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中級講習用指導書(試験検査編)

 事業名 船舶の電気装備に関する技術指導
 団体名 日本船舶電装協会 注目度注目度5


2・3・9 絶縁抵抗試験
2・3・10 耐電圧試験
2・3・11 直流発電機の総合電圧変動特性試験(NK規則)
 規則で要求される電圧変動特性は交流発電機の場合と同様に原動機の速度特性を含めて次のように規定されている。なお、試験は温度試験に引きつづいて行い、回転速度は全負荷において定格速度に合わせて行うものとする。
(1)分巻発電機;全負荷において定格電圧に合わせた場合、無負荷における整定電圧は、全負荷における電圧の115%を超えてはならない。また、すべての負荷における電圧は、無負荷における電圧を超えてはならない。
(2)複巻発電機;20%負荷において電圧を定格電圧の±1%以内に合わせた場合、全負荷における電圧は、定格電圧の±1.5%以内でなければならない。また、20%負荷と100%負荷間の漸増及び漸減電圧変動曲線の各負荷における平均値は定格電圧より3%以上変動してはならない。ただし、並行運転を行う複巻発電機は、負荷を20%から100%まで漸増した場合、電圧の垂下は、定格電圧の4%までとしてもよい。
(3)3線式発電機;前(1)及び(2)の規定に適合するほか、正負いずれかに定格電流を、中性線に定格電流の25%を通じた場合、正と中性線又は負と中性線間の電圧差が正負間の定格電圧の2%を超えないこと。
2・3・12 直流発電機の並行運転試験
 この試験は、原則として、原動機と組合わせて実施するものである。
(1)並行投入試験
 1台の発電機を適当な負荷において定格電圧で運転中、他の発電機をこれと並列に投入して負荷を移動し、並列投入の難易及び任意の負荷分担において異常のないことを確かめる。
(2)負荷漸変試験
 各発電機は75%負荷において、その定格出力に比例した負荷を分担するように調整した後、各機の定格出力の総和の20%から100%の間において負荷を漸変した場合、その間のすべての整定総合負荷において、各発電機の比例分担すべき負荷がその発電機の定格負荷の±15%以上の変動を生じないものでなければならない。(船舶設備規程)
 又、NK規則では、各機の負荷の不平衡は、各機の定格出力の総和の20%と100%の間のすべての負荷において、各機の定格出力による比例配分の負荷と各機の出力との差が、それぞれ最大機の定格出力の±10%を超えないものでなければならない。この場合、各機は75%負荷において、その定格負荷に比例した負荷を与えるように調整するものとすると規定されている。
 
2・3・13 過負荷試験(2・2・14参照のこと)
 定格電圧、定格回転速度のもとで発電機にあっては、定格の150%電流を15秒間、電動機にあっては、定格の150%トルクを15秒間与えても、これに耐えて運転できるものでなければならない。
2・3・14 過速度試験
 発電機については、2・2・15「交流発電機」の項を参照のこと。電動機については、下記の速度で船舶設備規程では1分間、NK規則では2分間運転し、これに耐えなければならない。
分巻電動機・・・定格速度の125%
直巻電動機・・・定格速度の200%
複巻電動機・・・無負荷速度の125%
2・3・15 その他の試験
(1)振動試験
 2・2・16を参照のこと。
(2)騒音試験
(3)はずみ車効果(GD2)の測定
2・3・16 復習問題(4)
(1)直流発電機の発電機法による無負荷飽和曲線について述べよ。
(2)複巻発電機の負荷特性(外部特性)について述べよ。
(3)分巻電動機のトルク特性の測定方法について述べよ。
2・4 誘導電動機
(1)形式試験
 三相誘導電動機の形式試験として受渡試験及び参考試験のほか次の項目がある。
(a)防爆試験
(b)風量試験
(2)受渡試験
 三相誘導電動機の受渡試験としては、次の項目がある。
(a)機械的点検
(b)巻線抵抗試験
(c)絶縁抵抗試験
(d)二次電圧の測定
(e)無負荷試験
(f)拘束試験
(g)特性算定
(h)温度試験
(i)耐電圧試験
(3)参考試験
 参考試験として注文者の仕様や設計及び技術上の必要に応じて、次の項目の中から適宜行うことがある。
(a)振動試験
(b)騒音試験
(c)過速度試験
(d)超過トルク耐力試験
(e)注水試験
(f)始動電流・始動トルク・始動時間の測定
(g)耐湿試験
(h)実負荷による特性試験
(i)組合せ試験(電動甲板荷役機械など)
 以上は電動機本体の試験項目であるが、各種付属品についても十分なる試験を行う必要がある。
 誘導電動機は非常に広い用途に使われるので、その用途に適した構造・特性を持っているかどうかを、本体と付属品についても十分に検査を行う必要がある。
2・4・3 巻線抵抗試験(2・2・3参照
 一般用誘導電動機の固定子巻線の抵抗は、ほぼ図2・37の値ぐらいである。抵抗測定は固定子巻線のみでなく回転子巻線も測定すること。これは特性算定には必要ないが、回転子巻線の温度上昇の算定、巻線の接続違いチェックのためである。なお、巻線抵抗値の各相間の不平衡は平均値の±5%以内が普通である。
 
