguran pogon. Uzroci nastajanja o{te}enja asinkronih motora naj~e{}e su sljede}i: Kori{tenje elektromotorom ne odgovara vrijednostima s natpisne plo~ice. Gre{ka mo`e biti u nedovoljno to~nom projektiranju elektromotornog pogona, lo{em postavljanju ili isporuci elektromotora. ^esta je pojava da je pogon naknadno ote`an, npr. promjenom vrste pogona, pove}anjem optere}enja i sl. Odre|ena o{te}enja prouzro~ena su naprezanjima u prijelaznim pojavama, npr. za vrijeme reverziranja ili ponovnog uklapanja motora. Mnoga o{te}enja nastaju zbog o{te}enja elektri~nih ure|aja, npr. vodova, osigura~a, sklopki ili zbog nedovoljnog kontakta na spojnim mjestima dovoda elektri~ne energije. Nedovoljno ili lo{e odr`avanje elektromotora. To se prvenstveno odnosi na pravilno i redovito podmazivanje le`aja, a zatim na ~i{}enje motora. Posebno treba voditi brigu da putevi za rashladni zrak budu slobodni. Kod kolutnih motora potrebno je kontrolirati pritisak ~etkica i redovito obavljati njihovu zamjenu. Starenje ili tro{enje materijala. Kao {to je poznato, elektromotor ima odre|en vijek trajanja. To vrijedi prije svega za le`ajeve i izolacijski materijal namota. Analiziraju}i uzroke o{te}enja ne treba previdjeti ~injenicu da se zbog smanjenja te`ine, a time i cijene, svakodnevno izra|uju sve vi{e iskori{tavani elektromotori. Usporede li se stariji i novi elektromotori, lako se mo`e utvrditi da su stariji u pogonu bili hladniji. Njihova trajnost u ve}ini slu~ajeva tako|er je bila ve}a. Elektromotor je to osjetljiviji {to je kompliciranija njegova izvedba i {to je vi{e iskori{ten aktivni i konstrukcijski materijal. U pogledu robusnosti trofazni asinkroni kavezni motor u prednosti je pred svim ostalim vrstama elektromotora. Unato~ tome i kod asinkronog motora postoji ~itav niz izvora kvarova izvan i unutar motora. O{te}enja i pojave koje se pri tom manifestiraju vrlo su razli~ite i mnogobrojne. Naj~e{}e smetnje i o{te}enja, njihovi uzroci i zahvati za njihovo otklanjanje, navedeni su u daljnjem tekstu. ^esto se zaboravlja da je potrebno proanalizirati o{te}enje da bi se ubudu}e sprije~ila sli~na. Zadovoljava se popravkom ili izmjenom samog motora, {to op}enito nije ispravno rje{enje. U daljnjem su tekstu navedena o{te}enja asinkronog motora kojima je potreban radioni~ki popravak. Navedeni su i uzroci tim o{te}enjima.
1.2. O{te}enja
Sl. 1.3.
Presjek manjeg trofaznog asinkronog motora
Sl. 1.4.
Sastavni dijelovi trofaznog asinkronog kaveznog motora veli~ine 112
Na slici 1.3 prikazan je presjek manjeg trofaznog asinkronog kaveznog motora na kojem su posebno ozna~eni statorski namot i le`aji – dijelovi naj~e{}e podlo`ni o{te}enjima. Slika 1.4 prikazuje sastavne dijelova istog motora.
9
10
1. Servis elektromotora
O{te}enja namota (slika 1.5) sa~injavaju oko 80 % svih o{te}enja. Vla`ni ili one~i{}eni namoti, te oni s tro{nom izolacijom, najpodlo`niji su o{te}enjima. Brzo tro{enje izolacije naj~e{}e je prouzro~eno previsokom temperaturom namota. Zbog slabe izolacije nastaju spoj me|u zavojima, spoj me|u fazama namota i spoj namota s ku}i{tem. Ponekad nastaje prekid namota i to naj~e{}e na spojnim mjestima i izvodima. Na slici 1.5 prikazano je o{te}enje statorskog namota visokonaponskog asinkronog motora. Namot je o{te}en prevelikim strujama ponovnog uklapanja. Slika 1.6 prikazuje trofazni asinkroni kavezni motor s o{te}enim statorskim namotom i le`ajem zbog za~epljenja rashladnih kanala cementnom pra{inom. Iako su kavezni rotori robustne izrade, o{te}enja kaveza nisu rijetka, slika 1.7. Prikazano o{te}enje prouzro~eno je jakim zagrijavanjem rotora prilikom vi{e uzastopnih poku{aja pokretanja. Zbog visoke temperature rotorski {tapovi i prsten su omek{ali i izobli~ili se. Lem upotrijebljen za lemljenje {tapova na prsten rastopio se i iscurio po statorskom namotu, {to je prouzro~ilo vi{estruki spoj me|u zavojima statorskog namota i njegovo uni{tenje. Rotori 2-polnih motora najvi{e su skloni o{te}enjima zbog velikih centrifugalnih sila. Ako {tapovi nisu dovoljno u~vr{}eni, doga|a se da izlete iz utora i zagrebu o statorski paket, pri ~emu ga obi~no znatno o{tete. Pri tom se uvijek te{ko o{teti i statorski namot.
Sl. 1.5.
O{te}enje statorskog namota trofaznog visokonaponskog asinkronog motora
16
1. Servis elektromotora
Osovina ne smije imati pukotina, a na vratu osovine ne smije biti izbo~ina, udubljenja i ogrebotina. Provjeriti treba promjer dosjeda, njihovu ovalnost i koni~nost, polo`aj ventilatora i njegovo u~vr{}enje. Treba kontrolirati stati~ku ili dinami~ku uravnote`enost rotora (vidi 1.3.8). Ku}i{te motora treba detaljno pregledati i provjeriti ne postoje ili najsitnije pukotine ili udubljenja na mjestima dosjeda le`ajnih {titova. @eljezni paketi statora i rotora provjeravaju se na ~vrsto}u pre{anje. Kontrolira se gusto}a, zbijenost limova, primjerice pomo}u sje~iva no`a. Ustanoviti o{te}enja namota slo`en je i odgovoran posao. Da bi se utvrdili neophodnost i stupanj popravka, treba utvrditi sljede}e: – trajanje rada elektromotora bez prematanja – karakter rada radnog stroja, posebno ako se opa`a preoptere}enje i pregrijavanje elektromotora. Vanjskim pregledom izolacije treba ustanoviti: – da li postoje o{te}enja premaza laka na glavi namota u obliku udubljenja, ispup~enja ili pukotina. Ako spomenuta o{te}enja postoje, treba provjeriti mehani~ku ~vrsto}u izolacije – prisutnost ispup~enja izolacije vodi~a u utoru, pojavu potamnjenja pojedinih mjesta namota, kao rezultat lokalnih pregaranja – pojavu ostataka masti na glavama namota, {to mo`e nastati izbacivanjem nedovoljno guste masti iz le`aja po osovini. Sve provjere, promatranja, zapa`anja, te rezultate pregleda i ispitivanja, treba zapisati u obrazac popravka, na osnovu kojeg se zatim obavlja popravak. Primjer obrasca popravka prikazan je u poglavlju 4.
1.3. Mehani~ki popravci Motor s jako o{te}enim mehani~kim dijelovima nije svrsishodno popravljati. Ako je puklo ku}i{te, ili le`ajni {titovi, ako su otkinute noge ili prirubnica, ako je jako o{te}en statorski ili rotorski paket
1.3. Mehani~ki popravci
limova, ako su jako istro{eni le`ajni {titovi i osovina ili ako dimenzije zra~nog raspora znatno odstupaju od nazivnih, treba o{te}ene dijelova, ili pak cijeli motor, zamijeniti novim. Zamjenu treba prvenstveno obaviti s originalnim dijelovima dobavljenim od proizvo|a~a elektromotora. Konstrukcija i sastavni dijelovi trofaznog asinkronog kaveznog motora prikazani su na slikama 1.3 i 1.4. Motor koji se preuzima na popravak treba biti kompletiran sa svim svojim dijelovima
1.3.1. Rastavljanje asinkronog motora Na slici 1.11 prikazani su sastavni dijelovi malog trofaznog asinkronog kaveznog motora prilikom rastavljanja. Asinkroni i svaki drugi motor treba rastavljati pa`ljivo. Ne smiju se o{tetiti ili izgubiti pojedini dijelovi. Nije dopu{teno raditi dlijetom niti nanositi o{tre udarce ~eli~nim predmetima, ili velikim silama rastavljati motor (pri ~emu se javljaju nedopu{teno velika naprezanja u pojedinim dijelovima motora). Svornjake i vijke koji su jako pritegnuti ili zahr|ali pa se ne mogu odvrnuti treba natopiti petrolejem i ostaviti ih nekoliko sati, nakon ~ega se mogu lako odvrnuti.
