На какие конструктивные типы делятся двигатели в зависимости от условий окружающей среды
Войти Зарегистрироваться
Тема вопроса Тема ЭБ 112.3 электробезопасностm (II группа допуска)
Вопрос
1.На какие конструктивные типы делятся двигатели в зависимости от условий окружающей среды?
© 2011-2023 All Rights Reserved.
Разделы
Сервисы
Полезные ссылки
Copyright © 2011-2023 All Rights Reserved. Template by «Crazy Joe»
На какие конструктивные типы делятся двигатели в зависимости от условий окружающей среды?
г) Работа, когда с токоведущих частей электроустановки, на которой будут проводиться работы, отключением коммутационных аппаратов, отсоединением шин, кабелей, проводов снято напряжение и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на токоведущие части к месту работы Правильный ответ
У кого должны храниться ключи от электроустановок?
а) На учете у оперативного персонала Правильный ответ
б) На учете у ремонтного персонала
в) На учете у службы главного энергетика
г) На учете у службы охраны помещения, в котором находится электроустановка
Какова периодичность осмотров заземляющих устройств с выборочным вскрытием грунта?
а ) По графику, но не реже одного раза в двенадцать лет Правильный ответ
б) По графику, но не реже одного раза в три года
в) По графику, но не реже одного раза в шесть лет
г) По графику, но не реже одного раза в девять лет
д) По графику, но не реже одного раза в год
В каких электроустановках применяют диэлектрические боты?
а) В электроустановках напряжением до 1000 В
б) В электроустановках напряжением свыше 1000 В
в) В электроустановках напряжением до 10000 В
г) Во всех электроустановках Правильный ответ
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
На какие конструктивные типы делятся двигатели в зависимости от условий окружающей среды
Механическая энергия, необходимая для движения автомашины, перевозки пассажиров и транспортировки грузов по различным дорогам с наибольшей средней скоростью, создается силовой установкой, состоящей из двигателя — основного источника механической энергии и различных механизмов и систем, обеспечивающих необходимый режим работы двигателя и требуемый характер движения автомобиля.
Двигатель — устройство, преобразующее любой вид энергии в механическую работу.
В легковых автомобилях широкое применение нашли поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Работа двигателя основана на преобразовании тепловой энергии, образующейся при горении топливовоздушной смеси, в механическую работу, необходимую для движения машины.
В применяемых на автомобилях ДВС поршень может совершать как поступательное перемещение, так и вращательное движение (роторно-поршневые двигатели). Однако роторные двигатели (в основном используемые на некоторых автомобилях японского производства), несмотря на небольшую массу и размеры, имеют низкие экономические показатели и не нашли широкого применения.
Двигатели современных автомобилей стали более экономичными, что привело к значительному уменьшению вредных выбросов, т. е. двигатели стали более экологически чистыми. Начали применяться альтернативные виды топлив, что также позволило снизить выброс в атмосферу вредных веществ с выхлопом. Широкое повсеместное использование получили газовые двигатели, работающие на газообразном природном топливе (сжиженном и сжатом газе). Газовые двигатели лучше, чем бензиновые, запускаются при низких температурах, имеют более однородную топливовоздушную смесь и значительно уменьшенное содержание в отработавших газах углеводородов и оксидов азота. При этом конструкция бензинового двигателя, на котором устанавливается система подачи газа, практически не изменяется, кроме системы топливоподачи. В частности, применение сжиженных нефтяных газов позволяет снизить содержание вредных веществ в отработавших газах более чем на 10 %.
В качестве топлива для автомобилей возможно применение различных спиртов. В частности, этанола и метанола. Применение спиртов в чистом виде усложняется их высокой теплотой испарения и низкой теплотой сгорания. На таких автомобилях затруднен пуск холодного двигателя, поэтому спирты (например, этанол) используются как 10-процентная добавка к бензину.
Применение метанола — спиртового топлива, получаемого в процессе переработки нефти или каменного угля, обеспечивает снижение вредных выбросов по сравнению с бензином на 5 %. Кнедостаткам метанолового топлива относится его высокий расход: для получения необходимой мощности требуется вдвое большее количество метанола по сравнению с бензином.
