Архив рубрики «Основные неисправности электрических машин»
Конечными операциями изготовления стержневой обмотки ротора ремонтируемой машины является соединение стержней, забивание клиньев в пазы и бандажирование обмотки. Для повышения надежности машин применяют группировка стержней пайкой твердыми припоями.
Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей соединяют преимущественно "звездой".
Большинство асинхронных двигателей мощностью до 100 кВт изготавливается с короткозамкнутым ротором, который выполняют из алюминия методом литья.
Ремонт литого ротора с поврежденным стержнем состоит из перезаливки его потом выплавки алюминия и очистки пазов. Для этой цели используют кокили.
На крупных электроремонтных заводах короткозамкнутые роторы заливают алюминием центробежным или вибрационным способом, а также используют литье под давлением.
улучшение обмоток якорей. Основные неисправности обмоток якорей: соединение обмотки с корпусом, межвитковые замыкания, обрывы в обмотках, механические повреждения паек.
При подготовке якоря к ремонту снимают старые бандажи, отпаивают соединения с коллектором, удаляют старую обмотку, предварительно записав все необходимые ради ремонта данные.
В машинах постоянного тока применяют стержневые и шаблонные обмотки якорей. Стержневые обмотки якорей выполняют так же, как и стержневые обмотки роторов.
Для намотки секций шаблонной обмотки используют изолированные провода, а также медные шины, которые изолируют лакотканью тож миколентой. Секции шаблонной обмотки наматывают на универсальных шаблонах, которые позволяют делать обмотку, а затем растяжку небольшой секции, не снимая ее с шаблона. Растяжку секций якорей крупных машин выполняют для специальных станках с машинным приводом. Перед растяжкой секцию закрепляют, временно обматывая ее хлопчатобумажной лентой в один слой, дабы обеспечить правильное формирование секции при растяжении.
Катушки шаблонных обмоток изолируют вручную или на специальных станках. быть укладке шаблонной обмотки в паз следят, чтобы концы катушки, которые повернуты к коллектору, а также расстояния от края сердечника до перехода честный (пазовой) части в лобовую были одинаковые. После укладки всей обмотки провода обмотки якоря подсоединяют к пластинам коллектора пайкой с использованием припоя ПОСЗО.
Качество пайки проверяют внешним осмотром, измерением переходного сопротивления между соседними пластинами, пропусканием рабочего тока по обмотке якоря. быть качественной пайке переходное сопротивление между всеми парами пластин должно быть одинаковым. около пропускании по обмотке якоря в течение 20 - 30 мин номинального тока не должно возникать местных нагревов.
После укладки стержней нижнего ряда переходят к укладке стержней верхнего ряда обмотки, вставляя их в пазы со стороны, противоположной от контактных колец. после кладут временные бандажи. Концы стержней соединяют медной проволокой для проверки отсутствия замыкания на корпус. Если результаты испытаний положительные, продолжают сборку обмотки, концы верхних стержней изгибают в противоположную сторону. Согнутые лобовые части верхних стержней также крепят двумя временными бандажами.
Рис. 2.32. Набор специальных инструментов обмотчика электрических
машин:
в — доска; б — "язык"; в — обратный клин; г — угловой нож; д — выколотка; е — топорнк; э*с, з — ключи для гнутья стержней ротора
После укладки стержней верхнего и нижнего рядов обмотку ротора сушат присутствие 80 - 100° С в печи или сушильном шкафу. Затем испытывают изоляцию высушенной обмотки.
Корпусная изоляция может быть гильзовой или непрерывной.
При полуоткрытой и открытой формах паза прямолинейную абзац проводов или катушек с гильзовой изоляцией обматывают несколькими слоями изоляционного материала, а для скрепления слоев оплетают изоляционными лентами. При полузакрытой форме паза гильзы из нескольких слоев помещают в пазы перед укладкой обмотки. Гильзовая изоляция простая в исполнении и занимает немного места в пазу, но ее можно применять в машинах с рабочим напряжением не выше 660 В. Это объясняется тем, что для стыках между гильзами и ленточной изоляцией лобовых частей катушек может быть пробой изоляции. Поэтому обмотки всех машин напряжением выше 1000 В имеют сплошную изоляцию.
В этом случае катушки или стержни обмоток оплетают изоляционной лентой сообразно всему контуру. Материал ленты подбирают в зависимости от класса нагревостойкости обмотки, количество слоев определяется рабочим напряжением машины.
Существует несколько способов обматывания проводников и катушек обмотки с изоляционной лентой.
Обматывание лентой вразбежку (рис. 2.23, а) — изоляционный разряд не образуется, поэтому этот способ применяется только чтобы стягивания витков катушки или удерживания слоев гильзовой изоляции.
а б
Обматывание лентой встык (рис. 2.23, б) — непрерывный слой изоляции не получается, так ровно в местах стыков могут быть
оголенные участки катушки. Такое изолирование применяют только для защиты пазовых частей катушки.
Обматывание лентой внахлестку (рис. 2.23, в) — образуется основная изоляция катушки или стержня. быть этом перекрывают предыдущий виток ленты на 1/3,. 1/2 или 2/3 ее ширины. Чаще всего применяют перекрытие для 1/2 ширины ленты. При этом действительная толщина изоляции получается вдвое больше расчетной.
Кроме межвитковой и корпусной изоляции катушек в обмотках применяют дополнительные изоляционные прокладки: на дне паза, между слоями обмоток, перед проволочными бандажами, между лобовыми частями. Эти прокладки изготавливают из электрокартона, лаковой ткани и изоляционных пленок, а в машинах с нагревостойкой изоляцией — из стеклоткани, микафолия, гибкого миканита и т. д.
Нагревостойкость изоляции является одним из важнейших ее свойств. В зависимости от этого параметра изоляционные материалы разделяют на семь классов: Y (90 °С), А (105 °С), Е (120 °С), В (130 °С), F (155 °С), Н (180 °С), С (более 180 °С).
Диэлектрические свойства изоляции характеризуются ее электрической прочностью и величиной электрических потерь. Высокой электрической прочностью обладают материалы на основе слюды. примерно, электрическая прочность микаленты в зависимости от марки и толщины составляет 16 - 20 кВ/мм, непропитанной хлопчатобумажной ленты — только 6, а стеклоленты — 4 кВ/мм.
Электрическая прочность изоляционных материалов может значительно снизиться в результате деформаций при изготовлении обмоток. затем пропитки соответствующими растворами электрическая и механическая прочность некоторых изоляционных материалов повышается.
Для обмоток электрических машин применяют провода с волокнистой, эмалевой и комбинированной изоляцией и голые провода круглого, прямоугольного и фасонного сечений.
Провода с эмалевой изоляцией круглого и прямоугольного сечения все в большей степени используются вместо проводов с волокнистой изоляцией, так чистый эмалевая изоляция более тонкая, чем волокнистая.
Обмотка электрической машины состоит из витков, катушек и катушечных групп.