Sl. 1.11. Sastavni dijelovi trofaznog asinkronog kaveznog motora prilikom rastavljanja: 1 – stator; 2 – rotor; 3 – le`ajni {tit, pogonska strana; 4 – le`ajni {tit, suprotna strana; 5 – spojni vijak; 6 – ventilatorska kapa; 7 – ventilator; 8 – noga; 9 – priklju~na kutija; 10 – no`ni vijak; 11 – kugli~ni le`aj, pogonska strana; 12 – kugli~ni le`aj, suprotna strana
17
38
1. Servis elektromotora Tab. 1.3. Pribli`ne veli~ine zra~nih raspora asinkronih motora
Ako su dimenzije zra~nog raspra ispravne, treba kontrolirati da li su svi svornjaci, vijci i matice dobro pritegnute. Nakon toga treba motor uputiti na ispitivanje.
1.4. Elektri~ni popravci 1.4.1. Namoti elektromotora Namoti koji se upotrebljavaju kod elektromotora me|usobno se razlikuju po na~inu izrade, obliku, elektri~nim i toplinskim svojstvima. Teorija namota (posebno specijalnih) vrlo je komplicirana. Na ovome mjestu navedeni su samo osnovni pojmovi o namotima i sheme naj~e{}e upotrebljavanih namota asinkronih motora. 1.4.1.1. Elementi namota, pojmovi i definicije Namot je onaj dio elektromotora kroz koji protje~e elektri~na struja. Namot se ume}e u utore, slika 1.34, izrezane po unutra{njoj
Sl. 1.34. Ulaganje svitka u utor statora
1.4. Elektri~ni popravci
povr{ini statorskog ili po vanjskoj povr{ini rotorskog paketa. Na slici 2.30 prikazani su oblik i izgled limova statorskog i rotorskog paketa 2, 4 i 6-polnih trofaznih asinhronih motora. Zavoj je element namota statora ili rotora sastavljen od dva serijska spojena vodi~a (strane) smje{tena u utore statora ili rotora pod dva susjedna raznoimena pola. Zavoj se mo`e sastojati od jedne ili vi{e paralelnih `ica. Veli~ina induciranog napona u zavoju ovisna je o veli~ini induciranog napona u pojedinim vodi~ima. ako se krajevi vodi~a zavoja sa slike 1.35, koji su s jedne strane polova N i S, uzmu za po~etke (oznaka P), a oni s druge strane za zavr{etke (oznaka Z), onda je neophodno da bude spojen zavr{etak prvog vodi~a a, smje{tenog nasuprot sredini sjevernog pola, sa zavr{etkom drugog vodi~a b, smje{tenog nasuprot sredini ju`nog pola, da bi se inducirani naponi obaju vodi~a zbrajali. (Ako se spoji zavr{etak vodi~a a s po~etkom vodi~a b, inducirani napon u zavoju jednak je razlici induciranih napona u vodi~ima.)
Sl. 1.35. Principijelni prikaz zavoja namota
Svitak. Nekoliko zavoja spojenih u seriju sa~injavaju svitak. Svitak prikazan na slici 1.36 sastoji se od tri serijski spojena zavoja. Svitak se mo`e sastojati od jednog, dva, tri ili vi{e zavoja. Kao i zavoj, i svitak se sastoji od dvije strane, umetnute u dva utora na statoru ili rotoru. Lijeva strana svitka ab naziva se ulazna, a desna je izlazna. Vanjski dijelovi (dijelovi izvan utora) nazivaju se ~eoni dijelovi ili glave. Svitak se namata u jednom smjeru. Zavoji u svitku spajaju se tako da se zavr{etak prvog zavoja ve`e s po~etkom drugog, a zavr{etak drugog s po~etkom tre}eg zavoja itd., slika 1.36. Po~etak prvog zavoja je ulazna, a zavr{etak posljednjeg zavoja je izlazna strana svitka. Zbrajanjem induciranih napona pojedinih zavoja dobiva se inducirani napon svitka.
39
40
1. Servis elektromotora
Sl. 1.36. Shema svitka od tri serijski spojena zavoja
Polno-fazna grupa ili grupa svitaka. Ovisno o broju utora N na statoru ili rotoru, o broju polova 2p i broju faza m, nekoliko svitaka (naj~e{}e q svitaka), vidi jedn. (4.15), spaja se serijski jedan s drugim. Ovi svitci, slika 1.37, tvore polno-faznu grupu (skra}eno PFG). Izrada PFG, isto kao i svitaka, naj~e{}e se obavlja na {abloni, a da se ne prekida vodi~ me|u pojedinim svitcima. [ablona se sastoji od toliko elemenata od koliko se svitaka sastoji PFG. Op}i izgled PFG dvoslojnog namota s jednakim svitcima prikazan je na slici 1.38. Fazna grupa. Jedna PFG ili nekoliko njih u fazi tvore faznu grupu. Broj PFG u fazi pri dvoslojnom namotu jednak je broju polova 2p, a
Sl. 1.37. Shema polno-fazne grupe: a) jednoslojni koncentri~ni namot, b) dvoslojni namot s jednakim svitcima
58
1. Servis elektromotora
Sl. 1.60. Shema trofaznog jednoslojnog namota s jednakim svitcima: 2p = 4, Z = 36, y = 1-8
Sl. 1.61. Protjecanje trofaznog jednoslojnog namota s jednakim svitcima: 2p = 4, Z = 36, y = 1-8
1.4. Elektri~ni popravci
Sl. 1.62. Shema trofaznog dvoslojnog namota s jednakim svitcima: 2p = 4, Z = 36, y = 1-8
Sl. 1.63. Protjecanje trofaznog dvoslojnog namota s jednakim svitcima: 2p = 4, Z = 36, y = 1-8
59
1.4. Elektri~ni popravci
Trofazni namoti
73
74
1. Servis elektromotora
2.
Prematanje i obnova elektromotora Svi radovi trebaju biti izvedeni pa`ljivo i zavr{eni tako da ne sadr`e rizike. Kategorije za prematanje i obnovu elektromotora Radovi koji }e biti izvr{eni pri prematanju ili obnovi elektromotora trebaju biti ozna~eni prema sljede}im kategorijama: IW1 – Nije potrebno prematanje, treba obnoviti postoje}i namot ~i{}enjem i su{enjem u pe}i, po potrebi i s ponovnim impregniranjem i su{enjem u pe}i. IW2 – Prematanje statora i/ili rotora. Novi namot treba dva puta uroniti u lak i su{iti u pe}i ili primijeniti VPI (Vacum Presure Impregnation) u laku i pe}i namot u pe}i ili primijeniti impregnaciju prokapavanjem. ^esto treba o{te}ene ili pregorjele elektromotore, a ponekad i nove, premotati na nazivne pogonske uvjete, razli~ite od prvobitnih. Na taj na~in se elektromotori u potpunosti ili djelomi~no prilago|uju stvarnim uvjetima rada. U daljnjem su tekstu opisani naj~e{}i slu~ajevi prematanja elektromotora koji se susre}u u praksi. Vanjske promjene Kvar radnog stroja ili promjene u njegovoj okolini (primjerice promjena obra|ivanog komada kod alatnih strojeva) mogu uzrokovati promjene vrste pogona i zahtijevanih karakteristika elektromotora.
194
2. Prematanje i obnova elektromotora
Unutarnje promjene Kod elektromotora se mogu zahtijevati i sljede}e promjene: – – – – – –
prilago|enje motora napajanju iz pretvara~a frekvencije pove}ana elektromagnetska kompatibilnost smanjena buka uklanjanje azbesta pove}ana za{tita s ku}i{tem prilago|enje za ote`ane uvjete okoline (primjerice pove}ana temperatura, promijenjen tlak, nadmorska visina, vla`nost i one~i{}enje).
Uvjeti za obnovu i prematanje elektromotora S naru~iteljem treba usuglasiti program kontrole kvalitete obnove/prematanja, koji uklju~uje prikladni nadzor, dijagnostiku, ispitivanje i postupke koji osiguravaju rad stroja sa zahtijevanim svojstvima nakon obnove ili prematanja. Komponente koje se ponovno upotrebljavaju treba provjeriti ili ispitati jesu li prikladne za budu}i rad stroja. Novo ugra|eni materijali trebaju biti u skladu sa standardima proizvo|a~a. Svojstva tih materijala trebaju biti jednaka ili bolja od originalno upotrijebljenih materijala. Program kontrole kvalitete treba obuhvatiti skladi{tenje i ispitivanje materijala prije upotrebe. Obnova bez promjene izvedbe Stroj treba biti obnovljen tako da se ne razlikuje od svoje prvotne izvedbe. Ne smiju se mijenjati dijelovi izvedbe koji bi na bilo koji na~in uzrokovali promjene svojstava elektri~nog rotacijskog stroja. Karakteristike obnovljenog stroja trebaju ostati jednake originalnim karakteristikama uklju~uju}i i originalne tolerancije. Za{tita predvi|ena ku}i{tem, na~in hla|enja, izvedbeni oblik, na~in pri~vr{}enja, ozna~avanje stezaljki i smjera vrtnje trebaju biti klasificirani kao {to je definirano prema IEC 60034-5, IEC 60043-6, IEC 60034-7 i IEC 60034-8. Odgovaraju}e oznake trebaju biti navedene na natpisnoj plo~ici. Ugra|ena termi~ka za{tita u skladu s IEC 60034-11 i ugra|ena temperaturna osjetila trebaju biti istog tipa i ugra|ena na istom mjestu kao i prije ako nije druga~ije dogovoreno s naru~iteljem.