В некоторых странах пробовали использовать этанол — спиртовое топливо, получаемое из растений (кукуруза, сахарный тростник и др.). Этанол по своим свойствам близок к метанолу и также обеспечивает снижение вредных примесей в отработавших газах. Однако отработавшие газы двигателей, работающих на этаноле, имеют неприятный запах и вызывают раздражение слизистых оболочек.
Проводятся работы и по созданию ДВС, работающих на водородном топливе. Водород (Н2) — горючий газ, который при сгорании соединяется с кислородом, образуя воду. Водород, по современным представлениям, является наиболее перспективным топливом для автомобильного транспорта. Однако применение такого двигателя осложняется вопросами безопасности при осуществлении рабочего процесса, сложностью создания систем питания и снабжения водородом.
Следует отметить тенденцию использования двигателей, преобразующих электрическую энергию в механическую, на автомобилях, работающих в основном в городских условиях (электромобили). Однако, учитывая небольшой запас энергии существующих в настоящее время электрических источников и их большую массу, такие двигатели на автомобилях имеют ограниченное применение. В настоящее время появились так называемые гибридные двигатели, которые имеют совместные источники энергии: тепловой двигатель (дизельный или бензиновый небольшой мощности) и электродвигатель. Такие двигатели имеют высокие экологические показатели и топливную экономичность.
Двигатели внутреннего сгорания автомобилей подразделяются по ряду основных признаков.
1. Вид топлива. Все ДВС работают на смеси воздуха с жидким или газообразным топливом. В качестве топлива применяются в основном продукты переработки нефти и природные газы. Однако могут использоваться и синтетические газы, спирты, эфиры и некоторые растительные масла.
2. Способ смесеобразования. В ДВС применяются два способа приготовления топливовоздушной смеси: вне цилиндров, в которых происходит сгорание смеси, и непосредственно в цилиндрах. Поэтому ДВС принято разделять на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием.
Внешнее смесеобразование применяют в двигателях, работающих на жидких легкоиспаряющихся топливах (бензинах) и на газовом топливе. В ДВС с внешним смесеобразованием в цилиндры двигателя поступает заранее приготовленная в определенном процентном соотношении воздуха и топлива топливовоздушная смесь.
Внутреннее смесеобразование применяют в двигателях, работающих в основном на тяжелых фракциях продуктов переработки нефти. Такие двигатели называются дизельными (по имени изобретателя Р. Дизеля), а топливо соответственно дизельным. В дизельных ДВС топливо и воздух в цилиндры поступают раздельно: сначала воздух, который сжимается поршнем, а затем в сильно нагретый при сжатии воздух впрыскивается под высоким давлением определенное количество распыленного топлива.
3. Способ воспламенения рабочей смеси. В ДВС с внешним смесеобразованием применяется способ принудительного воспламенения сжатой смеси, находящейся в цилиндре, от постороннего электрического источника (свечи зажигания). В ДВС с внутренним смесеобразованием используется способ самовоспламенения смеси. Самовоспламенение смеси происходит при взаимодействии топлива, впрыскиваемого в цилиндр, со сжатым и горячим воздухом, находящимся в цилиндре.
4. Способ регулирования мощности двигателя. Регулирование мощности двигателя в зависимости от режима движения автомобиля проводится двумя способами: количественным и качественным.
Количественное регулирование осуществляется изменением количества всей расходуемой топливовоздушной смеси путем применения дроссельных устройств и заслонок.
Качественное регулирование осуществляется изменением одной из составляющих топливной смеси: либо количества топлива, либо воздуха в составе топливовоздушной смеси при сохранении постоянного объема расхода смеси.
5. Способ осуществления рабочего цикла. Двухтактные и четырехтактные двигатели.
6. Число и расположение цилиндров. Одноцилиндровые, многоцилиндровые (однорядные, одновальные рядные, многорядные, оппозитные и V-образные).
7. Способ охлаждения двигателя. Жидкостное, воздушное или смешанное охлаждение.
8. Степень быстроходности. Тихоходные двигатели со средней скоростью движения поршня до 10 м/с, быстроходные — со средней скоростью поршня более 10 м/с.
