Проверка правильности включения обмоток

А.Машины постоянного тока

1.Проверка полярности полюсов

2.Проверка правильности соединений выводов

Б.Машины переменного тока

А. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1. Проверка полярности полюсов. При проверке правильности соединения обмоток полюсов сначала определяют, обеспечивают ли соединения между катушками отдельных полюсов чередование полярности как главных, так и добавочных полюсов, а затем определяют правильность включения каждой обмотки в целом. Необходимо, чтобы чередование добавочных полюсов по отношению к чередованию главных полюсов соответствовало определенному направлению вращения машины в зависимости от того, работает ли машина в качестве двигателя или генератора. При работе машины в качестве генератора главные и добавочные полюсы должны чередоваться так, чтобы по направлению вращения машины за любым главным полюсом находился разноименный добавочный( → N — s — S — n), а при работе
машины в качестве двигателя — за главным находился одноименный добавочный
( → N — n — S — s).
Ниже приводятся различные способы определения чередования полярности полюсов.

Определение чередования полюсов внешним осмотром. При осмотре прослеживают за направлением протекания тока по обмотке и, пользуясь правилом буравчика, определяют полярность полюсов» задаваясь условным направлением тока. Этот способ удобен при доступности обмоток и наглядности выполнения катушек или когда известно, что все катушки имеют одинаковое направление намотки и одинаковое расположение одноименных выводов, т. е. начал и концов. Особенно удобен этот способ для катушек последовательных обмоток, когда благодаря большому сечению витков направление намотки наиболее наглядно.
Схемы намотки катушек главных и добавочных полюсов обычно одинаковы. На рис. П2-1,а показано последовательное соединение всех катушек главных полюсов, а на рис. П2-1,б дано соединение полюсов в две ветви; начала и концы обмоток отдельных полюсов обозначены соответственно буквами Н и К (с цифрой, обозначающей порядковый номер полюса); в одной ветви находятся все четные полюсы, в другой — несчетные, т. е. в каждой ветви находятся полюсы одинаковой полярности; каждая ветвь состоит из полюсов, соединенных последовательно через один. Подобного рода соединение катушек полюсов имеет место в крупных машинах, когда применяют параллельное соединение последовательных обмоток главных и добавочных полюсов или последовательное соединение обмоток добавочных полюсов, обе ветви которых находятся по разные стороны якоря .

Определение чередования полюсов магнитной стрелкой. Для этого питают обмотку током, стрелку подвешивают на короткой тонкой нити и осторожно (во избежание леремагничивания стрелки) подносят поочередно к каждому полюсу. О полярности полюсов судят по тому, какой конец магнитной стрелки притягивается к полюсу.
В качестве магнитной стрелки могут быть использованы два стальных пера, плотно связанные проволокой и подвешенные на нити (рис. П2-2). Перья должны быть предварительно намагничены, и полярность их должна быть помечена. Необходимо учесть, что слишком сильное магнитное поле может перемагнитить стрелку, если искусственно препятствовать ее вращению. Поэтому применять магнитную стрелку в какой-либо оправе (компас), препятствующей свободному движению стрелки, не рекомендуется.

При разобранной машине магнитную стрелку подносят к внутренней поверхности полюсов, а при собранной машине — к полюсным наконечникам. Если же машина закрытого типа, то стрелку подносят к головкам болтов, крепящих полюсы к станине. В этом случае необходимо в обмотку подать больший ток, чем при вышеуказанных способах; кроме того, необходимо учесть, что стрелка в этом случае покажет полярность, противоположную действительной полярности полюса. Способ магнитной стрелки встречает затруднения при определении полярности полюсов, создаваемой последовательными обмотками крупных машин (последовательной обмоткой главных полюсов, обмоткой добавочных полюсов), так как для питания обмоток требуется значительный ток при низком напряжении. При недостаточном токе и при наличии остаточного намагничивания вследствие слабого намагничивания током стрелка может дать неправильные показания.

Определение чередования полюсов специальной катушкой. Испытательная катушка
(рис. П2-3, а) представляет собой витки тонкой изолированной проволоки, приклеенные к куску тонкого картона или прикрепленные к нему каким-либо другим способом; концы катушки присоединяют к милливольтметру. При определении полярности полюсов в обмотку подают ток, а испытательную катушку вдвигают в зазор между якорем и полюсом и быстро ее выдергивают; в результате стрелка прибора отклоняется в определенную сторону в зависимости oт направления тока в обмотке полюса. При правильном чередовании полюсов направление отклонения стрелки милливольтметра будет также чередоваться.

