Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Задание на курсовую работу.
Тема: Диагностирование асинхронного двигателя единой серии.
Исходные данные: Место установки электрооборудования –мастерская.
Наработка: t=1500 ч.
Относительные ущербы в результате отказа: yx=0
Отношения затрат: ЗП/ЗР=1/2
Показатели эффективности профилактик: а=1.
Содержание
Введение…………………………………………………………………….....5
1. Определение текущих эксплуатационных параметров………………….…6
2. Определение ресурса элемента электрооборудования………………….….9
3. Расчет оптимальной периодичности профилактических мероприятий......11
4. Расчет годовых затрат на эксплуатацию……………………………………12
5.Определение ущерба от перерывов электроснабжении и отказов электрооборудования...……………………………………………………........13
6. Разработка диагностического устройства…………………………………14
7. Расчет ориентировочной стоимости диагностического устройства………16
8. Выбор инструментов и приспособлений для диагностирования……… …17
9.Выводы………………………………………………………………….….…..18
10. Литература………………………………………………………….….…….19
Введение.
Изучение диагностики электрооборудования является важным элементом профессиональной подготовки инженера-электрика. Знания систем, способов и методов диагностирования позволяет с высокой точностью определять механическое состояние оборудования. Благодаря этому снижаются затраты на эксплуатацию электрооборудования, повышается его надежность, сокращаются простой оборудования вследствие отказов и полнее используется ресурс деталей электрических машин и аппаратов.
Выполнение курсовой работы по данной дисциплине позволяет на практике ознакомиться с методами и системами диагностирования конкретных видов электрооборудования, принципами их выбора и применения. Кроме того, в процессе выполнения работы осваивается методика проектирования диагностических устройств и основные принципы его организации диагностирования электрооборудования.
Сельскохозяйственное производство республики базируется на широком использовании современной высокопроизводительной техники, которая по мере своего развития становиться все более сложной. Для того чтобы в этих условиях обеспечить непрерывную работоспособность МТП в хозяйстве должно быть предусмотрено квалифицированное управление техникой при выполнении различных технологических процессов, ее качественное техническое обслуживание, ремонт, хранение и снабжение нефтепродуктами. Такие задачи в хозяйстве решает ремонтно-техническая база.
Современное сельское хозяйство – высоко энергетически оснащенная отрасль. Поставки тракторов, автомобилей, комбайнов, схм и оборудования, увеличивается из года в год. Наряду с количественными, происходят и существенные качественные изменения сельскохозяйственной техники; внедряются более мощные, энергонасыщенные трактора, работающие на повышенных скоростях в агрегате с широкозахватными машинами, новые комбайны для уборки зерновых технических культур, электрифицированные и автоматизированные средства механизации широко внедряются в животноводстве, кормопроизводстве и других отраслях.
Поскольку техника становиться более сложной то для ее высокоэффективного использования необходимо рационально сбалансированная база технического обслуживания и ремонта.
Так как в моём курсовом проекте по данным помещение - мастерская, то принимаем сухие помещения.
1. Определение текущих эксплуатационных параметров.
По таблице 2[1] примем коэффициенты, характеризующие условия среды:
m = 1 c = 0 n = 1,5 η = 0,7
По таблице 3[1] примем и рассчитаем закономерность изменения параметров диагностирования
а) Сопротивление изоляции
(1)
по таблице 3[1] примем θ = 390 К – установившаяся температура изоляции;
В = 10200 – коэффициент, зависящий от нагревостойкости изоляции;
по таблице 5[1] примем Ro = Rин = 10МОм – начальное сопротивление изоляции;
Rип = 0,5 МОм – предельное значение сопротивления изоляции;
Rи – сопротивление изоляции в момент времени t;
x = 0 – коэффициент, учитывающий влияние электрических сил;
k = 1.05 – коэффициент длительной перегрузки;
m, n – коэффициенты, учитывающие условия среды;
η – относительная влажность воздуха;
c – коэффициент, учитывающий химически активную среду;
Таблица 1.-Данные расчётов
|
t,ч |
0 |
300 |
600 |
900 |
1200 |
1500 |
|
,МОм |
10 |
7,25 |
5,22 |
3,77 |
2,72 |
1,97 |
Рис.1 Характер изменения диагностического параметра во времени для сопротивления изоляции.