9. Рабочий объем цилиндров (литраж). Микролитражные двигатели (до 1 л), малолитражные (до 2 л), среднелитражные (до 4 л) и большого литража (более 4 л).
Независимо от используемого топлива и отличительных признаков силовые установки с ДВС поршневого типа имеют определенный состав механизмов и систем.
Состав силовой установки: двигатель — основа силовой установки, преобразующий тепловую энергию в механическую; кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы; системы, обеспечивающие работу двигателя: смазочная, охлаждения, питания топливом и воздухом, пуска двигателя, зажигания (только у двигателей с внешним смесеобразованием), программного управления работой двигателя, отвода отработавших газов и вентиляции картера двигателя.
Силовая установка располагается на автомобиле так, чтобы все системы, обслуживающие двигатель, находились как можно ближе к нему — для уменьшения габаритных размеров установки и сокращения длины трубопроводов. Такое размещение облегчает техническое обслуживание, уменьшает вибрации и улучшает условия управления работой двигателя.
В настоящее время на легковых автомобилях наиболее широко используются четырехтактные двигатели с внешним образованием топливовоздушной смеси, принудительным воспламенением и комплексной микропроцессорной системой управления впрыском топлива и зажигания смеси. Двигатели применяются с числом цилиндров от трех до восьми с их рядным или V-образным расположением. Цилиндры могут располагаться вертикально или наклонно — до 30° к вертикальной плоскости. Наклонное положение цилиндров применяется для снижения высоты двигателя, удобства обслуживания и проведения необходимых регулировок. Суммарный рабочий объем двигателей составляет 1—4,5 л; частота вращения коленчатого вала — порядка 7 000 мин −1 ; степень сжатия — 9 −11 ; удельный расход топлива 235—300 г/(кВт · ч).
На большинстве автомобилей принято продольное расположение двигателя, однако для уменьшения выступающей части двигательного отсека (что значительно улучшает обзорность для водителя), если позволяют размеры двигателя, применяется и поперечное его расположение.
Условия эксплуатации автомобилей выдвигают ряд требований к двигателям, основными из которых являются обеспечение необходимой мощности при небольших габаритных размерах; надежность работы и длительный срок эксплуатации двигателя и его систем; высокая экономичность и низкий уровень выброса в окружающую среду вредных веществ с отработавшими газами. Еще одно необходимое условие эксплуатационной характеристики автомобиля — снижение вибраций и шумов, вызываемых работой двигателя.
Виды и типы электродвигателей
Электродвигатель — это электрическая машина, которая преобразует электрическую энергию в энергию вращения вала с незначительными тепловыми потерями. Основной принцип работы любого электродвигателя заключается в использовании электромагнитной индукции в качестве основной движущей силы. Поэтому электродвигатель сконструирован следующим образом:
- Неподвижная часть (статор или индуктор).
- Движущаяся часть (ротор или якорь).
В зависимости от области применения, типа используемого тока и конструктивных особенностей электродвигатели бывают разных типов.
Двигатели постоянного тока
Электродвигатели постоянного тока объединяют в себе широкий спектр устройств, обеспечивающих высокую степень эффективности преобразования электрической энергии в механическую. Щеточный коллектор используется для надежного соединения подвижных и неподвижных цепей в приводе двигателя постоянного тока. В зависимости от конструктивных особенностей узла щеточного подборщика все электрические машины постоянного тока делятся на следующие группы:
- Коллекционер.
- Без коллектора.
С другой стороны, коллекторные двигатели условно делятся на следующие типы:
- Самовозбуждение.
- С возбуждением от электромагнитов постоянного тока.
Машины с самовозбуждением характеризуются низкой мощностью, поэтому такие приводы используются для некритичной работы при низких нагрузках. Самовозбуждающиеся машины делятся на:
- Машины с последовательным возбуждением, в которых якорь соединен последовательно с обмоткой возбуждения.
- Машины с параллельным возбуждением, в которых якорь подключен параллельно обмотке возбуждения.
- Двигатели со смешанным возбуждением, в которых якорь соединен параллельно и последовательно.