Виток — два последовательно соединенных между собой проводника, размещенных под соседними разноименными полюсами. Виток может состоять из нескольких параллельных проводников. день витков зависит от номинального напряжения машины, а площадь сечения проводников — от ее тока.
Катушка — несколько витков, уложенных соответствующими сторонами в два паза и соединенных посреди собой последовательно. Части катушки, которые лежат в пазах сердечников, называют пазовыми или активными, а размещенные за пазами — лобовыми.
Шаг катушки — день пазовых делений, заключенных между центрами пазов, в которые укладываются стороны витка или катушки. Шаг катушки может быть диаметральным иначе укороченным. Диаметральным называют шаг, равный полюсному делению, а укороченным — несколько меньший диаметрального.
Катушечная группа представляет собой порядком последовательно соединенных катушек одной фазы, стороны которых лежат под двумя соседними полюсами.
Обмотка — несколько катушечных групп, уложенных в пазы и соединенных по определенной схеме.
Обмотки электрических машин разделяют для петлевые, волновые и комбинированные. По способу заполнения паза они могут быть однослойными и двухслойными. При однослойной обмотке сторона катушки занимает круглый паз по его высоте, а при двухслойной — только половину, вторую его половину заполняет соответствующая грань другой катушки.
Основным типом статорной обмотки асинхронных машин является двухслойная обмотка с укороченным шагом. Однослойные обмотки применяются только в электродвигателях малых габаритов.
На рис. 2.24 показаны развернутая и фронтальная (торцевая) схемы двухслойной трехфазной обмотки. Стороны катушек в пазовой части обозначают двумя линиями — сплошной и штриховой. непрерывный линией изображают сторону катушки, которая уложена в верхнюю часть паза, а штриховой — нижнюю сторону катушки, уложенной на дно паза. В разрывах вертикальных линий указывают номера пазов сердечника. Нижний и верхний слои лобовых частей изображают сообразно штриховыми и сплошными линиями.
Начала первой, второй и третьей фаз обозначают CI, С2, СЗ (по старому, но широко используемому ГОСТу) или Ul, VI, W1 (сообразно новому ГОСТу), а концы этих фаз — соответственно С4, С5, С6 или U2, V2, W2. На схеме указывается вид обмотки, а также даются ее параметры: 2 — контингент пазов; 2р — число полюсов; у — шаг обмотки по пазам; а — число пар параллельных ветвей в фазе; т — количество фаз; способ соединения фаз — Y — звездой, Л — треугольником.
Обмотки статоров выполняют однослойными и двухслойными. Намотку однослойных обмоток осуществляют механизированным способом на специальных станках.
Однослойные обмотки имеют разную форму, а лобовые части одной катушечной группы — одинаковую форму, но разные размеры
(рис. 2.25). Чтобы убивать обмотку в пазы сердечника статора, лобовые части катушек располагают по окружности в два или три ряда. Наиболее распространены однослойные двух- и трехплоскостные обмотки (лобовые части обмотки располагаются на двух или трех уровнях.
Роторы асинхронных двигателей выполняют с короткозамкнутой либо фазной обмоткой. Короткозамкнутые обмотки электрических машин старых конструкций изготовлялись в виде "беличьей клетки" из
Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffacto
Рис. 2.25. Схемы однослойных двухплоскостных обмоток (г = 24; р = 2):
а — с четным числом пар полюсов; б — расположение лобовых частей; в — с нечетным числом пар полюсов; г — расположение лобовых частей
медных стержней, концы которых были запаяны в отверстиях, высверленных в медных короткозамкнутых кольцах (см. рис. 2.3). В современных асинхронных электрических машинах мощностью до 100 кВт
короткозамкнутую обмотку ротора образуют заливкой его пазов расплавленным алюминием.
В фазных роторах асинхронных двигателей чаще только применяют волновые или петлевые обмотки. Наиболее распространены волновые обмотки, преимущество которых заключается в минимальном числе межгрупповых соединений. Основным элементом волновой обмотки является обычный стержень. Двухслойную волновую обмотку выполняют, вставляя с торца ротора в круг его закрытый или полузакрытый паз по два стержня. Схема волновой обмотки четырехпс-люсного ротора, что имеет 24 паза, показана на рис. 2.26, а. Шаг волновой обмотки равен числу пазов, разделенных на число полюсов. чтобы схемы, изображенной рис. 2.26, а, он будет равен 6. Это означает, что верхний стержень паза 1 подходит к нижнему стержню паза 7, какой при шаге обмотки, равном 6, соединяется с верхним стержнем паза 13 и нижним стержнем паза 19. Для продолжения обмотки шагом, равным 6, необходимо соединить нижний стержень паза 19 с верхним стержнем паза 1, а следовательно, замкнуть обмотку, что недопустимо. Чтобы избежать этого, укорачивают или удлиняют шаг обмотки для один паз. Волновые обмотки с укороченным шагом на один углубление называют обмотками с укороченными переходами, а с увеличенным шагом на один паз — обмотками с удлиненными переходами.
На схеме обмотки цифра пазов на полюс и фазу равно двум, поэтому необходимо сделать два обхода ротора, а ради образования четырехпо-люсной обмотки не хватает соединений с противоположной стороны ротора, которые можно получить при его обходе, но уже в обратном направлении.
В волновых обмотках различают передний аллюр обмотки со стороны выводов (контактных колец) и задний шаг обмотки со стороны, противоположной контактным кольцам. Обход ротора в обратном направлении, в данном случае переход на задний походка, достигается соединением нижнего стержня паза 18 с нижним стержнем, который отстает от него на один поступь. Далее делается два обхода ротора. Продолжая обход ротора задним шагом, нижний стержень паза 12 соединяют с верхним стержнем паза 6. Дальнейшие соединения делают так. Нижний стержень паза 1 соединяют с верхним стержнем паза 19, что (как видно из схемы) соединяется с нижним стержнем паза 13, а тот в свою очередь с верхним стержнем паза 7. Второй конец верхнего стержня этого паза соглашаться на вывод, образуя конец первой фазы.
Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей соединяют преимущественно "звездой" с выводом трех концов обмотки к контактным кольцам. Выводы обмотки ротора обозначают PI, Р2, РЗ (сообразно старому ГОСТу) или Kl, LI, Ml (по новому ГОСТу), а концы фаз обмотки соответственно Р4, Р5, Р6 или К2, L2, М2.
Перемычки, которые соединяют начала и концы фаз обмотки ротора, указывают римскими цифрами, положим, в первой фазе перемычка, которая соединяет начало Р1 и конец Р4, обозначена I-IV, Р2 и Р5 - II-V, РЗ и Р6 - III-VI.
Для якорей машин постоянного тока применяют петлевые и волновые обмотки. Простая волновая обмотка якоря (рис. 2.26, б) получается соединением выводных концов секции с двумя коллекторны-
ми пластинами АС и BD, расстояние посреди которыми определяется двойным полюсным делением (2т). При выполнении обмотки конец последней секции первого обхода соединяют с началом секции, соседней с той, от которой был начат обход, и далее продолжают обходы сообразно якорю и коллектору, пока не будут заполнены все пазы и не замкнется обмотка.