б) Сопротивление контактов
по таблице 3[1]
(2)
a2 = 1, c = 0.02, γ = 0.5
по таблице 5[1]
Rk – сопротивление контактов в момент времени t;
Ro = Rкн = 100 мкОм– начальное сопротивление контактов;
Rкп = 1,8 Rкн =180 мкОм – предельное сопротивление контактов;
=177,5 мкОм
при t = 0 = 102 мкОм
Таблица 2. -Данные расчётов
|
t,ч |
0 |
300 |
600 |
900 |
1200 |
1500 |
|
Rк,мк Ом |
102 |
134,6 |
150 |
160 |
170 |
177,5 |
Рис.2 Характер изменения диагностического параметра во времени для сопротивления контактов.
в) радиальный зазор подшипников, а
по таблице 3[1]
(3)
α0 =0,01мм.
k=2*106.
мм.
Таблица 3.Результаты расчетов радиального зазора подшипников.
|
t, ч |
0 |
300 |
600 |
900 |
1200 |
1500 |
|
Rп, Ом |
0,01 |
0,0106 |
0,0112 |
0,0118 |
0,0124 |
0,013 |
Рис.3 Характер изменения диагностического параметра во времени для провала контактов.
Таблица 4. Результаты расчета диагностических параметров
|
Наименование |
Сопротивление изоляции |
Сопротивление контактов |
Радиальный зазор подшипников |
|
Единицы измерения |
Мом |
мкОм |
мм. |
|
Численное значение |
1,97 |
177,5 |
0,013 |
|
Наработка |
1500 |
1500 |
1500 |
2. Определение ресурса элемента электрооборудования.
а) определим ресурс изоляции, используя метод многоступенчатого линейного прогнозирования так как зависимость сопротивления изоляции от времени нелинейная.
Рассчитаем гарантированный ресурс безотказной работы:
(4)
= 300ч. – период между данным и предыдущим диагностированием;
– корректирующий коэффициент;
– определим для изоляции по формуле (1) при = 1200ч.
= =МОм
= Rип=0,5 МОм
= Rин=10 МОм
= Rи =1,97 Мом
б) определим ресурс контактов используя метод линейного прогнозирования так как зависимость сопротивления контактов от времени линейная:
Рассчитываем остаточный ресурс безотказной работы:
(5)
(6)
– коэффициент остаточного ресурса;
= Rкп=180 мкОм
= Rкн=100 мкОм
= Rк =177,5 мкОм
=0,0313
=48,5ч.
в) определим ресурс подшипников используя метод линейного прогнозирования так как зависимость радиального зазора подшипников от времени линейная
Рассчитаем остаточный ресурс безотказной работы:
= aп =0.04 мм
= aн =0,01 мм
= a = 0,013 мм
По формуле (5): =0,9
По формуле (6): =13500 ч.
3. Расчет оптимальной периодичности профилактических мероприятий
Оптимальная периодичность профилактических мероприятий определяется по минимуму удельных затрат:
(7)
ЗП/ЗР , а , yx – смотреть задание на курсовую работу
λ – интенсивность отказа оборудования определяется измерением интенсивности отказов отдельных элементов: (8)
λ I – интенсивность отказов i–го элемента;
tci – срок службы этого элемента;
либо (9)
а) определим интенсивность отказов изоляции:
= 5300 ч.
=0,0001887 ч-1
б) определим интенсивность отказов контактов:
=1548,5 ч.
=0,0006457 ч-1
в) определим интенсивность отказов нагревательного элемента:
=15000 ч.