Двигатели переменного тока
Трехфазные двигатели предлагают широкий ассортимент продукции, которая может отличаться на основе многочисленных конструктивных и эксплуатационных характеристик. В зависимости от скорости вращения ротора электрические машины классифицируются как синхронные или асинхронные.
Синхронные двигатели характеризуются равномерной скоростью вращения ротора и магнитным полем питающего напряжения. Этот тип электродвигателя используется для создания мощного оборудования. Кроме того, существует еще один тип синхронного привода — шаговые двигатели. Они имеют точно определенное положение ротора в пространстве, которое фиксируется подачей питания на обмотку статора. Переход из одного положения в другое осуществляется путем подачи напряжения на нужную обмотку.
Асинхронный электродвигатель имеет скорость вращения ротора, которая отличается от скорости вращения магнитного поля питающего напряжения. Сегодня этот тип электродвигателя наиболее часто используется как в промышленности, так и в быту.
В зависимости от количества фаз питающего напряжения привод относится к одной из групп:
- 1-фазный;
- 2-фазный;
- 3-фазный;
- многофазный.
Категория размещения и климатическое исполнение
Все электродвигатели изготавливаются с учетом определенных факторов окружающей среды во время эксплуатации. По этой причине все электрические машины делятся на следующие категории:
- Для сред с высоким уровнем влажности.
- Для закрытых помещений с естественной вентиляцией без искусственного климат-контроля. Воздействие пыли, влажности и ультрафиолетового излучения ограничено.
- На открытых пространствах.
- Для закрытых помещений с искусственно регулируемым климатом. С ограниченным воздействием пыли, влажности и УФ-излучения.
- Для закрытых помещений с влажностью и колебаниями температуры, не отличающимися от наружных.
В зависимости от климатического исполнения по ГОСТ 15150 — 69 все электродвигатели подразделяются на следующие исполнения:
- Все возможные макроклиматические районы (B).
- Холод (CL).
- Все морские районы (ОМ).
- Тропический сухой (TS).
- Генерал (O).
- Умеренный (U).
- Морской умеренный (M).
- Тропический мокрый (TW).
Категория размещения и климатическое исполнение указаны на заводской табличке двигателя и в паспорте двигателя.
Степень защиты корпуса
Аббревиатура IP указывает на степень защиты корпуса электродвигателя от вредных воздействий окружающей среды. Следующая информация находится на корпусе привода:
- Высокая степень защиты от пыли — IP65, IP66.
- Защита — не ниже IP21, IP22.
- Устойчивость к влаге — IP55, IP5.
- Устойчивость к брызгам и каплям — IP23, IP24.
- Оборудование в корпусе IP44 — IP54.
- Герметичность — IP67, IP68.
При выборе электродвигателя для работы в определенных вредных условиях следует тщательно продумать степень защиты корпуса.
Общие требования безопасности при монтаже и эксплуатации
При установке электродвигателя необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:
- Перед подключением убедитесь, что частота и напряжение электросети соответствуют данным, указанным в техническом паспорте электродвигателя.
- Перед установкой электродвигателя необходимо измерить электрическое сопротивление изоляции обмотки статора относительно корпуса. Если значения неудовлетворительные, просушите изоляцию до достижения требуемого значения.
- При соединении валов соблюдайте строгую концентричность с максимальным допуском 0,2 мм.
- Для заземления корпуса двигателя следует использовать только специальные заземляющие проводники, указанные в инструкции производителя.
- Установка живого диска строго запрещена.
При эксплуатации электрических машин необходимо соблюдать следующие основные правила:
- Регулярный контроль состояния электродвигателя является необходимым условием для раннего обнаружения неисправностей.
- Регулярные проверки токовой и тепловой защиты, чистка и смазка, проверка контактных соединений и заземления проводятся через регулярные промежутки времени в течение всего периода эксплуатации.
- В случае возникновения чрезмерного шума или стука проводится вибродиагностика для определения состояния подшипников и других вращающихся деталей.
- Не запускайте однофазный электродвигатель в режиме холостого хода в течение длительного времени, так как это негативно сказывается на сроке службы двигателя.
- Не запускайте электродвигатель, если защита от перегрева, перегрузки или чрезмерного сопротивления заземления неисправна.
