Однофазный переменный ток. Для измерения активной энергии в цепях однофазного переменного тока применяют счетчики индукционной системы. Устройство индукционного счетчика почти такое же, как и индукционного ваттметра. Разница состоит в том, что счетчик не имеет пружин, создающих противодействующий момент, отчего диск счетчика может свободно вращаться. Стрелка и шкала ваттметра заме-'нены в счетчике счетным механизмом. Постоянный магнит, служащий в ваттметре для успокоения, в счетчике создает тормозящий момент.
Трехфазный переменный ток. Активную энергию трехфазного переменного тока можно измерить с помощью двух однофазных счетчиков, включенной в цепь по схеме, аналогичной схеме двух ваттметров. Удобнее измерить энергию трехфазным счетчиком активной энергии, объединяющим в одном приборе работу двух однофазных счетчиков. Схема включения двухэлементного трехфазного счетчика активной энергии та же, что и схема соответствующего ваттметра.
В четырехпроводной сети трехфазного тока для измерения активной энергии применяют схему, аналогичную схеме трех ваттметров, или употребляют трехэлементный трехфазный счетчик. В сетях высокого напряжения включение счетчиков производится при помощи измерительных трансформаторов напряжения и тока.
Реактивную энергию однофазного тока можно определить по показанию амперметра, вольтметра, фазометра и секундомера.
Для учета реактивной энергии в сетях трехфазного тока можно применять нормальные счетчики активной энергии и специальные счетчики реактивной энергии.
Рассмотрим устройство специального трехфазного счетчика реактивной энергии. Устройство счетчика этого типа такое же, как и устройство двухэлементного трехфазного ваттметра. Параллельные обмотки двух элементов включаются в сеть. На U-образные сердечники накладываются не две, а четыре последовательные обмотки. Причем на один из отростков U-образного сердечника первого элемента наматывается одна последовательная обмотка. Вторая токовая обмотка помещается на втором отростке сердечника первой системы и третья токовая обмотка помещается на первом отростке второй системы. Четвертая токовая обмотка помещается на втором отростке U-образного сердечника второго элемента.
Двигатель и передаточный механизм приводят в движение исполнительный механизм. Поэтому эти две части машины называются приводом.
Если для приведения в движение рабочей машины используется электрический двигатель, то такой привод называется электрическим приводом или сокращенно электроприводом.
Первым практическим применением электропривода следует считать использование его на катере академиком Б.С. Якоби в 1838 г. На катере был установлен электрический двигатель, получивший питание от гальванической батареи.
Электроприводы, применяемые в производстве, можно разбить на три основных типа: групповой, одиночный и многодвигательный.
Групповой электропривод состоит из одного электрического двигателя, который через трансмиссию и контрпривод приводит в движение несколько исполнительных механизмов. Контрпривод представляет собой короткий вал, лежащий в подшипниках. На валу расположены ступенчатый шкив, рабочий (связанный с валом) и холостой (свободно сидящий на валу) шкивы. Контрпривод дает возможность изменять скорость вращения станка (при помощи ступенчатого шкива), останавливать и пускать станок (при помощи рабочего или холостого шкива). Остановка приводного двигателя приводит к прекращению работы всех исполнительных механизмов, получающих от него механическую энергию. При работе только части исполнительных механизмов групповой привод имеет низкий КПД.
Одиночный электропривод состоит из электродвигателя, который приводит в движение отдельный исполнительный механизм. Одиночным приводом оборудованы одношпиндельные сверлильные станки, токарные станки малой мощности и др. Первоначально передача движения от двигателя к станку производилась через контрпривод. Впоследствии сам электродвигатель был подвергнут конструктивным изменениям и стал составлять одно целое с исполнительным механизмом. Такой одиночный привод называется индивидуальным.
Многодвигательный привод состоит из нескольких электродвигателей, каждый из которых служит для приведения в движение отдельных элементов исполнительного механизма. Многодвигательные приводы применяются для сложных металлообрабатывающих станков большой мощности, прокатных станов, бумагоделательных машин, подъемных кранов и других машин и механизмов.
По роду тока электропривод делится на электропривод постоянного тока и электропривод переменного тока. В зависимости от способа соединения обмоток якоря и возбуждения различают двигатели постоянного тока с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением.
При определении мощности машины различают три режима работы.
1. Продолжительный режим работы характеризуется работой, при которой рабочий период настолько велик, что нагрев машины достигает своего установившегося состояния.
2. Кратковременный режим работы характеризуется тем, что во время рабочего периода температура двигателя не успевает достигнуть установившегося состояния.
3. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется чередованием рабочих периодов и пауз. Продолжительность одного рабочего периода и одной паузы не должны превышать 10 мин. Режим повторно-кратковременной работы определяется относительной продолжительностью рабочего периода.
83. ИЗОЛЯЦИЯ, ФОРМЫ ИСПОЛНЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Мощность двигателя определяется его нагревом. Допустимый нагрев машины ограничивается теплостойкостью из изоляционных материалов, а также системой охлаждения двигателя.
Изолирующие материалы, применяемые в электрических машинах, делятся на пять классов. Класс изоляции А. В него входят хлопчатобумажные ткани, шелк, пряжа, бумага и другие органические материалы, пропитанные различными маслами, а также эмали и лаки. Класс изоляции В. Сюда входят изделия из слюды, асбеста и других неорганических материалов, содержащих органические связывающие вещества. Класс изоляции ВС. Состоит из слюды, стеклянной пряжи и асбеста на теплостойких лаках. Класс изоляции СВ. Состоит из неорганических материалов на теплостойких лаках без применения изолирующих материалов класса А. Класс изоляции С. Включает слюду, фарфор, стекло, кварц и другие неорганические материалы без связывающих веществ. Наибольшая допустимая температура нагрева для изоляции класса А-105о, для класса В-120о, для класса ВС -135о, для класса Св несколько выше, в зависимости от теплостойкости применяемых лаков, для класса С температура не устанавливается.
По способу защиты от воздействия внешней среды различают следующие формы исполнения электрических машин.
1. Открытая электрическая машина. Вращающиеся и токоведущие части машины в этом исполнении не защищены от случайного прикосновения и попадания на них посторонних предметов.
2. Защищенная электрическая машина. Вращающиеся и токоведущие части такой машины защищены от прикосновения и попадания на них посторонних предметов.
3. Каплезащитная электрическая машина. Внутренние части такой машины предохранены от попадания капель воды, падающих отвесно.
4. Брызгозащитная электрическая машина. Внутренние части машины защищены от попадания водяных брызг, падающих под углом 45ок вертикали с любой стороны.
5. Закрытая электрическая машина. Внутренние части машины этого исполнения отделены от внешней среды, но не настолько плотно, чтобы ее можно было считать герметической. Эта машина применяется в пыльных помещениях и может устанавливаться на открытом воздухе.
6. Водозащищенная электрическая машина. Внутреннее пространство машины защищено от проникновения в него воды при обливании машины из брандспойта. Применяется в судовых установках.
7. Взрывобезопасная электрическая машина. Закрытая машина, выполненная таким образом, что может противостоять взрыву внутри нее тех газов, которые содержатся в наружной среде.
8...Герметическая машина. Совершенно закрытая машина, у которой все отверстия закрыты настолько плотно, что при определенном наружном давлении исключается всякое сообщение между внутренним пространством машины и газовой средой и жидкостью, окружающей машину извне.
По способу охлаждения машины делятся на следующие типы.
1. Машины с естественным охлаждением, не имеющие специальных вентиляторов. Циркуляция охлаждающего воздуха осуществляется за счет вентилирующего действия вращающих частей машин и явления конвекции.