=0,00007 ч-1
Определим интенсивность отказа оборудования:
=0,0001887+0,0006457+0,00007=0,0009 ч-1
Определим оптимальную периодичность профилактических работ:
=23,5.
4. Расчет годовых затрат на эксплуатацию.
Наш электрический двигатель относится к 2-ой группе электрооборудования. По таблице 6[2] определим периодичность технического обслуживания Пто и диагностирования Пд , а также среднюю трудоемкость технического обслуживания Тто , диагностирования Тд и текущего ремонта Ттр.
Пто = 3мес. Пд = 6мес. Тто=1 чел.ч Тд = 1,45чел.ч Ттр = 1,3чел.ч
Определим количество диагностирований в год:
= 12/6 = 2 (10)
Определим количество технических обслуживаний в год:
(11)
Определим годовые трудозатраты на эксплуатацию:
Т= Тто +Тд +Ттр= 1 + 1,45 + 1,3 = 3,75 чел.ч (12)
Определим годовые затраты на оплату труда электромонтеров:
ЗП = СТ · Т (13)
где СТ – часовая тарифная ставка оплаты труда
СТ = 28120 р/час
ЗП = СТ · Т = 28120 · 3,75 = 105450 руб.
5 Определение ущерба от перерывов в электроснабжении и отказов электрооборудования
Затраты на ремонт преждевременно отказавшего электрооборудования при ориентировочных расчётах:
(15)
где - первоначальная балансовая стоимость отказавшего электрооборудования (электродвигателя), равная сумме его цены по прейскуранту и затрат на монтаж, руб.
=595008 руб. [4]
Уэ=0,6*991680=595008
6. Разработка диагностического устройства.
В различных отраслях сельскохозяйственного производства режимы работы электродвигателей не одинаковы. Где-то они тяжелее, где-то легче. Сезонность и односменность работы характерные для сельскохозяйственного производства, определяют относительно низкую степень использования установленного электрооборудования в течении суток и на протяжении года. Следует учесть что на всех кратковременных процессах, как правило, установленные электрические двигатели общепромышленного исполнения, рассчитаны на длительную работу при номинальной нагрузке. Малая продолжительность использования электродвигателей позволяет допускать их перегрузки без ущерба для срока службы. Однако длительность использования электродвигателей тесно связана с явлениями тепло- и влагообмена между изоляцией электродвигателя и окружающей средой.
Режимы работы эл. двигателей влияют на изоляцию обмоток и как следствие, на надёжность электродвигателей. При малом времени использования эл. двигателей особую значимость приобретают режимы пуска. Пуск эл. двигателей в с.х. производстве из-за большой протяженности воздушных распределительных сетей и относительно малой мощности трансформаторов может оказаться затяжным .
Исследования показали, что наиболее слабый элемент асинхронного двигателя – обмотка , на долю которой приходится свыше 80% отказов от их общего числа.
Таким образом, режим работы эл. двигателя влияет на состояние изоляции его обмотки. Поэтому измерение сопротивления изоляции обмоток эл. двигателя является очень важным параметром при диагностировании двигателей.
При помощи данной диагностической схемы можно измерить температуру подшипников, статора, произвести маркировку вводов с помощью источника переменного тока, измерить сопротивление изоляции обмоток, произвести измерение тока и мощности на каждой обмотке, обрыв в цепи статора и короткозамкнутого ротора, переходное сопротивление контактов.
Схема работает в следующей последовательности при включении автоматического выключателя QF1подается напряжение на силовую часть схемы. При включении SF1подается напряжение на цепь управления о чем сигнализирует лампа HL4. Нажав SB2 за питается катушка магнитного пускателя КМ1 и запустится электродвигатель. И контакт магнитного пускателя КМ1:1 замкнется и осуществит блокировку SB2 чтобы в дальнейшем при работе электродвигателя ее не удерживать.