Подготовка обмоток к ремонту. Ремонт обмоток выполняется умышленно обученными рабочими на обмоточных участках ремонтного подразделения или предприятия. Подготовка машин к ремонту заключается в подборе обмоточных проводов, изоляционных, пропиточных и вспомогательных материалов. Перечень материалов, необходимых чтобы ремонта обмоток, заносят в эксплуатационную документацию электрической машины.
Для выявления замыканий в обмотке между витками одной катушки или проводами разных фаз используют специальные приборы. Определив характер неисправности обмотки, начинают ее улучшение.
Технология капитального ремонта обмоток электрических машин включает следующие основные операции: k
• разборка обмотки;
• очистка пазов сердечника от старой изоляции;
• ремонт сердечника и механической части машины;
• очистка катушек обмотки от старой изоляции;
• подготовительные операции для изготовления обмотки;
• устройство катушек обмотки;
• изолирование сердечника и обмоткодержателей; ‘
• укладывание обмотки в паз;
• пайка соединений обмотки;
• крепление обмотки в пазах; ‘
• сушка и пропитка обмотки.
Ремонт обмоток статоров. Изготовление обмотки статора начинают с намотки отдельных катушек на шаблоне. для правильно выбрать размер шаблона, необходимо знать основные размеры катушек, главным образом их прямолинейной и лобовой частей. Размеры катушек обмотки демонтируемых машин определяют путем замеров старой обмотки.
Катушки всыпных обмоток статоров изготавливают обычно для универсальных шаблонах (рис. 2.27). Такой шаблон представляет собой стальную плиту 1, которая при.помощи приваренной к ней втулки 2 соединяется со шпинделем намоточного станка. Плита имеет форму трапеции. В ее прорези установлены четыре шпильки, закрепленные
гайками. При намотке катушек разной длины шпильки перемещают в прорезях. около намотке катушек разной ширины шпильки переставляют с одних прорезей в другие.
В обмотках статора машин переменного тока обычно несколько соседних катушек соединяют последовательно, и они образуют катушечную группу. Чтобы избежать лишних паечных соединений, все катушки одной катушечной группы наматывают цельным проводом. следовательно на шпильки 3 надевают ролики 4, выточенные из текстолита или алюминия. Число желобков на ролике равно наибольшему числу катушек в катушечной группе, размеры желобков должны фигурировать такими, чтобы в них могли поместиться все проводники катушки.
Рис. 2.27. Универсальный намоточный шаблон: 1 — доска; 2 — втулка; 3 — шпилька; 4 — ролики
Иногда при ремонте обмоток двигателей приходится заменять отсутствующие провода проводами других марок и сечений. сообразно тем же причинам вместо намотки катушки одним проводом используют намотку двумя (и более) параллельными проводами, суммарное сечение которых эквивалентно требуемому. При замене проводов ремонтируемых двигателей предварительно (до намотки катушек) проверяют коэффициент заполнения паза, что должен быть 0,7 - 0,75.
Катушки двухслойной обмотки укладывают в пазы сердечника группами, как они были намотаны на шаблоне. Провода распределяют в некоторый слой и кладут стороны катушек, которые прилегают к пазу. Другие стороны катушек не укладывают в пазы до тех пор, пока не будут уложены нижние стороны катушек во все пазы (рис. 2.28). Следующие катушки кладут сразу верхними и нижними сторонами. Между верхними и нижними сторонами катушек в пазах устанавливают изоляционные прокладки из электрокартона, согнутого в виде скобочки, а между лобовыми частями — из лакоткани или листов картона с наклеенными на них кусочками лакоткани.
около ремонте электрических машин старых конструкций с закрытыми пазами рекомендуется до начала демонтажа обмотки снять ее реальные обмоточные данные (диаметр провода, количество проводов в пазе, шаг обмотки сообразно пазам и др.), а затем сделать эскизы лобовых частей и отмаркировать пазы статора (эти данные могут понадобиться около восстановлении обмотки).
Рис. 2.29. Способ изготовления изоляционных гильз электрических машин с закрытыми пазами сердечника: 1 — стальной дорн; 2 — гильза
Изготовление обмотки с закрытыми пазами имеет ряд особенностей. Пазовую изоляцию таких обмоток делают в виде гильз из электрокартона и лакоткани. Предварительно сообразно размерам пазов машины изготовляют стальной дорн 1, который представляет собой два встречных клина (рис. 2.29). Дорн должен быть меньше паза на толщину гильзы 2. после по размерам старой гильзы нарезают заготовки из электрокартона и лакоткани на полный комплект гильз и приступают
к их изготовлению. Нагревают дорн накануне 80 - 100 °С и плотно обертывают заготовкой, пропитанной лаком. Сверху на заготовку вполнахлест-ку плотно укладывают хлопчатобумажную ленту. После охлаждения дорна до температуры окружающей среды разводят клинья и снимают готовую гильзу. Перед намоткой помещают гильзы в пазы статора, а кроме заполняют их стальными прутками, диаметр которых должен быть на 0,05 - 0,1 мм больше диаметра изолированного обмоточного провода. От бухты отрезают часть провода, необходимый для намотки одной катушки. Длинный провод усложняет намотку, при этом часто повреждается изоляция из-за частой протяжки его через паз.
Намотку в протяжку обычно производят два обмотчика, которые стоят с двух сторон статора (рис. 2.30). Изоляцию лобовых частей обмотки машин на старание до 660 В, предназначенных для работы в нормальной среде, выполняют стеклолентой ЛЭС, причем каждый следующий разряд полуперекрывает предыдущий. Каждую катушку группы обматывают, начиная от торца сердечника. Сначала обматывают лентой часть изоляционной гильзы, которая выступает из паза, а кроме часть катушки до конца выгиба. Середины головок группы обматывают стеклолентой вполнахлестку. Конец ленты закрепляют на головке клеем сиречь плотно пришивают к ней. Провода обмотки, которые лежат в пазе, удерживают с помощью пазовых клиньев, изготавливаемых из бука, березы, пластмассы, текстолита или гетинакса. Клин вынужден быть на 10 - 15 мм длиннее сердечника и на 2 - Змм
короче пазовой изоляции и толщиной не менее 2 мм. Для влагоустой-чивости деревянные клинья "варят" 3 - 4ч в олифе около 120 - 140°С.
Клинья забивают в пазы средних и малых машин молотком и с помощью деревянной надставки, а в пазы крупных машин — пневматическим молотком (рис. 2.31). Затем собирают схему обмотки. Если фаза обмотки намотана отдельными катушками, их последовательно соединяют в катушечные группы.
Рис. 2.31. инструмент для забивки клиньев в пазы: 1 — клин; 2 — пазовая изоляция; 3 — надставка
За начало фаз принимают выводы катушечных групп, которые выходят из пазов, расположенных вокруг выводного щитка. Эти выводы отгибают к корпусу статора и предварительно соединяют катушечные группы каждой фазы, скручивают зачищенные от изоляции концы проводов катушечных групп.