2. Prematanje i obnova elektromotora
Obnova s promjenom izvedbe Ako se zahtijevaju promjene u izvedbi i/ili karakteristikama elektri~nog stroja izvo|a~ }e provjeriti vrstu pogona, nazivne podatke, radne uvjete, elektri~ne uvjete i termi~ke karakteristike za promjene u odnosu na originalnu izvedbu. Svaka zahtijevana promjena treba biti identificirana u terminima za primijenjenu vrstu pogona i klasu definiranu u IEC 60034-1. Ako je primjenjivo, izvo|a~ treba utvrditi uzrok kvara elektri~nog rotacijskog stroja ili, u slu~aju promjene nazivnih podataka mogu}i stupanj pobolj{anja karakteristika i treba biti odgovoran za primjenu garantiranih karakteristika stroja koje su zahtijevane ili potvr|ene od korisnika. Specijalni zahtjevi Na originalnu izvedbu elektri~nog rotacijskog stroja mogu se primijeniti specijalni zahtjevi uklju~uju}i: – – – – – – – –
posebni slu~ajevi iz industrije posebne vrste pogona i karakteristike prema IEC 60034-1 najve}a korisnost pri djelomi~nom optere}enju ograni~enje prekretnog momenta za vrijeme zaleta ograni~enje struje pokretanja podru~je napona i frekvencije napajanja nesimetri~nost napona napajanja i sadr`aj vi{ih harmonika ograni~eno kori{tenje porasta temperatura dopu{teno prema standardima.
Ponovno certificiranje Promjene u izvedbi strojeva certificiranih za upotrebu u prostorima s pove}anom opasno{}u od eksplozije zahtijevaju ponovno certificiranje (re-certificiranje) ili pozivanje na izvornog proizvo|a~a. Uklanjanje starog namota Obnovitelj treba osigurati da upotrebljena tehnika uklanjanja starog namota ne o{te}uje karakteristike paketa limova ili cjelovitost ku}i{ta stroja. Natpisna plo~ica Originalna natpisna plo~ica treba biti zadr`ana. Treba biti postavljena dodatna natpisna plo~ica, koja je u skladu s IEC 60034-1 i koja
195
196
2. Prematanje i obnova elektromotora
navodi promjene nastale za vrijeme obnove. Plo~ica treba sadr`avati ime i podatke obnovitelja. Tolerancije Odredbe IEC 60034-1 treba primijeniti na strojeve kod kojih su promijenjena svojstva. Ako originalne specifikacije za stroj dopu{taju tolerancije samo u jednom smjeru to treba tako|er primijeniti i na obnovljeni stroj.
2.1. Istosmjerni motori Normalni istosmjerni stroj ima obvezno rotorski i uzbudni namot. Specijalni strojevi malih snaga, kod kojih se zahtijeva naro~ito malen obujam, izra|uju se s permanentnim magnetima i nije im potreban uzbudni namot. Suvremeni istosmjerni strojevi gotovo se uvijek rade s pomo}nim polovima, tako da stroj redovito ima i namot pomo}nih polova. Danas se za namatanje rotora istosmjernih strojeva najvi{e upotrebljava dvoslojni namot. Osnovne izvedbe su petljasti i valoviti namot. Sheme spajanja tih namota prikazane su u [L1]. Petljasti namoti upotrebljavaju se za strojeve koji rade s niskim naponima i relativno velikim strujama. Valoviti namoti upotrebljavaju se za manje strojeve i vi{e napone. Prije nego {to se pristupi prora~unu novih parametara istosmjernog stroja koji se `eli premotati potrebno je snimiti postoje}e stanje prije prematanja. Koje je podatke potrebno snimiti ovisi o tome kakvo se prematanje `eli izvr{iti. Bez obzira na vrstu prematanja uvijek je potrebno na prikladan formular ispisati sljede}e podatke o stroju koji se premata: – – – – – – – – –
sve podatke s natpisne plo~ice vrsta namota i y – korak namota, y1 – {irina svitka, y2 – spojni korak broj utora rotora Zr broj kolektorskih lamela k broj zavoja rotorskog namota wr broj zavoja u svitku namota rotora wrs presjek vodi~a rotorskog namota qvr broj polova 2p vrsta uzbude (serijska, poredna ili mje{ovita)
2.1. Istosmjerni motori
– – – – –
ukupan presjek svih ~etkica Q~ broj zavoja uzbudnog namota wu presjek vodi~a uzbudnog namota qvu broj zavoja namota pomo}nih polova wp presjek vodi~a namota pomo}nih polova qvp .
Raspola`u}i s navedenim podacima mogu}e je pristupiti prora~unu novih podataka namota i parametara stroja. Prije samog prematanja, a nakon prora~una, neophodno je kontrolirati je li prora~un dobar i ho}e li stroj ispravno raditi kad bude namotan prema prora~unatim podacima. Veli~ine o kojima ovisi ispravnost rada istosmjernog stroja, a koje ne smiju prije}i grani~ne vrijednosti i zato ih treba kontrolirati, su sljede}e: a) Gusto}a struje na ~etkicama koju definira proizvo|a~ a kre}e se do 10 A/cm2 za trajno optere}enje i do 17 A/cm2 za udarno optere}enje. Gusto}a struje mo`e se izra~unati prema jednad`bi:
Γ~ =
2I rnov u A /cm 2 Q~
(2–1)
gdje su: *~ gusto}a struje na ~etkicama u A/cm2 Irnov ukupna struja rotora nakon prematanja u A Q~ ukupni presjek svih ~etkica u cm2. b) Srednji napon po lameli eksr ne smije prije}i vrijednost 15 V za strojeve do 100 kW i 20 V za strojeve preko 100 kW. Srednji napon po lameli ra~una se prema jednad`bi
eksr =
2 p ⋅ U rnov uV k
(2–2)
gdje su: 2p broj polova stroja Urnov napon rotora (armature) nakon prematanja u V k broj kolektorskih lamela. c) C-vrijednost nakon prematanja ne smije prije}i vrijednost Cmaks sa slike 2.1 da bi se dobila komutacija bez iskrenja. C-vrijednost mo`e se izra~unati po jednad`bi:
C = nnov k
I rnov ⋅ lp ⋅ w 2 rsnov ⋅10−7 u A cm/min a
(2–3)
197
198
2. Prematanje i obnova elektromotora
gdje su: nnov k Irnov lp a p wrsnov
brzina vrtnje nakon prematanja u 1/min broj kolektorskih lamela struja rotora nakon prematanja u A duljina paketa `eljeza rotora u cm broj paralelnih grana namota (kod valovitih namota a = 1, kod petljastih namota a = p) broj pari polova broj zavoja u svitku namota rotora nakon prematanja
wrsnov =
wrnov k
(2–4)
wrnov broj zavoja rotorskog namota nakon prematanja.
Sl. 2.1.
Ovisnost C-vrijednosti o promjeru rotora istosmjernog stroja dv
d)Presjek spojnih vodova u motoru mora se pove}ati pri prematanju na ve}u struju i to prema jednad`bi: qsnov = qs
Isnov u mm 2 Is
gdje su: qs presjek spojnih vodova u mm2 Is struja kroz spojne vodove u A.
(2–5)
2.1. Istosmjerni motori
e) Banda`a rotora i klin rotora moraju biti poja~ani pri prematanju na ve}e brzine motora. f) Izolacija namota mora se poja~ati pri prematanju na vi{i napon od 500 V, pa treba voditi ra~una ima li u utoru dovoljno mjesta uz ovako smanjen faktor punjenja utora. g) Gusto}a struje rotora mora se smanjiti pri prematanju na ni`u brzinu vrtnje zbog smanjene ventilacije. To zna~i da uz prora~unati presjek treba smanjiti nazivnu struju rotora po jednad`bi: Irdnov = I rnov
gdje su: Irdnov Irnov nnov n
nnov uA n
(2–6)
dopu{tena struja optere}enja u A ra~unska vrijednost struje pri prematanju u A brzina vrtnje nakon prematanja u 1/min brzina vrtnje prije prematanja u 1/min.
2.1.1. Prematanje porednog motora za napon i brzinu vrtnje razli~itu od prvobitne Spojevi istosmjernih motora i oznake krajeva pojedinih namota navedeni su u [L2]. Namot rotora (namot armature), oznake A1, A2 Broj zavoja rotorskog namota: wrnov = wr ⋅
U rnov ⋅ n ⋅ anov U r ⋅ nnov ⋅ a
(2–7)
gdje su: wr broj zavoja rotorskog namota Ur napon rotora u V n brzina vrtnje motora u 1/min a broj paralelnih grana namota. Presjek vodi~a namota: qvrnov = qvr ⋅
U r ⋅ a ⋅ nnov wr = qvr wrnov U rnov ⋅ anov ⋅ n
(2–8)
gdje je: qvr presjek vodi~a rotorskog namota prije prematanja u mm2.