Рис. П2-3. Испытательная катушка: а - расположение витков; б - направление тока в испытательной катушке

При переносе катушки от полюса к полюсу ее не следует переворачивать, она должна быть обращена к полюсу одной и той же стороной. Вместо того чтобы выдергивать катушку,можно оставить ее на месте, а производить выключение тока; при этом также произойдет отклонение стрелки милливольтметра в сторону, зависящую от полярности полюса. В соответствии с правилом Ленца направление тока в испытательной катушке (рис. П2-3, б) будет таким же, каким оно было в обмотке до ее выключения. Если катушку невозможно поместить в зазор между полюсами, ее можно, так же как и при способе магнитной стрелки, прикладывать к болтам, крепящим полюсы к станине. Для получения удовлетворительных результатов в этом случае необходимо либо подать в обмотку ток, больший, чем в первом случае, либо применить испытательную катушку с большим числом витков.
Указанными способами можно также проверить, правильна ли полярность последовательной обмотки по отношению к параллельной. Для этого каждую из этих обмоток питают током известного направления и, произведя соответствующие испытания, сопоставляют их результаты для каждого полюса.
Правильное включение последовательной обмотки по отношению к параллельной, расположенной на одном общем полюсе с первой, можно определить, если известны одноименные зажимы этих обмоток. Для этого в одну из обмоток подают питание (рис. П2-4), в момент включения рубильника во второй обмотке индуктируется ЭДС, направление которой может быть определено вольтметром. Если обе обмотки имеют одинаковое направление намотки, то в момент включения рубильника направление отклонения стрелки вольтметра будет положительным (вправо от нуля), если положительный зажим от источника питания (аккумулятора) и положительный зажим вольтметра присоединены к одноименным зажимам.

Рис. П2-4. Схема определения правильности включения последовательной обмотки по отношению к параллельной

Необходимо иметь в виду, что во всех случаях питания током обмоток генератора с самовозбуждением необходимо во избежание перемагничивания машины присоединять полюс сети к соответствующим зажимам параллельной и последовательной обмоток возбуждения.

2. Проверка правильности соединений выводов. Необходимо определить начала и концы обмоток главных и добавочных полюсов при известной их полярности. Имея эти данные и зная полярность якоря (щеток), нетрудно установить правильное соединение обмоток для требуемого направления вращения машины.
Если предоставляется возможность произвести пробный пуск машины в качестве генератора или электродвигателя, то правильное включение выводов машины может быть определено, если и полярность якоря неизвестна, а известно лишь чередование главных и добавочных полюсов, в зависимости от направления тока в их обмотках.
При пробном пуске машины в качестве генератора вовсе не обязательно доводить ее до номинальной частоты вращения, достаточно лишь повернуть якорь (рычагом, краном) при возбужденной машине. Зная полярность зажимов обмотки возбуждения и определив полярность щеток при помощи магнитоэлектрического прибора, при известном направлении поворота якоря можно определить правильное соединение выводов всех обмоток. При пробном пуске машины в качестве электродвигателя ее пускают в ход толчком при полностью введенном пусковом сопротивлении и определяют направление вращения. Зная полярности щеток и выводов обмотки возбуждения, можно также определить необходимое соединение выводов всех обмоток для получения требуемого направления вращения.
Если такой пробный пуск машины осуществить невозможно, то полярность выводов якоря можно определить одним из нижеуказанных способов.
Определение полярности якоря по типу обмотки. Если известен тип обмотки якоря, полярность полюсов и направление его вращения, то полярность якоря находят по рис. П2-5, где направление вращения указано, если смотреть на якорь со стороны приводного конца вала, а при двух концах вала — со стороны, противоположной коллектору. При обычно принятой форме лобовых частей обмоток щетки на коллекторе устанавливают против середины главных полюсов.

В случае если данные о типе обмотки отсутствуют и установить его осмотром не удается, то и тогда полярность якоря можно определить по рис. П2-5, если только представляется возможным питать обмотку якоря постоянным током.
Определение полярности якоря способом питания его постоянным током. Если питать током через щетки неподвижный якорь, не включая в цепь добавочные полюсы, то посредине между главными полюсами образуется поле якоря, причем направление этого поля будет зависеть от полярности якоря и типа обмотки.
Если питать током обмотку якоря группы I (см. рис. П2-5), то левее положительного полюса питания (если смотреть на якорь со стороны коллектора) расположится северный полюс N поля якоря, а правее — южный S (рис. П2-6). Если питать током обмотку якоря группы II, то слева от положительного полюса питания будет южный полюс поля якоря, а справа — северный.
Полярность поля якоря можно определить при помощи магнитной стрелки или испытательной катушки (см. рис. П2-3,а) помещаемой посредине между главными полюсами, производя выключение тока.