Крановые электродвигатели
Крановые двигатели — это асинхронные машины переменного тока или двигатели постоянного тока, с параллельным или последовательным возбуждением.
В отличие от других категорий электродвигателей, электродвигатели для кранов имеют следующие особенности:
- Большинство электродвигателей для кранов имеют закрытую конструкцию корпуса.
- Момент инерции ротора как можно меньше, что обеспечивает минимальные потери энергии во время переходных процессов.
- Кратковременный перегрузочный момент для подъемных двигателей постоянного тока составляет 2,0 — 5,0, а для двигателей переменного тока — 2,3 — 3,5.
- Изоляционные материалы должны иметь температурный класс не ниже F.
- Двигатели переменного тока для электрических крановых приводов должны иметь среднюю наработку на отказ не менее 80 минут при номинальном режиме работы.
- Для достижения высокой перегрузочной способности по крутящему моменту достигаются высокие значения магнитного потока.
- Отношение максимально допустимой скорости к номинальному значению для двигателей постоянного тока составляет 3,5 — 4,9, а для машин переменного тока — 2,5.
Работа привода крана характеризуется следующими условиями эксплуатации:
- Частое включение, движение задним ходом и торможение.
- Регулирование скорости в широком диапазоне значений.
- Повышенные вибрации и удары.
- Прерывистые рабочие циклы.
- Воздействие высоких температур, газа, пыли и пара.
- Сильная перегрузка во время работы.
Общепромышленные электрические двигатели
Для привода механизмов используются электродвигатели общепромышленного исполнения, к которым не предъявляются особые требования в отношении КПД, энергоэффективности, характеристик скольжения или пусковых характеристик. Они характеризуются прерывистым режимом работы и изоляцией с тепловым классом F. Наиболее популярными электродвигателями этой категории являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Благодаря многочисленным преимуществам этот тип привода успешно используется на всех производственных предприятиях. От других брендов его отличает следующее
- Простая конструкция без подвижных контактов.
- Низкая стоимость по сравнению с другими типами электрических машин.
- Высокая простота обслуживания всех основных узлов и рабочих компонентов.
- Использование сетевого напряжения 380 В без дополнительных регуляторов и фильтров.
- Двигатель устанавливается на лапах или фланцах для кратчайшего времени монтажа.
Электрические машины общепромышленного исполнения используются в тех случаях, когда нет необходимости в высокой производительности: вентиляционные системы, насосные станции, станки, компрессорные установки и т.д. Существует два основных режима работы промышленных электродвигателей: генератор и двигатель. В режиме генератора электродвигатели являются источником электроэнергии за счет преобразования механической энергии вращательного движения вала. В режиме двигателя привод общего назначения принимает электрическую энергию и преобразует ее в механическую энергию вращения вала.
Электрические двигатели с электромагнитным тормозом
Электродвигатели с электромагнитным тормозом предназначены для прерывистой или кратковременной работы. Он специально разработан для приложений, требующих принудительной остановки в определенное время. К ним относятся: электрические подъемники, автоматизированные системы хранения, обрабатывающие станки и т.д. Тормозной механизм обычно расположен на противоположной стороне вала двигателя. Он обеспечивает быстрое торможение электропривода в случае перерыва в подаче электроэнергии и освобождает привод при повторном включении питания.
Электрические машины со встроенным электромагнитным тормозом работают по следующему принципу:
- Катушка электромагнитного тормоза соединена последовательно с одной из фазных обмоток электродвигателя.
- Катушка питается постоянным напряжением через выпрямитель возле клеммной коробки или переменным напряжением непосредственно от обмотки двигателя.
- При отсутствии фазного напряжения катушка обесточивается, а якорь прочно зажимается стопорным механизмом.
- При восстановлении питания катушка втягивает якорь, обеспечивая свободное движение вала двигателя.
Электродвигатели со встроенным электромагнитным тормозом выпускаются в следующих исполнениях, в зависимости от способа монтажа:
- С горизонтальным валом.
- С вертикальным валом.
Благодаря своим преимуществам в отношении времени остановки вала двигателя, этот тип привода обеспечивает надежную и безопасную работу устройств с высокими требованиями к позиционированию или аварийной остановке.