199
200
2. Prematanje i obnova elektromotora
Namot pomo}nih polova, oznake B1, B2 Broj zavoja jednog pola: wpnov = wp ⋅
U rnov ⋅ n U r ⋅ nnov
(2–9)
gdje je: wp broj zavoja namota pomo}nog pola prije prematanja. Presjek vodi~a:
qvpnov = qvp ⋅
wp wpnov
= qvp
Ur ⋅ nnov u mm2 Urnov ⋅ n
(2–10)
gdje je: qvp presjek vodi~a namota pomo}nih polova u mm2. Uzbudni namot, oznake E1, E2 Za nepromijenjene amperzavoje uzbude dobiva se: Broj zavoja jednog pola: wunov = wu ⋅
U unov Uu
(2–11)
gdje je: wu broj zavoja uzbudnog namota po polu prije prematanja. Presjek vodi~a: qvunov = qvn ⋅
wu U = qvu ⋅ u u mm 2 wunov U unov
(2–12)
gdje je: qvu presjek vodi~a uzbudnog namota prije prematanja u mm2. Kompaundni (kompenzacijski) namot, oznake C1, C2 Ako motor ima na glavnim polovima kompaundni namot koji slu`i za stabilniji rad motora, a spojen je serijski s namotom rotora preko ~etkica, onda ga je potrebno premotati prema sljede}im relacijama: Broj zavoja jednog pola: wknov = wk ⋅
U rnov ⋅ anov ⋅ n U r ⋅ a ⋅ nnov
(2–13)
2.1. Istosmjerni motori
gdje je: wk broj zavoja kompaundnog namota po polu prije prematanja. Presjek `ice: qvknov = qvk ⋅
U ⋅ a ⋅ nnov wk = qvk ⋅ r wknov Urnov ⋅ anov ⋅ n
(2–14)
gdje je: qvk presjek vodi~a kompaundnog namota prije prematanja u mm2. Ovakvim se prematanjem protjecanje kompaundnog namota nije promijenilo nakon prematanja. Istosmjerni motor sa stranom uzbudom premata se za napon i brzinu vrtnje razli~itu od prvobitne potpuno jednako kao i poredni motor, jedino se u jednad`be (2–11) i (2–12) umjesto napona rotora uvr{tava napon nezavisnog izvora iz kojeg se napaja namot uzbude.
Primjer 2.1 Istosmjerni motor standardne izvedbe proizvodnje "Rade Kon~ar" sa sljede}im podacima natpisne plo~ice: Ur = 220 V; P = 0,5 kW; I = 3,5 A; n = = 1450 1/min; Un = 220 V; treba premotati na napon Urnov = 160 V; nnov = = 1500 1/min; Uunov = 195 V da bi se mogao upotrijebiti za pogon namata~a `ice, uz napajanje iz tiristorskog ispravlja~a. Snimljeni su sljede}i podaci o prvobitnom namotu: Broj glavnih polova: 2p = 2 Vrsta namota: jednovojni petljasti [irina svitka: y1 = 8 Spojni korak: y2 = 7 Korak namota: yn = 1 Namatanje iz utora 1 u 9, lamela 1 sa 2 Broj utora: Z = 16 Broj kolektorskih lamela: k = 48 Broj svitaka u utoru: u = 3 Broj zavoja u svitku: wrs = 26 Ukupan broj zavoja namota rotora: wr = kwrs = 48 ⋅26 = 1248 Presjek vodi~a namota rotora: qvr = 0,2463 mm2 (∅ = 0,56 mm) Broj zavoja uzbudnog namota po polu: wu = 5200 Presjek vodi~a uzbudnog namota: qvu = 0,0707 mm2 (∅ = 0,3 mm) Broj zavoja namota pomo}nog pola: wp = 390 Presjek vodi~a namota pomo}nog pola: qvp = 0,985 mm2 (∅ = 1,12) Broj paralelnih grana: a = 2 Ukupni presjek svih ~etkica Q~ = 4 cm2
201
202
2. Prematanje i obnova elektromotora Duljina paketa limova rotora lp = 6,5 cm Vanjski promjer rotora dv = 90 mm. Nakon prematanja podaci o motoru su sljede}i: Broj zavoja rotorskog namota prema jednad`bi (2–7)
wrnov = 1248 ⋅
160 ⋅1450 ⋅ 2 = 877 220 ⋅1500 ⋅ 2
Broj zavoja u svitku
wrsnov =
wrnov 13 877 = = 18 48 48 k
U 35 svitaka bit }e 18 zavoja, a u 13 svitaka po 19 zavoja jer moraju biti zadovoljene relacije:
wrnov = 877 = 35 ⋅18 + 13 ⋅19
(k = 48 = 35 + 13)
Presjek `ice prema jednad`bi (2–8)
qvrnov = 0, 2463 ⋅
220 ⋅ 2 ⋅1500 = 0, 350 mm2 160 ⋅ 2 ⋅1450
Iz tablice 3.10 odabrana je standardna lak-`ica presjeka: Qvrnov = 0,3959 mm2 promjera ∅ 0,71 mm Struja rotora nakon prematanja:
I rnov = I r ⋅
qvrnov 0, 3959 = 3, 5 ⋅ = 5, 6 A 0, 2463 qvr
Budu}i da se brzina vrtnje motora nije smanjila, izra~unatu struju nije potrebno reducirati prema jednad`bi (2–6). Broj zavoja namota pomo}nih polova prema jednad`bi (2–9):
wpnov = 390 ⋅
160 ⋅1450 = 274 220 ⋅1500
Presjek vodi~a namota pomo}nih polova prema jednad`bi (2–10)
qvpnov = 0, 985 ⋅
220 ⋅1500 = 1, 40 mm 2 160 ⋅1450
Odabire se prvi ve}i standardni presjek `ice ∅ 1,40 mm2, pa je Qvpnov = 1,539 mm2
2.1. Istosmjerni motori Broj zavoja uzbudnog namota po polu prema jednad`bi (2–11)
wunov = 5200
195 4600 220
Presjek vodi~a uzbudnog namota prema jednad`bi (2–12)
qvunov = 0, 0707 ⋅
220 = 0, 08 mm 2 195
Odabire se prvi ve}i standardni promjer `ice ∅ 0,355 pa je qvunov = 0,099 mm2 Nakon ovog prora~una provedena je kontrola prema navedenim uvjetima a) do g). a) Gusto}a struje na ~etkicama
Γ~ =
2 ⋅ 4,9 = 2,45 A/cm 2 4
{to je znatno manje od dopu{tene vrijednosti *~maks = 10 A. b) Srednji napon po lameli
eksr =
2 ⋅160 = 6, 67 V 48
{to je manje od dopu{tene vrijednosti eksrmaks = 15 V. c) C-vrijednost
C = 1500 ⋅ 48 ⋅
4, 9 6, 5 ⋅192 ⋅107 = 41, 4 Acm/min 2
Na slici 2.1 vidljivo je da je za dv = 90 mm, Cmaks = 60. d) Presjek svih spojnih vodova pove}an je u omjeru
Irnov 4, 9 = = 1, 4 puta 3, 5 Ir e) Banda`u nije potrebno poja~avati, jer se nova brzina vrtnje bitno ne razlikuje od prvobitne. f) Izolacija namota ostala je ista jer je napon zadr`an ispod 500 V. g) Gusto}u struje nije potrebno smanjivati jer se brzina vrtnje a time i ventilacija nisu smanjile.
203
204
2. Prematanje i obnova elektromotora Nakon prematanja motor ima snagu
Pnov = P ⋅
U rnov ⋅ Irnov 160 ⋅ 4, 9 = 0, 51 kW = 0, 5 ⋅ 220 ⋅ 3, 5 U r ⋅ Ir
2.1.2. Prematanje serijskog motora za napon i brzinu vrtnje razli~itu od prvobitne a) Namot rotora i pomo}nih polova premata se isto kao i kod porednog stroja. b) Uzbudni namot Broj zavoja: wunov = wu ⋅
U rnov ⋅ n U r ⋅ nnov
(2–15)
gdje je: wu broj zavoja uzbudnog namota po polu prije prematanja. Presjek vodi~a: qvunov = qvu ⋅
wu U ⋅n = qvu ⋅ r nov wunov U rnov ⋅ n
(2–16)
gdje je: qvu presjek vodi~a uzbudnog namota prije prematanja u mm2.
2.1.3. Prematanje serijskog motora u poredni Da bi se moglo pristupiti prematanju potrebno je snimiti sljede}e podatke o uzbudnom namotu serijskog motora: – broj zavoja po polu wu – presjek vodi~a uzbudnog namota qvu – srednju duljinu zavoja uzbudnog namota lzu. Protjecanje uzbudnog namota po polu:
4u = Irn ⋅ wu u AZ
(2–17)
Irn nazivna struja serijskog motora u A. Potreban presjek vodi~a, uz pretpostavku serijskog spoja namota poredne uzbude: qvunov =
2 p ⋅Θ u ⋅ lzu u mm 2 56 ⋅ U unov
(2–18)
2.2. Asinkroni motori
gdje su: 2p 4u lzu 56 Uunov
broj polova protjecanje uzbudnog namota u AZ srednja duljina zavoja uzbudnog namota u m vodljivost bakra u Sm/mm2 novi uzbudi napon u V.