После сборки схемы обмотки проверяют электрическую прочность изоляции между фазами и для корпус, а также правильность ее соединения. Для этого используют самый простой способ — кратковременно подключают статор к путы (127 или 220В), а затем к поверхности его расточки прикладывают стальной шарик (от шарикоподшипника) и отпускают его. Если шарик вращается сообразно окружности расточки, значит схема собрана правильно. Такую проверку можно также осуществить с помощью вертушки. В центре диска из жести пробивают пройма, укрепляют «го гвоздем на торце деревянной планки, а затем эту вертушку помещают в расточку статора, который подключен к электрической сети. коли схема собрана правильно, диск будет вращаться.
Правильность сборки схемы и отсутствие витковых замыканий в обмотках ремонтируемых машин проверяют также электронным аппаратом Ел-1. Две одинаковые обмотки либо секции соединяют с аппаратом, а затем с помощью синхронного переключателя подают периодически импульсы напряжения на электронно-лучевую трубку аппарата. разве в обмотках нет повреждений, кривые напряжений на экране накладываются одна на другую, при наличии же дефектов они раздваиваются. ради обнаружения пазов, в которых находятся коротко-замкнутые витки, используют приспособление с двумя П-образными электромагнитами на 100 и 2000 витков. Катушку неподвижного электромагнита (100 витков) соединяют с выводами аппарата, а катушку подвижного электромагнита (2000 витков) — с выводами "Сигн. явл.". При этом средняя ручка должна обретаться поставлена в крайнее левое положение "Работа с приспособлением". Если переставить оба электромагнита приспособления с паза для паз по расточке статора, на экране появится прямая или кривая ряд с малыми амплитудами, которая свидетельствует об отсутствии в пазе короткозамкнутых витков. В противном случае на экране будут кривые линии с большими амплитудами.
Аналогично находят короткозамкнутые витки в обмотке фазного ротора или якоря машин постоянного тока.
Ремонт обмоток роторов. В асинхронных двигателях с фазным ротором используют два основных типа обмоток: катушечную и стержневую. образование всыпных и протяжных катушечных обмоток роторов почти не отличается от изготовления таких же обмоток статоров.
В машинах мощностью до 100 кВт применяют преимущественно стержневые двухслойные волновые обмотки роторов. В них повреждаются не сами стержни, а их изоляция (в результате частых чрезмерных нагревов), а также пазовая изоляция роторов.
Обычно медные стержни поврежденной обмотки используют повторно, следовательно после восстановления изоляции их кладут в те же пазы, в которых они находились до ремонта.
Сборка стержневой обмотки ротора состоит из трех основных операций: укладка стержней в пазы сердечника ротора, изгибание лобовых частей стержней и соединение стержней верхнего и нижнего рядов пайкой или сваркой. Изолированные стержни, которые используются повторно, поступают для укладку в пазы только с одной согнутой лобовой частью. Другие концы этих стержней изгибают специальными ключами после укладки в пазы. Сначала кладут в пазы стержни нижнего ряда, вставляя их со стороны, противоположной контактным кольцам. Уложив весь нижний шпалеры стержней, их прямые участки помещают на дно пазов, а согнутые лобовые части — на изолированный обмоткодержатель. Концы согнутых лобовых частей крепко стягивают временным бандажом из мягкой стальной проволоки, плотно прижимая их к обмоткодержателю. Второй временный бандаж из проволоки наматывают на середины лобовых частей. Временные бандажи служат для предотвращения сдвига стержней присутствие дальнейшем их изгибании.
Стержни изгибают с помощью двух специальных ключей (рис. 2.32).
1. якобы снимают детали, установленные при посадке с натягом?
2. Как снимают подшипники?
3. Как стропят роторы и статоры при разборке?
4. Опишите исполнение приспособления для вывода ротора из расточки статора.
5. Как разбирают двигатели при отсутствии подъемного крана?
6. Как дозволено избежать нарушения балансировки ротора при разборке машины?
7. В каком порядке разбирают асинхронный двигатель с короткозамкну-тым ротором?
8. Из каких операций состоит процесс разборки синхронной машины?
9. Как разбирают машину постоянного тока?
10. В каких растворах моют детали?
11. Какие способы извлечения обмотки из круглого провода из пазов вам известны?
12. Как достают из пазов высоковольтные обмотки?
2.12. улучшение обмоток электрических машин
Общие сведения. Обмотка является одной из наиболее важных частей электрической машины. Надежность машин в основном определяется качеством обмоток, поэтому к ним предъявляются требования электрической и механической прочности, нагревостойкости, влагостойкости и др. Все проводники обмотки должны быть изолированы побратим от друга и от корпуса машины. Роль межвитковой изоляции выполняет изоляция самого провода, которая наносится на него в процессе изготовления для заводе. Изоляция, которая отделяет проводники обмотки от корпуса, называется корпусной.
Закрытые пазы (рис. 2.22, а) применяют как в фазных, так и в короткозамкнутых роторах асинхронных двигателей. В современных машинах закрытые пазы имеют прорези для уменьшения пазового рассеяния (эти прорези мочь использовать для закладывания проводов,
поэтому пазы и называются закрытыми). Проводники в такие пазы помещают с торца сердечника.
Полузакрытые пазы (рис. 2.22, б) используют в статорах машин переменного тока мощностью до 100 кВт и напряжением предварительно 660 В, а также в роторах и якорях машин мощностью до 15 кВт. Проводники обмотки круглого сечения опускают в пазы по одному через узкую прорезь.
Полуоткрытые пазы (рис. 2.22, в) применяют в статорах машин переменного тока мощностью 120 - 400 кВт и напряжением не выше 660 В. В них укладывают жесткие катушки по две в каждом слое.
Открытые пазы с креплением обмотки проволочным бандажом (рис. 2.22, г) используют в якорях машин постоянного тока мощностью перед 200 кВт.
Открытые пазы с креплением обмотки клином (рис. 2.22, д) применяются в якорях машин постоянного тока мощностью более 200 кВт, роторах синхронных машин мощностью 15 -100 кВт, статорах асинхронных машин мощностью свыше 400 кВт и крупных синхронных машин.
При разборке применяют только исправные инструменты и механизмы.
Обмотки достают из пазов наиболее экономичным способом, заботясь о сохранении сердечников. При извлечении обмоток переменного тока ((обмотки статоров, роторов, якорей) отрезают одну лобовую часть для токарных станках или на специальных станках мод. СО-ЗМ (для двигателей с высотой оси вращения 50 - 100 мм) или мод. СЦО-2 (ради двигателей с высотой оси вращения 100 - 280 мм), что позволяет повысить производительность труда. При работе на токарном станке, чтобы избежать образования медной стружки и затяжки провода, желание использовать ножевые резцы или фрезы. Чтобы достать обмотку из пазов и при этом не портить сердечник, ослабляют сцепление обмотки с сердечником путем выжигания или размягчения пазовой изоляции.
Выжигание изоляции осуществляется в печи при температуре 350°С в ход 4 - 6ч. Изоляция обугливается и теряет прочность. Статор устанавливают горизонтально, иначе может произойти сдвиг сердечника в корпусе. Статор с алюминиевым корпусом нельзя выжигать (из-за изменения размеров корпуса, ослабления посадки сердечника).