В данное устройство входят такие приборы как: автоматические выключатели необходимые для защиты устройства от коротких замыканий и перегрузок, вольтметры РV1- РV3 и амперметры РА1-РА3, для контроля величины подаваемого напряжения и тока и целостности фаз сети, сигнальные лампы, которые показывают наличие напряжения в сети, автотрансформатор для изменения напряжения, пирометр для измерения температуры и мегомметр, для измерения сопротивления изоляции.
Определение сопротивления изоляции фазных обмоток проводим следующим образом: к выводам мегомметра подсоединяем начало и конец одной фазы, точно также замеряем сопротивление двух других фаз. Для определения сопротивления изоляции необходимо присоединить один вывод мегомметра к концу обмотки двигателя, а второй к корпусу.
Измерение температуры производим при помощи пирометра для бесконтактного измерения температуры.
Маркировка выводов производится после определения концов обмоток фаз. Произвольно один из найденных концов принимаем за начало фазы С1.
Конец ее С4 соединяют с выводом другой фазы. Эти две последовательно соединенные обмотки подключаем на пониженное напряжение сети.
Концы 3-й обмотки присоединяются к вольтметру. Если после подключения
напряжения к двум последовательно соединенным обмоткам, ЭДС 3-й обмотки равно нулю, то первые 2-е соединены одноименными концами С4, С5, если ЭДС не равно нулю – обмотки соединены разноименными концами С4 и С2. Далее работа производится в следующей последовательности: обмотка фазы, ранее подключенная к вольтметру, меняется местами с обмоткой одной из фаз, подключенных к сети, и аналогично определяются ее начало и конец.
Измерение мощности и тока электродвигателя производится при помощи 3-х ваттметров и 3-х амперметров.
Определения обрыва в цепи обмотки статора осуществляется при помощи вольтметра.
Определения обрыва в короткозамкнутом роторе находят методом симметрии токов в режиме короткого замыкания двигателя. Ротор затормаживаю, и к статору при помощи автотрансформатора подводят напряжение величина, которая 5-6 раз ниже его номинального значения и смотрят показание амперметров РА1-РА3. Если обмотки статора и ротора исправны, то показание всех трех амперметров являются одинаковыми и не зависят от положения ротора. При обрыве стержней показание приборов различны и изменяются, когда ротор поворачивают.
Ели показания приборов, не зависящие от положения ротора, являются различными, то это указывает на неисправность статора (межвитковое замыкание, неправильное соединение катушек в обмотке статора). Межвитковое замыкание в обмотке статора обычно определяют методом симметрии токов в режиме холостого хода.
Переходное сопротивление контактов измарают при постоянном или переменном токе. Для этого используются микроомметры М-246,Ф-415, двойные мосты Р-3,Р-39 или применяются схемы с милливольтметром. В данном диагностическом стенде используем метод амперметра-вольтметра, который найболия простой и экономичный.
Для измерения переходного сопротивления контакта, используется метод амперметра-вольтметра. Для этого используют электроизмерительные приборы класса не ниже 0.5. Напряжение электрической цепи устанавливают 36 В постоянного или переменного (амплитудного значения) тока. При помощи SF2 подается напряжение на обмотки однофазного автотрансформатора и показанием приборов и применив закон Ома определяем величину переходного сопротивления контактов. [5]
7. Расчет ориентировочной стоимости диагностического устройства
Таблица 5. Расчет ориентировочной стоимости диагностического устройства
|
№ |
Название элементов |
Количество шт. |
Стоимость единицы. руб. РБ |
Общая стоимость руб. РБ |
|
1 |
Корпус ЩП-103 |
1 |
2450000 |
2450000 |
|
2 |
Мегаомметр DM1008S |
1 |
529100 |
529100 |
|
3 |
Дифференцированный выключатель 3 фазный DX07966 AC25А-30мA 400B 3P+n |
1 |
115000 |
115000 |
|
4 |
Вольтметр Э8030-М1 |
4 |
200000 |
800000 |
|
5 |
Амперметр Э8032-М1 |
4 |
250000 |
1000000 |
|
6 |
Cветодиод светосигнальная AD-22DS |
1 |
100000 |
100000 |
|
7 |
Пирометр Testo 830-T1 |
1 |
969500 |
969500 |
|
8 |
Ваттметр Д365 |
3 |
588000 |
1764000 |
|
9 |
Автоматический выкл. однофазный АВВ S291 |
2 |
45000 |
90000 |
|
10 |
Разъемы РШ-ВШ-30 25 А |
1 |
30000 |
30000 |
|
11 |
Автотрансформатор трехфазный RDRSP 137 |
1 |
1800000 |
1800000 |
|
12 |
Миливольтметор В3-56 |
1 |
1695240 |
1695240 |
|
13 |
Автотрансформатор однофазный ТDGC-4K |
1 |
421810 |
421810 |
|
Общая ориентировочная стоимость |
11764650 |
8.Выбор инструментов и приспособлений для диагностирования.