Struja uzbude iznosi: Iunov = *nov ⋅ qvunov u A
(2–19)
*nov dopu{tena gusto}a struje u uzbudnom namotu (*nov ≤ 2A/mm2). Broj zavoja po polu: wunov =
Θu Iunov
(2–20)
Ukupna duljina vodi~a uzbudnog namota: Lunov = 2 p ⋅ lzu ⋅ wunov
(2–21)
Otpor namota na 100 °C: Ru100 = 1, 32 ⋅
Lunov uΩ 56 ⋅ qvunov
(2–22)
Pad napona na uzbudnom namotu: ∆U = Iunov ⋅ Ru100
(2–23)
Za kontrolu ispravnosti prora~una slu`i sljede}i uvjet: ∆U = Uunov
(2–24)
2.2. Asinkroni motori U elektroradionicama se premataju standardni asinkroni motori op}e namjene i asinkroni motori posebne namjene. Serijski proizvedeni standardni asinkroni motori (vidi sliku 2.2) nisu uvijek potpuno prilago|eni svojim radnim uvjetima. Pravilnim prematanjem mo`e se podru~je njihove upotrebe pro{iriti i znatno smanjiti broj o{te}enja i pregaranja namota.
205
206
2. Prematanje i obnova elektromotora
Sl. 2.2.
^etveropolni trofazni asinkroni motor snage 22 kW, tip 7AZ 180 L-4 proizvodnje »Kon~ar – Mali elektri~ni strojevi«.
Prilago|avanje je motora posebno va`no ako se uzme u obzir da korisnik ~esto nije u mogu}nosti predvidjeti stvarne pogonske uvjete. Pri prematanju specijalnih i standardnih asinkronih motora nije uvijek, zbog nedostatka originalnog materijala ili te{ke izrade namota, mogu}e na~initi namot potpuno jednak originalnom ve} su potrebne manje promjene; ukoliko se pravilno izvedu, one ne utje~u nepovoljno na rad motora. Da bi se prilagodili novim uvjetima, bitno razli~itim od onih za koje su izra|eni, premataju se ponekad i ispravni motori. Naj~e{}i slu~ajevi prematanja navedeni su u daljnjem tekstu. Prije svakog prematanja treba o~itati sve podatke s natpisne plo~ice. Nakon toga treba provjeriti je li namot originalan i snimiti sljede}e podatke o njemu: – – – – – – – –
spoj namota broj paralelnih grana a vrsta namota broj i raspored svitaka korak svitka y broj vodi~a u utoru Su broj paralelnih `ica u vodi~u a` dimenzije `ice.
214
2. Prematanje i obnova elektromotora
Sl. 2.10. Trofazni dvoslojni namot s jednakim svitcima
Primjer 2.4 Koncentri~ni jednoslojni namot prema slici 2.11 treba zamijeniti jednoslojnim namotom s jednakim svitcima. Korak koncentri~nog jednoslojnog namota je 1-12 i 2-11 (y = 11 i 9). Srednja {irina svitka je γsr = (11 + 9)/2 = 10. Jednoslojni namot s jednakim svicima treba, dakle, izraditi s korakom 1-11. Ovaj je namot prikazan na slici 2.12.
Jednoslojni namot ne mo`e se jednostavno zamijeniti dvoslojnim namotom. To je preporu~ljivo tek ako se odgovaraju}im skra}enjem koraka mo`e znatno smanjiti djelovanje vi{ih harmonika. [tetno djelovanje primjerice petog harmonika, mo`e se sprije~iti ako se puni korak namota skrati za 1/5.
2.2. Asinkroni motori
Sl. 2.11. Trofazni jednoslojni koncentri~ni namot
Pri zamjeni jednoslojnog namota dvoslojnim treba uvijek paziti na to da dvoslojni namot zbog manjeg faktora namota (vidi tablicu 4.2) zahtijeva ve}i broj vodi~a u utoru. Budu}i da se presjek vodi~a ne smije smanjiti (ako nije dopu{teno pove}anje temperature namota) i budu}i da je potrebno u utor ulo`iti me|uslojnu izolaciju, vrlo je rijetko mogu}e zamijeniti jednoslojni namot dvoslojnim. Dvoslojni namot mo`e se zamijeniti jednoslojnim kod malih asinkronih motora. Zbog boljeg faktora namota pri nepromijenjenom faktoru punjenja mo`e se malo pove}ati presjek vodi~a i na taj na~in smanjiti zagrijavanje namota. Koli~ina bakra u utoru mo`e se tako|er u manjoj mjeri pove}ati jer je otpala me|uslojna izolacija. Pri zamjeni dvoslojnog namota jednoslojnim (kao i pri obratnoj zamjeni) treba promijeniti broj vodi~a u utoru i presjek vodi~a, a po mogu}nosti tako|er pove}ati koli~inu bakra u utoru (faktor punjenja utora).
215
3.
Ispitivanje elektromotora
3.1. E-TEST Da bi se provela sva potrebna mjerenja i time osigurala odgovaraju}a kvaliteta premotanih/obnovljenih motora, Elektrotehni~ko dru{tvo Zagreb predlo`ilo je uvo|enje E-TEST-a i odgovaraju}ih naljepnica. Osnovni je zadatak E-TEST-a osigurati po mogu}nosti 100 % pouzdanost rada elektromotora. E-TEST ~ini zajedno s formularima Protokol o promjenama, popravku i ispitivanju elektri~nih strojeva i Protokol o popravku elektri~nih ure|aja jedinstvenu cjelinu. Kod E-TEST-a rije~ je o potvrdi kvalitete koju smiju izdavati samo elektroradionice koje imaju odgovaraju}u opremu i ~iji su djelatnici zavr{ili predvi|ene seminare i {kolovanja. E-TEST naljepnice
Ispitni razred ET1 – plava
3.1. E-TEST
Ispitni razred ET2 – `uta
Ispitni razred ET3 – siva
3.1.1. Ispitni razredi za niskonaponske asinkrone motore Tab. 3.1. Ispitni razredi za niskonaponske asinkrone motore
299
300
3. Ispitivanje elektromotora Tab. 3.1. Nastavak
3.2. Ispitivanje niskonaponskih asinkronih motora Tab. 3.1. Nastavak
3.2. Ispitivanje niskonaponskih asinkronih motora Visokonaponsko ispitivanje izolacije namota Premotani ili novi motor treba izdr`ati visokonaponsko ispitivanje izolacije namota s mre`nom frekvencijom u trajanju od 1 min bez o{te}enja ili proboja izolacije. Visokonaponsko ispitivanje se zbog svoje destruktivnosti (po~etna o{te}enja izolacije) ne smije ponavljati u punom iznosu. Ako je to potrebno iz bilo kojeg razloga, namot je potrebno prvo dobro osu{iti i tek ga tada ispitati s 80 % ispitnog napona navedenog u tablici 3.2. Namot motora koji je bio u pogonu treba o~istiti i osu{iti i tek ga tada ispitati s naponom 1,5 puta nazivni napon, s najni`im naponom od 1000 V ako je nazivni napon ve}i ili jednak 100 V, odnosno s najni`im naponom od 500 V ako je nazivni napon manji od 100 V. Tab. 3.2. Ispitni naponi za visokonaponsko ispitivanje izolacije namota
301
338
3. Ispitivanje elektromotora
Sl. 3.29. Principni spoj za mjerenje otpora trofaznih statorskih namota za vrijeme pogona
vrijeme mjerenja, smije iznositi samo oko 5 % fazne struje namota ~iji se otpor mjeri, da bi se sprije~ilo dodatno zagrijavanje. Na etalonskom otporu Rn i otporu kraka namota Rx mjerna struja uzrokuje padove napona Imj ⋅ Rn odnosno Imj ⋅ Rx . Ovi naponi tjeraju kroz odgovaraju}e grane mjernog mosta struje I1 i I2 . Njihova veli~ina ovisi uglavnom o mosnim otporima R1 i R3 kao i R2 i R4 . Za pojedine grane mosta vrijede pri tom odnosi:
Imj ⋅ Rn = I2 ( R2 + R4 ) Imj ⋅ Rx = I1( R1 + R3 ) U uravnote`enom je stanju struja koja prolazi kroz galvanometar jednaka nuli, pa je prema Kirchhoffovom zakonu I1 = I2 (~vori{te A).
4.