При выжигании изоляции роторов надо снять контактные кольца. Увеличивать температуру выше 350° С нельзя, поскольку при этом может произойти нарушение межлистовой изоляции сердечника и магнитные свойства электротехнической стали ухудшаются.
Печи обеспечиваются вытяжной вентиляцией для отвода образующихся быть обугливании изоляции вредных газов, которые в дальнейшем нейтрализуются или дожигаются. Это существенный недостаток рассмотренного способа.
После извлечения корпуса машины, ротора, якоря их охлаждают прежде 50 - 60 °С и вынимают обмотку.
Второй способ разрушения изоляции заключается в том, что сердечник помещают для 6 - 8ч в ванну с 10%-м раствором подогретого до 80 - 90 °С едкого натра (каустической соды). После снятия обмотки со статора или ротора сердечники промывают в проточной воде и сушат. Это трудоемкий процесс, требующий большого расхода воды и нейтрализации отработанных растворов, соединять которые в ливневую канализацию нельзя.
Наиболее прогрессивным считается метод ослабления пазовой изоляции за счет высокочастотного нагревания сердечника. При этом теплота от сердечника передается пазовой изоляции посредством лак, который находится между ними, а от пазовой изоляции через лак к проводникам. быть интенсивном нагреве температура лака между сердечником и пазовой изоляцией будет выше, чем между пазовой изоляцией и проводниками, а цементирующая способность лака ниже.
Обмотку из нагретого сердечника извлекают единодушно с пазовыми коробочками, оставляя паз чистым. Дополнительные работы по очистке паза почти не требуются.
Высокочастотная установка типа ВЧИ-63/0,44 работает в диапазоне частот 429 - 451 кГц, ее номинальная мощность 63 кВт, средняя производительность 160 статоров за смену.
В небольших машинах обмотку извлекают вручную быть помощи крючков, захватывая ее за необрезанную лобовую часть. Со статоров больших размеров обмотку достают на специальных станках. Затем пазы очищают через остатков изоляции, используя напильники. Очищенные сердечники отправляют на мойку. , .
При извлечении стержней из роторов асинхронных двигателей с фазным ротором производят их осмотр, необходимые замеры и результаты заносят в ведомость дефектов. Определяют параметры бандажей и схемы обмотки (шаги по пазам, предисловие и конец фаз, переходы), длину вылета лобовых частей и направление изгиба стержней. В процессе разборки на роторе выбивают номера пазов, в которых расположены начало и путь фаз и переходные стержни.
Вначале срезают бандажи из стеклянной нетканой ленты или распаивают бандажи из стальной проволоки. Распайку выполняют электродуговым паяльником. Проволоку сматывают на барабан. Затем распаивают хомутики, которые соединяют концы стержней, снимают
их со стержней и зачищают их и стержни через припоя. Затем специальными ключами разгибают в двух местах стержень. Одним ключом удерживают стержень, а другим разгибают его. Стержни достают из пазов специальным приспособлением (рис. 2.21), которое хомутом 5 закрепляют на валу 6. аминь стержня 1 закрепляют в зажиме 2 и, вращая винт 4, вытягивают стержень из паза. Распорка 3 удерживает приспособление от сдвига.
После извлечения верхних стержней достают нижние. Пазы сердечника, нажимные шайбы, обмоткодержа-тели очищают через старой изоляции. Проверяют исправность пазов, для этого в них кладут один слой электрокартона толщиной 0,1 мм и прогоняют после него клин с учетом толщины гильзы. По отметкам на картоне определяют неисправные пазы и исправляют их. Стержни отправляют на освежение изоляции.
Перед разборкой обмотки якоря машины постоянного тока записывают необходимые данные. Разборку начинают с распайки бандажей и обмотки. Если обмотка соединена с коллектором сваркой, ее срезают на токарном станке.
Бели обмотка крепилась клиньями в пазах, их выбивают. прежде достают из пазов верхние стороны катушек, обрезают, снимают изоляцию между слоями и достают нижние стороны катушек. При этом под катушку заводят киперную или лавсановую ленту и, поднимая ее вверх, вытягивают катушку из паза. сообразно мере необходимости ленты передвигают вдоль катушки. В процессе разборки записывают параметры уравнительных соединений и места их расположения.
Бели катушки восстановленной изоляцией будут снова укладываться в якорь, доставать их необходимо беспричинно, чтобы по возможности меньше нарушить их геометрическую форму. Пазы якоря очищают от остатков изоляции, проверяют исправность пазов и отправляют надежда на мойку.
Если состояние изоляции удовлетворительное, но недостаток обнаружен в верхней части катушки, его можно выправить. В этом случае снимают бандажи, распаивают или высекают острым зубилом соединения катушки с коллектором и достают одну сторону катушки. Заменяют поврежденную изоляцию и укладывают катушку в паз.
Если поврежден медный провод, его наваривают медно-фосфор-ным припоем, зачищают и изолируют. Внимательно осматривают углубление. Очень важно найти причину нарушения изоляции.
Высоковольтные обмотки располагаются в открытых пазах, а катушки имеют термопластичную или термореактивную изоляцию. присутствие термопластичной изоляции катушечные группы разъединяют подогревом, используя сварочные генераторы постоянного тока. Форсировать нагрев нельзя, так как изоляция может вспучиться. Поэтому ток’нагрева не повинен превышать 0,4 - 0,6 номинального.
Из пазов выбивают клинья и обрезают крепления катушек, при этом стремятся сохранить прокладки. Катушки вынимают из пазов, используя ленты и клинья, которые забивают между верхней и нижней катушкой. Верхние стороны первых катушек, число которых равно шагу обмотки, оставляют в расточке статора, поскольку нижние стороны достать покамест невозможно. Следующие катушки достают из верхних и нижних сторон пазов и последними — нижние стороны первых катушек. Катушки отправляют на восстановление изоляции и производят дефектацию сердечника.
Катушки с термореактивной изоляцией достать из пазов рассмотренными способами невозможно. Термореактивная изоляция размягчается в разных растворах и около температуре 350 - 400 °С. Типовая технология этой операции отсутствует, поэтому ремонт обмоток с термореактивной изоляцией сложный и дорогой.
Выпрессовку подшипников скольжения из корпуса выполняют с помощью вертикального пресса в случае замены, а чаще всего при необходимости перезаливки вкладышей.
Подшипники электрических машин короткий мощности выпрес-совывают ударами молотка по деревянной подставке, стремясь не повредить корпус подшипника.