図2・37 固定子巻線1相の抵抗値(75℃)の例
 
2・4・4 特性試験
(1)誘導電動機の特性として知りたいのは、負荷に対する電流・効率・力率・すべり・最大出力・停動トルク・始動トルク・二次電圧・二次電流、又はすべりに対するトルク・電流などである。これらの値を求める試験法として、普通行われるのは次の方法がある。
(a)円線図法
(b)スタインメッツ計算法
(c)損失分離法
(d)実負荷試験法
(e)損失の和による算定法
(a)は測定法としてはいちばん簡便なのでメーカーの試験法として一般に使われる。
(b)は精密な値を求めるには適しているが計算が面倒であり、余り使われない。
(c)は相手機械と連結された状態でできる。
(d)は円線図法では誤差が大きくなる特殊な電動機(励磁電流が全負荷電流の80%以上にもなるようなものなど)や、試作・研究のための実証試験などに使われる。
(e)はあまり使わないがJEC2137:00(誘導機)に規定されている。
 なおこのほか、すべりに対するトルクを過渡現象直視装置により観測することも行われる。
(2)電動機の特性を算定するためには、次の試験による測定結果が必要である。
(a)巻線抵抗測定(2・4・3参照)
(b)二次電圧の測定(2・4・5参照)
(c)無負荷試験(2・4・6参照)
(d)拘束試験(2・4・7参照
2・4・5 二次電圧測定試験
 巻線形について二次巻線を開路し、回転子の静止状態で、一次巻線に定格周波数の定格電圧を加え、二次巻線端子間に誘起する電圧を測定し、次の値以内であることを確かめる。
 
各端子間電圧の平均値と、銘板記載値との差 銘板記載値の±3%
各端子間電圧と、その平均値との差 各端子間電圧の平均値の±1%
備考 定格電圧(E)で実測する代りに、定格電圧1/2以上の電圧(E’)を加え、二次巻線端子間に誘起する電圧(E’2)を測定し、これを下式により算出してもよい。
ここにE2:二次静止誘起電圧
 
2・4・6 無負荷試験
 
図2・38 無負荷特性曲線
55kW−4極−3000V−50Hz
 
 この試験は円線図法によって特性算定を行う場合のすべりS≒0の点(無負荷点)の特性を測定すると共に運転中の各部の状態を点検する。
 試験は任意の周囲温度で30分以上無負荷運転し、定格電圧のもとで入力が一定になったら電源周波数を定格周波数に保持し、定格電圧の120%ぐらいから機械損の分離し得る程度の電圧まで約10%づつ電圧を下げて、その都度入力及び電流を測定する。このとき、定格電圧では各相電流の平均値がJIS C 4210:83(一般用低圧三相かご形誘導電動機)に記載されている参考値以内にあるか、また各相電流とその平均値の±5%以内にあることを確認する。
 図2.38は無負荷特性の一例である。
 なお、測定回路は拘束試験時と同じであるが、計器を替える必要がある。
〔注意〕
(1)運転に先立ち、機械的点検を十分にし、異物の混入、ブラシのはずれなどのないこと、潤滑油は規定どおりあることを確める。
(2)運転に入ったらすぐエンドプレー(軸方向の振れ)を確め、異常音・振動に注意する。
(3)電源に商用電源を使う場合は電圧の平衡に注意を要する。一般に誘導電動機は電圧の不平衡の程度により無負荷電流の不平衡の程度が大きい。







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