Tablice i radioni~ki obrasci za prematanje elektromotora
4.1. Tablice Navedene su tablice i dijagrami koji su potrebni pri prora~unu asinkronog motora kod popravka ili prematanja. Zonski faktor namota jednak je ukupnom faktoru namota kod dvoslojnih namota s punim (dijametralnim) korakom i svih jednoslojnih namota. Tab. 4.1. Vrijednosti zonskog faktora trofaznog namota ξz zavisno od broja utora po polu i fazi q
Tab. 4.2. Vrijednosti faktora trofaznog dvoslojnog namota ξ zavisno od broja utora po polu i fazi q i koraka namota yz
4.1. Tablice Tab. 4.2. Nastavak
Uokvirene vrijednosti faktora namota odgovaraju najpovoljnijem skra}enom koraku (u odnosu na vi{e harmoni~ke ~lanove). Masno otisnute vrijednosti odnose se na namote s dijametralnim korakom. Ispod njih otisnute vrijednosti odnose se na namote s produ`enim korakom. Sitno pisane vrijednosti faktora namota upotrebljavaju se vrlo rijetko.
⎛ 90° ⎞ sin⎜ ⎟ ⎝ m ⎠ ⋅ cos⎡ ξ = ξz ⋅ ξ t = ⎣ (1 − yn / τ ) ⋅ 90° ⎤ ⎦ ⎛ 90° ⎞ q ⋅ sin⎜ ⎟ ⎝ m⋅ q⎠ Ovdje su: ξ faktor namota (ukupni) ξz zonski faktor namota ξt tetivni faktor namota (postoji samo kod dvoslojnih namota) m broj faza
353
5.
Prilozi
5.1. Norme i tehni~ke specifikacije IEC 60034-1
Rating and performance
IEC 60034-2
Methods for determing losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles)
IEC 60034-5
Classification of degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code) – Classification
IEC 60034-6
Methods of cooling (IC Code)
IEC 60034-7
Classification of types of construction, mounting arrangements and terminal box position (IM Code)
IEC 60034-8
Terminal markings and direction of rotation
IEC 60034-9
Noise limit
IEC 60034-11
Built-in thermal protection Chapter 1: Rules for protection of rotating electrical machines
IEC 60034-12
Starting performance of single-speed three-phase cage induction motors
IEC 60034-14
Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher – Measurement, evaluation and limits of the vibration
IEC 60034-15
Impulse voltage withstand levels of rotating a.c. machines with form-wound stator coils
IEC 60034-18
Functional evaluation of insulation systems
388
5. Prilozi
IEC 60072-1
Dimensions and output ratings for rotating electrical machines – Part 1: Frame numbers 56 to 400 and flange numbers 55 to 1080
IEC 60072-2
Dimensions and output ratings for rotating electrical machines – Part 2: Frame numbers 355 to 1000 and flange numbers 1180 to 2360
IEC 60072-3
Dimensions and output ratings for rotating electrical machines – Part 3: Small built-in motors – Flange numbers BF10 to BT50
SIST HD 472 S1:1996 Nominal voltages for low voltage public electricity supply systems IEC 60038:1983 Standard Voltages DIN VDE 0530 Teil 1/07.91 Umlaufende elektrische Maschinen, Bemessungsdaten und Betriebsweise Erläuterungen zu den VDE – Bestimmungen für umlaufende elektrische Maschinen DIN 57 530/VDE 0530, VDE – Schriftreihe 10 DIN 42961/07.80 Leistungsschilder für elektrische Maschinen IEC TS 60034-23 (2003-02): Specification for the refurbishing of rotating electrical machines (Specifikacije za obnovu elektri~nih rotacijskih strojeva)
Literatura [L1] Srb, N.: Elektromotori, prora~un, prematanje, popravak i mjerenje, Tehni~ka knjiga, Zagreb, 1987, 446 str. [L2] Srb, N.: Tehnika namatanja elektromotora, Tehni~ka knjiga, Zagreb, 1990, 451 str. [L3] Srb, N.: Elektromotori, Tehni~ka knjiga, Zagreb, 1980, 495 str. [L5] Srb, N.: Magnetski monitoring elektri~nih rotacijskih strojeva, Graphis, Zagreb, 2004, 201 str. [L6] Srb, N.: Preostali vijek trajanja izolacije namota hidro-turbogeneratora, Elektro, 2/2002, str. 40…43 [L7] Srb, N.: Spojeni namoti asinkronih motora, Elektro, 3/2002, str. 48…51 [L8] Srb, N.: Polni namoti hidrogeneratora, Elektro, 4/2002, str. 38…39 [L9] Srb, N.: Ispitivanje namota udarnim naponom, Elektro, 5/2002, str. 54…57 [L10] Srb, N.: Magnetski monitoring turbogeneratora – Moderni nadzor rada, Elektro, 6/2002, str. 60…63 [L11] Srb, N.: Ispitivanje oblikovanih svitaka pomo}u udarnog napona, Elektro, 1/2003, str. 44…46 [L12] Srb, N.: Tehni~ki podaci elektromotora/generatora, Elektro, 2/2003, str. 64…68 [L13] Srb, N.: Vibracije elektromotora i generatora, Elektro, 3/2003, str. 54…56 [L14] Srb, N.: Prematanje trofaznih asinkronih motora, Elektro, 4/2003, str. 47…50 [L15] Srb, N.: Svjetski normirani mre`ni napon 400 V prema IEC, Daljni rad motora za 380 V ili prematanje motora, Elektro, 5/2003, str. 42…44 [L16] Srb, N.: Ispitivanje namota i izolacije (1. dio), Kolektorski elektromotori i generatori, Elektro, 6/2003, str. 32…34 [L17] Srb, N.: Metode za odre|ivanje mjesta kvara u namotima, Elektro, 1/2004, str. 61…65 [L18] Srb, N.: Asinkroni motori u radu s frekvencijskim pretvara~ima (1), Elektro, 2/2004, str. 42…44
390
Literatura [L19] Srb, N.: Asinkroni motori u radu s frekvencijskim pretvara~ima (2), Elektro, 3/2004, str. 42…44 [L20] Srb, N.: Ispitivanje i prematanje elektromotora, Graphis, Zagreb, 2005, str. 212 [L21] Srb, N.: Elektromotori i elektromotorni pogoni, Graphis, zagreb, 2007, str. 450
Popis oznaka
a a1 a` A
b b1 b2 bi bk bnz bo bz b′z B
broj paralelnih grana namota visina vrati}a utora u mm (cm) broj paralelnih `ica u vodi~u strujni oblog u A/cm o~itana vrijednost instrumenata
BS
{irina u mm (cm) {irina utora u mm {irina utora u mm {irina izolacije u mm {irina rashladnih kanala u cm {irina zuba u cm otvor utora u mm ra~unska {irina zuba u cm {irina zuba u cm magnetska indukcija u T; konstanta instrumenta magnetska indukcija u jarmu u T magnetska indukcija u zubima u T magnetska indukcija u zra~nom rasporu u T bimetalna sklopka
c cos ϕ C Ca Cr Cv Cz
specifi~na toplina u kJ/kgK faktor snage kondenzator, kapacitet u μF konstanta ampermetra radni (pogonski) kondenzator konstanta voltmetra zaletni kondenzator
Bj Bz Bzr
d du dv D Dv eksr E Ep
debljina stijenke u mm vanjski promjer rotora u mm unutarnji promjer rotora (promjer osovine) u mm vanjski promjer rotora u mm provrt statora (= vanjski promjer rotora) u cm vanjski promjer statora u mm (cm) srednji napon po lameli u V jakost elektri~nog polja u kV/mm dielektri~na ~vrsto}a u kV/mm
f fu
frekvencija mre`e u Hz faktor punjenja utora (omjer ukupnog presjeka svih vodi~a u utoru i presjeka utora)
g
broj polno-faznih grupa
h hj hu hz
visina visina visina visina
i
istak u mm cijeli broj struja u A struja mre`e u A struja praznog hoda u A
I I0
u mm (cm) jarma u mm (cm) utora u mm (cm) zuba u mm (cm)
392
Popis oznaka Ia Ie If Imj In Ipp Ir Is Iu Iut Iv IP 23 IP 44
k kg k` K
l lg li lp lz lzu l` L Lun m
struja ampermetra u A struja rotora (armaturnog namota ) u A struja (fazna) kondenzatora u A fazna struja u A mjerena struja A nazivna struja u A struja pomo}nih polova u A djelatna (radna) struja u A struja spojnih vodova u A uzbudna struja u A ukupna struja u jednom utoru u A struja voltmetra u A mehani~ka za{tita (za{ti}eni namoti s unutarnjim hla|enjem) mehani~ka za{tita (zatvoreni povr{inski hla|eni motor) broj kolektorski lamela faktor gubitaka trenja ventilacije i gubitaka u rotoru faktor punjenja `eljeza koeficijent za odre|ivanje duljine glave namota duljina u cm srednja duljina glave namota u cm duljina izolacije u mm duljina paketa limova u cm srednja duljina zavoja u cm srednja duljina zavoja uzbudnog namota u mm ~ista duljina `eljeza u cm pribrojnik za odre|ivanje duljine glave namota u cm duljina uzbudnog namota u m