На крупных электроремонтных предприятиях при разборке двигателей 3 - 9-го габаритов серии А, А2 и двигателей с высотой оси
вращения 100 - 250 мм серии 4А используют разборочный конвейер, какой оборудован разборочным стендом. Двигатель устанавливают на конвейер. Отворачивают болты, которые крепят коробку выводов и панель. Снимают кожух наружного вентилятора, внешний вентилятор, болты, крышки подшипников и подшипниковые щиты, пружинные кольца для подшипника. Двигатель устанавливают на разборочный стенд (рис. 2.19) и крепят его следовать лапы нажимным приспособлением 6, располагая рабочим концом вала к подвижной стойке 1. При помощи электропривода 2 устанавливают пиноли 3 на высоту оси вращения и, передвигая стойку 1 направо, фиксируют двигатель в пи-нолях. Правая стойка 4 неподвижная. Включают перемещение стола 7 влево. Стол двигается по направляющим 8, присутствие этом выпрессовы-вается левый подшипниковый щит из внешнего кольца подшипника и правый подшипниковый щит из замка на корпусе. Устанавливают опорную вилку (для рис. 2.19 не показана) между левым подшипником и корпусом двигателя и включают перемещение стола 7 вправо. При этом выпрессовывается правый подшипниковый щит из замка корпуса и левый подшипник вала. Устанавливают опорную втулку промеж правым подшипником и корпусом и включают перемещение стола 7
влево. При этом выпрессовывается правый подшипник вала. Затем выводят пиноли 3 стоек с центров вала, переворачивают стол 5 с двигателем для 60 - 90°, снимают крышки подшипников, подшипники и подшипниковые щиты. Приспособлением или вручную выводят ротор со статора. Затем ослабляют зажимные устройства и снимают статор.
На все детали навешивают бирки с номером и отправляют статор в улучшение, а остальные детали и узлы на мойку.
Если ротор не короткозамкнутый, а имеет обмотку из медного провода, его отправляют вместе со статором.
При разборке машин используют пневматические либо электрические гайковерты со сменными головками, гаечные ключи с открытым зевом, торцевые и другие, приспособления для снятия пружин и т. п.
Разборка каждого типа крупного электродвигателя имеет особенности, обусловленные конструкцией, местом установки, наличием грузоподъемных механизмов и др.
Подшипники качения и скольжения, вентилятор, вал и другие детали механической части машины очищают, промывают синтетическими моечными средствами и вытирают. Статоры и роторы электродвигателей средней и малой мощностей, комплектующие и крепежные детали кладут в корзину (контейнер) и на 10 - 15 мин опускают в ванну с 1,5 - 3%-м раствором кальцинированной соды и затем промывают проточной горячей водой. Более эффективным является применение специальных моечных машин (рис. 2.20). В качестве моющего имущество используют раствор кальцинированной соды, смесь, состоящую из Зкг кальцинированной соды, 2 кг жидкого стекла, 25 кг "Эмульсо-ла" и 900 л воды, или другие жидкости. Моющая жидкость подается
Рис. 2.20. Передвижная моечная машина ММД-120:
1 — тележка; 2 — патрубок; 3 — ванна; 4 — полка; 5 — крышка; б — электронасос; 7 — бачок; 8 — перегородки
из бачка 7 в ванну 3 с через электронасоса 6 и металлической трубы, заканчивающейся гибким шлангом из маслостойкой резины. На полке 4 размещаются мелкие промываемые детали. Загрязненная
моющая жидкость сливается по патрубку 2 в бачок 7 с перегородками 8, которые образуют в нем отстойник грязи. Процесс мытья составляет 15 - 20 мин.
Детали электрической части машины тщательно очищают от пыли, грязи и смазочного материала. около необходимости обмотки обдувают сжатым воздухом, обтирают, а затем промывают синтетическими моющими жидкостями, которые наносят на обмотку с помощью пульверизатора. Очищенные и пригодные для повторного использования детали маркируют, а неисправные отправляют в электроремонтный общество.
При выполнении работ по разборке машины и очистке ее деталей необходимо строго выполнять правила безопасности, извлекать только проверенные тросы и исправные грузоподъемные приспособления, соответствующие массе поднимаемого груза. При работе с токсичными и легковоспламеняющимися моечными жидкостями принимать меры, которые исключают отравление их парами и загорание при соприкосновении с открытым огнем, используя спецодежду, спецобувь и необходимые имущество индивидуальной защиты (очки, перчатки, респираторы и т. п.).
Табл. 2.7. Допустимые значения воздушного зазора электродвигателей
Частота
Зазор (мм) при мощности двигателя, кВт
|
вращения, |
перед 0,2 |
0,2- |
1 - |
2,5 - |
5,0 - |
10 - |
20 - |
50 - |
100 - |
200 - |
|
об/мин |
1,0 |
2,5 |
5,0 |
10,0 |
20 |
50 |
100 |
200 |
300 |
|
|
500 - 1500 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,65 |
0,8 |
1,0 |
|
3000 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,5 |
0,65 |
0,8 |
1,0 |
1,25 |
1,5 |
Воздушный зазор измеряют с двух противоположных торцов электродвигателя калибровочным щупом, который вводится через специальные или наблюдательные люки в торцевых щитах. С каждой стороны измерения производят в четырех точках, смещенных одна относительно видоизмененный на 90°. Зазор определяют как среднее арифметическое всех замеров.
В асинхронных двигателях нормируется также неравномерность зазора, которая определяется как отношение значения зазора в данной точке к его среднему значению. Отклонение не должен превышать 10%.
Некоторые электродвигатели не имеют люков в щитах. В этом случае зазор измеряют после их разборки. Ротор укладывают непосредственно на статор и замеряют зазор о\ вопреки самой верхней части расточки статора. Затем ротор поворачивают на 90° и измеряют зазор <Т2 напротив той же точки статора. Зазор определяют по формуле
0Ър - {р\ + "г) ‘4
фортель и последовательность операций при разборке в значительной степени определяются мощностью и конструкцией машины. Для разборки крупных машин необходимы специальный инструмент и сложные ремонтные приспособления. быть разборке машин малой и средней мощности пользуются слесарным инструментом и несложными приспособлениями.
Электрические машины должны приниматься в ремонт с демонтированными передаточными и соединительными деталями. Но не всегда клиент имеет техническую возможность осуществить это.
Перед снятием детали откручивают стопорный винт или выбивают шпонку, которая фиксирует деталь для валу. Места посадки рекомендуется залить керосином. Для снятия деталей, посаженных на вал, применяют двух- или трехлапчатые съемники (рис. 2.13).
присутствие снятии шкива 5 лапы 4 съемника накладывают на внешнюю поверхность шкива. Вращая рукоятку 2, перемещают гайку 3 влево, при этом лапы плотно захватывают деталь. после, вращая рукоятку 1, стягивают шкив с вала. Лапы съемника позволяют захватывать детали, а гайка 3, которая двигается по резьбовой втулке, фиксировать положение лап. Тяговое усилие, которое создается ручным съемником, составляет 25 - 30 кН.
Работы, производимые с через съемника, как правило, выполняются двумя рабочими: один поддерживает лапы, а второй вращат рукоятку.