Способ диагностирования – это совокупность и последовательность действий или экспериментов, направленных на определение технического состояния электрооборудования.
В нашей схеме необходимо произвести диагностирование изоляции и контактов. Для измерения сопротивления изоляции используется мегомметр или вольтметр-амперметр. Диагностирование контактов производится по определяющим и вспомогательным параметрам. К этим параметрам относят: переходное сопротивление, температура нагрева, зазор. Все эти параметры определяются при помощи ниже перечисленных приборов: Р333, Ц4353, Е7-8, КИ6417. Также при диагностировании используют подручный инструмент такой как: отвертки, кусачки, монтерский нож, плоскогубцы и т.д.
9. Выводы.
После диагностирования данного оборудования мы получили следующие основные параметры:
для изоляции гарантированный ресурс безотказной работы
составляет – 3800 ч.
для контактов гарантированный ресурс безотказной работы
составляет – 48,5 ч.
для подшипников гарантированный ресурс безотказной работы
составляет – 13500 ч.
Периодичность диагностирования составляет 6 месяцев, техническое обслуживание 3 месяца.
Для повышения качества диагностирования нужно повысить организацию в материально-техническом снабжении соответствующим оборудованием, а также повысить уровень подготовки специалистов.
10. Литература.
1. Русан В.И. Методические указания по выполнению курсовой работы «Диагностика электрооборудования» - Минск: БГАТУ, 2007, - 40с.
2. Пястолов, А.А. Эксплуатация электрооборудования / А.А. Пястолов,
Г.П. Ерошенко. – М.: Агропромиздат, 1990. – 287 с.
3. Рекомендации по организации ремонта и технического обслуживания электрооборудования на основе диагностирования. – М.: ГОСНИТИ, 1985. – 88 с.
4.Таран, В.П. Диагностирование электрооборудования / В.П. Таран. – К.: Техника, 1983. – 200 с.
5.Овчаров, В.В. Эксплуатационные режимы работы и непрерывная диагностика электрических машин в сельскохозяйственном производстве /
В.В. Овчаров. – К.: УСХА, 1990. – 168 с.
АННОТАЦИЯ
Курсовая работа выполнена в объеме: расчетно-пояснительной записки на страницах машинописного текста 21 , таблиц 5, рисунков 3, графическая часть на 1 листе формата А2.
В работе выполнен расчет: текущих эксплуатационных параметров, ресурса элементов электрооборудования, оптимальной периодичности профилактических мероприятий, годовых затрат на эксплуатацию.
Также было разработано диагностическое устройство и рассчитано его ориентировочная стоимость.
Ключевые слова: сопротивление изоляции, сопротивление контактов, диагностирование, наработка, диагностическое устройство.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра практической
подготовки студентов
Курсовая работа
на тему «Диагностирование асинхронных двигателей единых серий»
Выполнил: студент 4-го курса
29 эпт группы
Белявский А.С.
Руководитель: к.т.н., профессор
Русан В.И.
Минск 2012