mCu
broj faza; vojnost kod namota istosmjernih motora; masa u kg masa bakra u kg
n ns
brzina vrtnje 1/min sinhrona brzina vrtnje u 1/min
p 2p P P0 P1 P3 PCu PCus PCur P~ Pdod PFe Pg Pmeh Pp Pt Ptr, v Pu Puk Pδ
broj pari polova broj polova predana snaga motora u kW snaga praznog hoda u kW primljena snaga u kVA jednofazna snaga u kW trofazna snaga u kW strujni toplinski gubici u W gubici u namotu statora u W gubici u namotu rotora u W gubici u ~etkicama u W dodatni gubici u W gubici u `eljezu u W gubici u W mehani~ki gubici u W gubici u pomo}nim aparatima u W gubici optere}enja u W gubici trenja i ventilacije u W gubici uzbude u W prijelazni gubici uzbudnih kliznih koluta u W primljena snaga rotora u kW
r R Ra
polumjer zaobljenosti u mm otpornik, relej, otpor u Ω unutarnji otpor ampermetra u Ω Rft otpor faze toplog namota u Ω Rhl otpor hladnog namota u Ω Ri izolacijski otpor u Ω Rn etalonski ili normalni otpor u Ω Rnam otpor svih namota u Ω Rp otpor pomo}ne faze u Ω Rt otpor faze (kraka) namota u Ω otpor toplog namota u Ω Ruk Rg + Rp u Ω Rv otpor voltmetra u Ω Rx nepoznati otpor u Ω RY otpor u spoju zvijezda u Ω RD otpor u spoju trokut u Ω R1, R2, R3 mjerni otpori u Ω q qf qi
broj utora na pol i fazu presjek faznog vodi~a u mm2 presjek izvoda u mm2
Popis oznaka qr qs qvk qvp qvr qvu q′v q` Q QCu Q~ Qj Qp Qpr Qu Qur Qus Qz s si S Su Sug Sup Sur Sus t tan δ T Tm Tp
broj utora na pol i fazu rotorskog namota presjek spojnih vodova u mm2 presjek vodi~a kompaundnog namota u mm2 presjek vodi~a namota pomo}nih polova u mm2 presjek vodi~a rotorskog namota u mm2 presjek vodi~a uzbudnog namota u mm2 ra~unski presjek vodi~a u mm2 presjek `ice u mm2 elektri~ni naboj u As presjek bakra svih vodi~a jednog utora u mm2 ukupan presjek svih ~etkica u cm2 presjek jarma u cm2 povr{ina pola u cm2 presjek kratkospojenog prstena rotora u mm2 povr{ina utora u mm2 povr{ina utora rotora u mm2 povr{ina utora statora u mm2 presjek zubi jednog pola u cm2 debljina u mm; broj slojeva namota savijanje izolacije u mm broj svitaka; sklopka broj vodi~a u utoru broj vodi~a u utoru glavne faze broj vodi~a u utoru pomo}ne faze broj vodi~a u utoru rotora broj vodi~a u utoru statora vrijeme u s (h) faktor gubitaka zakretni moment u Nm; srednja {irina svitka u cm prekretni (maksimalni) zakretni moment u Nm potezni moment motora u Nm; potezni moment pri naponu U u Nm
u U
U0 U1 U2 Ub Uf Ufr Ufs Uisp Un Up Ur Uu Ux US w wef wk wp wrs wr wu y y1 y2 yk yn
broj strana svitaka po sloju i utoru faza (krak); napon u V; napon mre`e u V napon praznog hoda po~etak prvog kraka (faze) trofaznog namota ili glavne faze jednofaznog namota kraj prvog kraka (faze) trofaznog namota ili glavne faze jednofaznog namota napon baterije u V fazni napon u V fazni napon rotora u V fazni napon statora u V ispitni napon za ispitivanje izolacije namota u V nazivni napon elektromotora u V propisani ispitni napon za ispitivanje izolacije namota u V napon rotora u V napon uzbude u V nepoznati (izmjereni) pad napona u V preklopka broj zavoja u fazi efektivni broj zavoja u fazi broj zavoja kompaundnog namota broj zavoja namota pomo}nih polova broj zavoja u svitku namota rotora broj zavoja rotorskog namota broj zavoja uzbudnog namota korak svitka; ukupni korak {irina svitka; prvi korak namota spojni korak; drugi krak namota kolektorski korak korak namota
393
394
Popis oznaka srednji korak korak namota izra`en brojem utora
δ
zra~ni raspor u mm
η
korisnost
υ υhl
Zr Zs ZK
broj utora po~etak pomo}nog kraka (faze) dvofaznog namota kraj pomo}nog kraka (faze) dvofaznog namota broj utora rotora broj utora statora povoljan broj utora kaveza rotora
υokol υzri υzru υt
temperatura temperatura °C temperatura temperatura temperatura temperatura
αa αel αgeom αv
otklon ampermetra kut u elektri~nim strupnjevima kut u geometrijskim stupnjevima otklon voltmetra
ξ ξt ξz
faktor namota tetivni faktor namota zonski faktor namota
τ
Yel
kut izme|u dva susjedna utora u el. stupnjevima gusto}a struje u A/mm2 gusto}a struje na ~etkicama u A/cm2
polni korak izra`en brojem utora polni korak statora
ysr yz Z Z1 Z2
* *~
τs
)
u °C hladnog namota u okoline u °C izlaznog zraka u °C ulaznog zraka u °C toplog namota u °C
magnetski tok jednog para polova u Wb
Kazalo pojmova
Kazalo pojmova A aktivno `eljezo, 31, 253, 304, 367 alati za elektri~ni popravak, 189 amperzavoji, 254, 257, 308 asinkroni motori, 205
B bakrena izolirana `ica, 357, 361, 363 bakreni profilni vodi~i, 365 bimetalna sklopka, 211 broj – faza, 212, 218 – polova, 259, 261 – utora, 259, 261 – – po polu i fazi, 44, 53, 111 – vodi~a po utoru, 206 – zavoja u fazi, 284 brzina vrtnje, 354 buka motora, 303
C centrifugalna impregnacija, 179 certificiranje, 195
^ ~etkice za elektri~ne strojeve, 197
D Dahlanderov namot, 269 dimenzije – paketa, 367 – `ice, 357, 361, 363 dr`a~i ~etkica, 27
duljine glave namota, 355 dvofazni namoti, 65, 69
E ekonomi~nost popravaka, EL CID metoda, 312 elektri~ni – popravci, 38 – stupnjevi, 42, 226 elektromotorni pogon, 7 elementi namota, 38, 226 eta`e namota, 47 E-TEST, 298 – naljepnice, 298
F faktor – namota, 226, 353 – – tetivni, 45 – – zonski, 45, 220 – punjenja utora, 256, 356 – – `eljeza, 108 – snage cos ϕ, 372 faza, 41 fazna – grupa, 40 – struja, 112 fazni napon, 112 frekvencija, 245
G geometrijski stupnjevi, 43 glava namota, 355 glavna faza, 233 glavni podatci o elektromotoru, 384
395
396
Kazalo pojmova grupa svitaka, 40 gubitci – histereze, 304 – praznog hoda, 332 – u `eljezu, 304 – vrtlo`nih struja, 304 gusto}a struje, 197, 355
H Hilgenbergov spoj, 295
I impregnacija – polijevanjem, 180 – prokapavanjem, 181 – uranjanjem, 176 impregnacijski lakovi, 173 impregniranje namota, 172 – u jarmu, 354 – u zra~nom rasporu, 354 – u zubima, 354 ispitivanje – elektromotora, 296 – izolacije namota, 327 – izolacije me|u zavojima, 317 – motora u radu, 300 – namota, 316 – rastavljenog motora, 299 – sastavljenog motora, 300 – s udarnim naponom, 317 – `eljezne jezgre, 304 ispitni – razredi (kategorije), 299 – naponi, 293, 301, 328 – – izoliranih profilnih vodi~a, 366 istosmjerni motori, 196 istosmjerni motor sa stranom uzbudom, 201 izolacija, 142 – glave namota, 143 izolacijski – kitovi, 174 – materijali, – otpor, 186, 326
izoliranje, – glave namota, 155 – izra~unavanje broja zavoja u fazi, 113 izrada – izolacije, 142, 147 – svitaka, 142 izvodi namota, 140, 165,168
J jaram, 114, 253 jednofazna mre`a, 280,291 jednofazni asinkroni motori, 279 – s otpornom pomo}nom fazom, 282 – s pogonskim kondenzatorom, 281 – sa zaletnim kondenzatorom, 279 jednofazni namoti, 68 jednovojni – petljasti namoti, 61 – valoviti namoti, 60
K kabelska stopica, 164 kapacitet, 293 kavezni – motor, 9, 17 – rotor, 19 katalog preporu~enih radionica, 389 kategorije za prematanje i obnovu elektromotora, 193 klizni – koluti, 13 – le`aji, 21 kolutni rotor, 131 kompaundi, 173 komutacija, 341 kondenzatori – pogonski, 292 – zaletni, 280 korak – namota, 43, 213, 214 – svitka, 213, 214 korisnost η, 343, 349, 371 kotrljaju}i le`aji, 24 kratki spoj, 300