Определение правильности присоединения обмотки добавочных полюсов по отношению к якорю. В якорь подают постоянный ток не более 10 % номинального, обмотки возбуждения отсоединяют, обмотку добавочных полюсов в цепь не включают (рис. П2-7). В зазор между одним из добавочных полюсов и якорем вставляют испытательную катушку (см. рис. П2-3, а), присоединяемую к милливольтметру; затем рубильником размыкают цепь тока и следят за направлением отклонения стрелки прибора. Далее оставив испытательную катушку между якорем и добавочным полюсом на прежнем месте, присоединяют обмотку добавочных полюсов так, как это показано штрихами на рис. П2-7; при этом обмотка якоря оказывается не включенной в сеть.
Если при выключении тока отклонение стрелки прибора противоположно отклонению при выключении тока в первом случае, то обмотка добавочных полюсов включена правильно. Это объясняется тем, что при правильном включении обмотки добавочных полюсов магнитный поток последних должен быть направлен против потока якоря.
При наличии в машине компенсационной обмотки этот опыт можно выполнить, включив обмотку добавочных полюсов вместе с компенсационной; в случае правильного соединения компенсационной обмотки с обмоткой добавочных полюсов этот опыт определяет одновременно правильность включения якоря по отношению к обеим обмоткам.
В случае если на установке отсутствует постоянный ток, то проверить правильность включения обмотки добавочных полюсов и компенсационной обмотки по отношению к якорю можно с помощью переменного тока, например, от осветительной сети. Для этого надо пропустить ток через реостат либо применить сварочный трансформатор или же трансформатор для безопасного освещения. При этом поступают так, как указано на рис. П2-8: включают названные обмотки последовательно с якорем в цепь переменного тока и при помощи амперметра и вольтметра определяют полное сопротивление этой цепи переменному току. Измерение может быть произведено и при небольшом токе. Затем обмотку добавочных полюсов вместе с компенсационной включают последовательно с якорем так, чтобы ток в них протекал в противоположном направлении» и вторично определяют полное сопротивление этой цепи.

Правильным соединением обмоток считается такое, при котором полное сопротивление имеет меньшее значение. Это объясняется тем, что при правильном подключении к якорю обмоток добавочных полюсов вместе с компенсационной обмоткой магнитное поле якоря направлено против поля добавочных полюсов и компенсационной обмотки; сопротивление же переменному току последовательно соединенных обмоток, создающих встречные потоки, будет меньше сопротивления обмоток, создающих одинаково направленные потоки.

Б. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Проверка правильности соединений выводов трехфазных обмоток сводится к определению начал и концов каждой фазы. Начала и концы фаз можно определить при помощи милливольтметра. Для этого сначала мегомметром или при помощи контрольной лампы определяют выводы обмоток каждой фазы. Затем к обмотке одной из фаз присоединяют через рубильник (рис. П2-9) и реостат источник постоянного тока, который выбирают таким, чтобы по обмотке проходил небольшой ток (желателен аккумулятор напряжением 2 В).

При замыкании и размыкании рубильника в обмотках других фаз индуктируются ЭДС, направление которых определяется милливольтметром. Если к условному «началу» присоединен плюс батареи, а к условному «концу» — минус, то при размыкании рубильника на других фазах будет плюс на «началах» и минус на «концах», что показывает милливольтметр, подключаемый поочередно к выводным концам двух других фаз. При замыкании тока рубильником полярность на других фазах будет обратной указанной.
В тех случаях, когда машина имеет три вывода (при соединении обмотки звездой или треугольником), правильность соединения фаз можно проверить, если питать два вывода переменным током пониженного напряжения и вольтметром измерять напряжения между третьим выводом и каждым из выводов, присоединенных к сети.
В случае правильного соединения эти напряжения будут равны половине напряжения, приложенного к двум выводам; причем это соотношение напряжений сохраняется при питании любых двух выводов.
Опыт следует произвести три раза, каждый раз подводя напряжение к различной паре выводов. Если же одна из фаз присоединена неправильно, то при двух опытах из трех напряжения между третьим выводом и каждым из двух других будут неодинаковы.
Этот опыт для короткозамкнутого асинхронного двигателя следует проводить при напряжении 1/5 - 1/6 номинального во избежание перегрева обмоток; при фазном роторе его обмотка должна быть разомкнута.