чтобы снятия шкивов, шестерен или полумуфт, имеющих аксиальные отверстия, используют съемник (рис. 2.14), с которым может работать
Рис. 2.13. Эскиз лапчатого съемника при демонтаже шкива уединенно рабочий. Траверса 1 съемника с помощью болтов 4 соединяется с демонтируемой деталью 2. При затяжке винта 5 происходит снятие детали с вала
Для предотвращения проворачивания ротора около затяжке винта одно плечо траверсы упирается в подставку из рессорных труб 3. При разборке более крупных деталей применяются гидросъемники, в которых усилие создается гидропрессом.
ООО
В некоторых случаях для облегчения работы детали подогревают. Нагрев необходимо водить интенсивно, одной - двумя газовыми горелками, начиная от края детали и постепенно приближаясь к ступице. Температуру контролируют с помощью оловянного прутка, который начинает плавиться около температуре около 250° С. Чтобы уменьшить нагрев вала, его обертывают асбестовым картоном, смоченным в воде. Очень эффективно использование токов высокой частоты; при этом возвышенность практически не нагревается.
Разборку электрических машин малой мощности, например асин-
к хронных двигателей мощностью до 100 кВт, производят в такой после-
н ( довательности:
• снимают кожух наружного вентилятора и вентилятор (у двигателей закрытого обдуваемого исполнения);
• откручивают болты, которыми прикреплены к станине передний (согласный со стороны, противоположной приводу) и задний (расположенный со стороны привода) щиты, а также болты, которые крепят крышку подшипников со стороны привода;
• снимают задний щит легкими ударами молотка из мягкого материала — дерева, цветного металла и т. д.;
• вынимают ротор из статора, чтобы чего легкими толчками подают ротор в сторону переднего щита и выводят щит из замка. Затем, поддерживая ротор, вынимают его из статора. При этом следят,
‘ чтобы не повредились лобовые части обмотки, крылья вентиля-
тора и другие детали; снимают авангард щит с подшипника, посаженного на вал ро-
, тора, легкими ударами молотка из мягкого материала, предва-
В рительно открутив болты, которыми крепится подшипниковая крышка.
»
У электродвигателей с контактными кольцами заранее снимают кожух контактных колец и щетки, при необходимости и подшипники вала. В этом случае предварительно снимают контактные кольца, для чего отпаивают соединительные хомутики от выводных концов, откручивают болты, которыми крепят отвододержатель (коли он предусмотрен по конструкции), снимают с канавки вала стопорное кольцо.
► При съеме подшипниковых щитов машин мощностью 50 кВт и
больше их равномерно отводят отжимными болтами до тех пор, покамест
они не выйдут из центрирующей заточки станины. Если по конструк-
ции отжимные болты не предусмотрены, щиты снимают винтовыми или гидравлическими приспособлениями. В некоторых машинах под-
шипниковый защита выводят с заточки статора рычагом, который вводится в отверстие между торцом станины и краем щита.
После снятия одного из подшипниковых щитов обстановка ротора
по отношению к статору изменяется: ротор принимает наклонное положение (образуется перекос). Поэтому перед снятием щита крупных машин почти конец вала устанавливают домкрат или ротор подвешивают
‘ ■ за конец вала с через тали. Затем закладывают в нижнюю часть
расточки подкладку из электрокартона и только после этого освобождают капут вала от домкрата или тали.
Одной из ответственных операций является вывод ротора из расточки статора: если статор зацепится после сердечник или обмотку, это может привести к серьезным повреждениям. Масса роторов и якорей крупных машин достигает нескольких тонн, поэтому такую операцию необходимо вверять лицам, которые имеют достаточный опыт такелажных работ. Выемку роторов и якорей машин малой мощности выполняют вручную, без применения каких-либо приспособлений. Способы и приемы выемки роторов и якорей машин средней и большой мощности зависят от их конструкции, массы, а также через имеющихся подъемных приспособлений.
Широко распространен способ выемки роторов и якорей машин средней мощности с помощью удлинителя — толстостенной трубы, насаженной на конец вала (рис. 2.15, а). Машину устанавливают в строго горизонтальное правило; строп, длина которого должна быть в 4 -5 раз больше длины вала, набрасывают на конец вала и для удлинитель и подвешивают к крюку. Чтобы предотвратить скольжение стропа при натяжении, в случае резкого крена ротора (якоря), строп накладывают не на ровную часть вала, а для то место, где имеется ступенька-переход от одного диаметра вала к другому. Для этой же цели к удлинителю приваривают специальное упорное кольцо, а подвеску для крюк делают в виде петли-удавки. Строп не должен находиться на шейке вала, дотрагиваться вентилятора, контактных колец, коллектора и обмотки. Если лобовые части обмотки статора выступают из корпуса, то между стропом и корпусом кладут предохранительный деревянный брусок. После подвески стропа каждую его ветвь регулируют таким образом, дабы при пробном натяжении стропа ротор находился в строго горизонтальном положении. Затем с помощью крана ротор приподнимают и сдвигают в сторону, показанную на рис. 2.15, б стрелкой, накануне того положения, пока строп не подойдет близко к лобовой части обмотки статора. Свободный конец вала опускают для заранее подготовленную шпальную выкладку, а конец ротора со стороны удлинителя — на сердечник статора, защищенный прокладкой из электрокартона (можно извлекать также ленточный строп). После этого осуществляют перестропывание, строп набрасывают на крюк и на бочку ротора сообразно центру тяжести ротора (рис. 2.15, е). Центр тяжести находят путем перемещения стропа по ротору с последующим натяжением его до такого положения, если подвешенный ротор будет находиться в строго горизонтальном положении. После выверки натяжения стропа ротор окончательно выводят из расточки статора. присутствие этом все время проверяют воздушный зазор.
Более точным является способ выемки ротора быть помощи скобы, насаженной ступицей на вал ротора (рис. 2.15, б). Для выемки ротора
захват 1 устанавливают для скобе 2 со ступицей 4 в таком положении, чтобы при натяжении троса ротор находился в горизонтальном положении и не касался статора. Небольшую регулировку положения ротора выполняют хвостовиком 3 скобы 2.
Рис. 2.15. Способы вывода ротора (якоря) из статора:
о — с помощью удлинителя из толстостенной трубы; б — с помощью скобы; в — уравновешиванием массы ротора (якоря); г — специальным приспособлением, установленным иа станине электрической машины; 1 — серьга; 2 — скоба; 3 — хвостовик, 4 — ступица; 5 — прокладка из картона; 6 — швеллерная дерево
При отсутствии стационарного подъемного приспособления используют переносное, которое устанавливают на корпусе машины (рис. 2.15, г). Оно состоит из двух швеллерных балок 6, повернутых одна к другой своими широкими сторонами и скрепленных между собой сквозь 40 - 60 мм болтами с дистанционными втулками. Для крепления
балок используются грузовые болты (рым-болты) станины или отверстия для крепления торцевых щитов к станине. Под высокий конец балок подводят упорную стойку. В промежутке между балками помещают два винтовых домкрата, которые могут перемещаться вдоль нее.