Kazalo pojmova krivulje komutacije, 341 kut izme|u dva susjedna utora, 43 kvarovi, 7
L le`aji, 20, 25 le`ajni {titovi, 23 linijska struja, 112
M magnetiziranje, 253, 308 magnetski tok, 253 masa namota, 118 materijal namota, 230, 232 materijali za ispunjavanje, 173 me|uslojna izolacija, 143 mehani~ki popravci, 16 metoda – konstantnog momenta, 258 – konstantne snage, 258 mjerenje – izolacijskog otpora, 326 – optere}enja, 346 – otpora namota, 319 – otpora kolektorskog rotora, 322 – praznog hoda, 329, 345 – temperature namota iz porasta otpora, 336 – temperature pomo}u termoelemenata, 339 – zagrijavanja, 333 – – rashladnog zraka, 335 momentna krivulja, 276 monta`a priklju~ne kutije, 140, 171
N namoti – asinkronih motora, 323 – elektromotora, 38 – istosmjernih motora, 60, 322 – jednofaznih asinkronih motora, 65 – kolutnih asinkronih motora, 96 – polnopreklopivih trofaznih asinkro-
nih motora, 82 – trofaznih asinkronih motora, 73 napon – fazni, 112 – linijski, 112 – mre`e, 112 – rotora, 138 naponski preklopivi namoti, 81 naponsko preklapanje, 239 naprave za elektri~ni popravak, 189 natpisna plo~ica, 195 navlaka, 163 nazivna – snaga, 373, 374 – struja, 259, 375 neutralna zona, 340 norme, 387
O obloga utora, 143 obnova elektromotora, 194, 215 – bez promjene izvedbe, 194 – s promjenom izvedbe, 195 obrada podataka o namotu, 122 odabiranje rotorskog pokreta~a, 139 odre|ivanje – karakteristika optere}enja, 340 – korisnosti η, 349 – krivulja komutacije, 341 – napona rotora, 137 – struje rotora, 138 – temperature namota iz porasta otpora, 336 odr`avanje elektromotora, 8 okrugla `ica, 357 op}i podatci o motoru, 118 osovina, 30 o{te}enja, 7 – ~etkica, 12 – elektromotora, – kliznih koluta, 12 – le`aja, 12 – namota, 10 – `eljeznog paketa, 12, 307 otkapavanje impregnacijskog laka, 178
397
398
Kazalo pojmova otkrivanje mjesta o{te}enja namota, 318 otpor – faze (kraka) namota, 142, 324 – izme|u stezaljki, 324 otvrdnjivanje impregnacijskog laka, 179
P PAM namot, 269 paralelne – grane, 42, 207, 240 – `ice, 207 petljasti namoti, 61 podatci – o namotu, 99, 111, 378 – o paketu, 102, 367 – o rotorskom namotu, 131 – o statorskom namotu, 104, 111 – s natpisne plo~ice, 99, 207, 220, 223 – za ispitivanje, 103 podlo`ni papir, 151 pogonski kondenzator, 281, 292 pokus – praznog hoda, 329, 345 – optere}enja, 346 – zagrijavanja, 333 – zagrijavanja rashladnog zraka, 333 polni korak, 44, 264 polno-fazna grupa, 40 polnopreklopivi trofazni – asinkroni motori, 268 – namoti, 268 pomo}na faza, 233 popravak – aktivnog `eljeza, 31, 315 – dr`a~a ~etkica, 27 – kliznih koluta, 26 – le`aja, 24 – le`ajnih štitova, 23 – osovine, 30 – statorske jezgre, 315 – stezaljki i izvoda, 140 – postavljanje rotora u stator, 36 porast otpora, 336
poredni istosmjerni motor, 199 postupak izrade izolacije, 143 postupci pri impregnaciji, 176 potezni moment, 349 površina – pola, 107 – utora statora, 109 površinska zaštita, 173, 180 površinski zaštitni lakovi, 173 pregled elektromotora, 13 prednosti spojenih namota, 55 prematanje – asinkronih motora, 205 – istosmjernih motora, 196 – jednofaznih asinkronih motora, 279 – jednofaznih asinkronih motora u trofazne, 279 – za broj polova razli~it od prvobitnog, 252 – za frekvenciju razli~itu od prvobitne, 245 – za napon razli~it od prvobitnog, 239 – za napon i frekvenciju razli~ite od prvobitnih, 249 – porednog istosmjernog motora, 199 – serijskog istosmjernog motora, 204 – serijskog istosmjernog motora u poredni, 204 – za vi{e brojeva polova, 268 presjek – `ica, 208 – vodi~a, 208 priklju~na – kutija (ormari}), 140 – plo~ica, 140 priklju~ni svornjak, 140 profilni vodi~i, 365 prokapavanje namota, 181 promjena – dimenzije `ice i broja paralelnih `ica, 207 – materijala statorskog namota jednofaznih motora, 232 – materijala statorskog namota tro-
Kazalo pojmova faznih motora, 230 – paralelnog spoja u serijski, 238 – razreda izolacije, 227 – vrste namota jednofaznih motora, 218 – vrste namota trofaznih motora, 212 promjer `ice, 207, 357 pronala`enje o{te}enja, 15 – podataka namota, 104 – podataka o rotorskom namotu kolutnih asinkronih motora, 131 protjecanje, 57 pulzacije poteznog momenta, 351 punjenje utora, 116, 356
R radijalna shema namota, 57, 164 radionica, 4 – za impregnaciju, 184 radioni~ki obrasci, 377 rashladni zrak, 334 rastavljanje – asinkronog motora, 17 – i skidanje le`aja, 20 razrje|iva~, 178 razred izolacije, 227 redoslijed namatanja, 356 Rogowskijev svitak, 313 rotor, 131 rotorski – paket, 367 – pokreta~, 139 – namot, 131
S sastavljanje – elektromotora, 35 – rotora, 35 serijski istosmjerni motor, 204 servis elektromotora, 1 sheme namota – istosmjernih motora, 60 – jednofaznih asinkronih motora, 221, 222, 223, 224, 237, 267, 283, 287
– trofaznih asinkronih motora, 213, 214, 215, 216, 243, 244, 251, 252, 264, 272, 274, 275, 277 skidanje – le`ajnih {titova, 18 – remenice ili poluspojke, 18 snimanje dimenzija paketa i utora, 104 snaga motora, 255, 371, 373, 374 snimanje dimenzija paketa i utora, 104 spajanje – izvoda, 165 – namota, 53, 159 specifi~ni elektri~ni otpor – metala, 230 specijalni zahtjevi, 195 spojeni namoti asinkronih motora, 49 spojni vodovi, 198 starenje materijala, 8 statorski – paket, 367 – utor, 382 Steinmetzov spoj, 291 stezaljke, 140 stroj za namatanje svitaka, 148 struja – mre`e, 112 – nazivna, 375 – praznog hoda, 376 – rotora, 138 – utora, 256 strujni oblog, 355 sušenje namota, 176, 185 sušionik, 185 svitak, 39
[ {ablona za namatanje, 51
T tablice za odre|ivanje podataka namota, 352 tehni~ke specifikacije, 388 temperatura – le`aja, 303 – namota, 336
399
400
Kazalo pojmova termi~ka za{tita, 209 termoelementi, 209 termoplasti~na `ica, 183 te`ina namota, 118 Thomsonov most, 319 tipska ispitivanja, 340 – istosmjernih motora, 340 – jednofaznih asinkronih motora, 350 – trofaznih asinkronih motora, 345 tla~no-proto~na impregnacija, 180 tolerancije, 196 traka za popravak elektromotora, 4 trofazni asinkroni motori na jednofaznoj mre`i, 290 trofazni namoti, 214, 215, 216
U udarni napon, 313, 317 ugradnja temperaturne za{tite, 209 U-I metoda mjerenja otpora, 320 uklanjanje starog namota, 195 ulaganje – namota, 151 – svitaka, 52, 151 umjetnosmolni impregnanti, 173 unutarnje promjene, 194 upotreba trofaznih motora na jednofaznoj mre`i, 290 uranjanje namota, 176 uravnote`enje rotora, 32 ure|aji za – elektri~ni popravak, 189 – impregnaciju uranjanjem, 177 – kratko spajanje kliznih koluta, 29 utor, 110 utorska izolacija, 143 utorski klin, 143 uvjeti za – kvalitetan servis elektromotora, 1
– obnovu i prematanje elektromotora, 194 uzbudna struja, 309 uzbudni namot, 309
V va|enje – o{te}enog namota, 22 – rotora, 19 valoviti namot, 60 vanjske promjene, 193 vibracije, 302, 377 visokonaponsko ispitivanje izolacije namota, 301 vrste namota, 47 – – asinkronih motora, 312 – – istosmjernih motora, 199 vrtlo`ne struje, 307
W Wheatstoneov most, 319
Z zakretni moment, 255 zaletni kondenzator, 279 za{titni papir, 151 zavarivanje spojeva, 166 zavoj, 39 zonski faktori namota, 226, 352 zra~ni raspor, 37 zub, 106
@ `eljezni paket (jezgra), 102, 106, 304