При общей разборке электрических машин постоянного тока серии П прежде снимают крышки с коробки выводов и переднего подшипникового щита, отсоединяют проводники, которые связывают щеткодержатели с катушками добавочного полюса, проводники, соединяющие щеткодержатели с контактом в коробке выводов, и вынимают щетки из гнезд щеткодержателей. Для защиты от механических повреждений коллектор обматывают листом электрокартона и закрепляют лентой или шпагатом. После этого откручивают болты, которые крепят подшипниковые щиты к станине, закручивают отжимные болты в отверстия подшипниковых щитов и выводят бортики последних из расточки станины, разом придерживая за конец вала якорь, чтобы избежать его удара о нижний полюс машины. после сдвигают подшипниковые щиты с шарикоподшипников, высовывают якорь из станины в сторону свободного конца вала (вентилятора) и вынимают якорь из станины. Дальнейшая разборка машины зависит от того, какие части будут ремонтировать, а какие возмещать.
При общей разборке синхронной электрической машины сначала отсоединяют провода, соединяющие обмотку возбудителя со щеточным аппаратом, откручивают гайки стопорного винта, которыми подшипниковый щит прикреплен к станине, выводят отжимными болтами задний подшипниковый защита из расточки станины и снимают его с капсулы подшипника. После этого откручивают болты, которыми крепится подшипниковый щит к станине со стороны возбудителя, и выводят его из расточки станины отжимными болтами. Затем опускают ротор на статор, положив прежде под него лист электрокартона, сдвигают подшипниковый щит вместе с укрепленной на нем станиной возбудителя с капсулы подшипника и выводят ротор синхронной машины коллективно с якорем возбудителя из статора.
При детальной разборке снимают подшипники качения, коллектор, контактные кольца и вентилятор, выпрессовывают вал ротора (якоря) и подшипники скольжения. Ниже приведены виды детальной разборки.
Подшипники качения с вала снимают с помощью съемников (рис. 2.16), прикладывая старание к внутренней обойме. Это можно сделать лапчатым съемником, который имеет глубокие губки.
Подшипники можно скидывать также, используя подшипниковые крышки 1 (рис. 2.16, а) и устанавливая между ними и подшипником специальные прокладки 2, или, если есть весь, хомут 3 (рис. 2.16, б). Часто применяют гидравлические съемники (рис. 2.17).
-560
Рис. 2.17. Гидравлический подвесной съемник для снятия подшипников с валов электродвигателей 6 - 9-го габаритов: 1 — скоба; 2 — тяга; 3 — цилиндр; 4 — уплотнение; 5 — штуцер; 6 — поршень
При снятии подшипников с вала надо принять меры предосторожности, которые исключают повреждение подшипника и вала машины.
В большинстве электрических машин посадка подшипника на вал выполнена с натягом его внутреннего кольца, поэтому старание при съеме должно прикладываться к торцу этого кольца. Подшипники, посаженные на волна с большим натягом, снимают с помощью гидравлических съемников.
Коллектор с вала снимают после отсоединения обмотки якоря от пластин коллектора. Тяги съемного приспособления прикладывают только к его втулке разве ее крепежным элементам.
Контактные кольца с вала фазного ротора снимают после отсоединения от них выводов обмотки с помощью съемников.
Снятие вентилятора с вала осуществляется при необходимости ремонта иначе замены вентилятора, вала, обмотки обычными съемниками. При посадке втулки вентилятора с натягом ее предварительно подогревают.
Выпрессовку вала из сердечника ротора (якоря) выполняют при необходимости перешихтовки сердечника, ремонта или замены вала. Эта действие, требующая приложения больших усилий, осуществляется с помощью гидравлических прессов или домкратов. При выпрес-совке вала (рис. 2.18) необходимо исполнять следующие требования:
• опорная поверхность пресса должна быть строго перпендикулярна к оси вала;
• направление усилия, которое создается прессом, надо быть совмещено с осью вала;
• давление на сердечник с чугунными нажимными шайбами должно передаваться путем сменную опорную втулку.
Рис. 2.18. Схема выпрессовки вала из сердечника ротора: 1, 4 — соответственно шток и поперечина пресса: 2 — сердечник; 3 — опорная втулка; 5 — штурвал регулировки высоты вертикальной опоры; 6 — передвижная защита; 7 — рельс
Электрические машины, которые поступают на электроремонтное предприятие (в общество), регистрируют в журнале и отправляют на склад.
Очередность передачи со склада в ремонт зависит от даты поступления и типа машин (подбирают однотипные машины). Во эра пред-ремонтных испытаний выявляются дефектные узлы и части машины и определяется характер и объем ремонта. Некоторые машины могут быть отремонтированы без полной замены обмоток; в этом случае ограничиваются ликвидацией мелких дефектов изоляции сиречь выводных концов. Иногда в ремонт ошибочно поступают исправные машины. Выявление таких машин — одна из задач предремонтных испытаний.
Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками машины с номинальным напряжением накануне 500 В включительно измеряют мегаомметром на 500 В; машины с номинальным напряжением свыше 500 В — мегаомметром на 1000 В. Сопротивление измеряют по очереди чтобы каждой электрически независимой цепи при соединении всех других цепей с корпусом машины. По окончании измерений цепи разряжают на заземленный корпус машины. Продолжительность разрядки обмоток для номинальное напряжение 3000 В и выше следующая: обмотки машины мощностью до 1000 кВт (кВ-А) — не менее 15 с; обмотки машин большей мощности — не менее 1 мин.
Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками (Мом) должен быть не менее значения, получаемого по формуле (но не менее 0,5 Мом):
R= 17(1000 + 0,01 Р),
где V — номинальное напряжение обмоток, В; Р — номинальная мощность машины: чтобы постоянного тока в кВт; для переменного тока в кВ-А.
Необходимо отметить, что сопротивление изоляции у машин с неповрежденными, неувлажненными и незагрязненными обмотками обычно гораздо больше, чем минимально допустимое, вычисляемое по приведенной выше формуле.
Испытания электрической прочности изоляции обмоток и коллектора относительно корпуса машины и между обмотками производят с помощью трансформатора путем приложения напряжения требуемой величины (частотой 50 Гц) в ход 1 мин. Нормативы испытательного напряжения приведены в табл. 2.5.
Испытания изоляции относительно корпуса проводят по очереди для каждой электрически независимой цепи. Один вывод источника испытательного напряжения соединяют с выводом испытываемой обмотки, следующий надежно заземляют и подключают к заземляемому корпусу машины, с которым на время испытания данной обмотки электрически соединяют все другие обмотки, которые не участвуют в испытании.
Табл. 2.5. Нормативы испытательного напряжения
|
Наименование детали |
И-пытательное старание (В) при номинальном напряжении, В |
||
|
до 230 |
440 |
550 |
|
|
Изготовленная или переизолированная катушка после укладки в пазы и заклиновки, перед соединения схемы |
2000 |
2300 |
2600 |
|
То же после соединения, пайки и изолирования схемы |
1700 |
2000 |
2200 |
|
Старая катушка, не де нтированная из пазов |
15ПП |
1 00 |
100 |
|
Все обмотки после соединения схемы при |
1500 |
2000 |
2200 |
Соединенные фазы многофазных обмоток считают ради одну цепь, если начало и конец каждой фазы не обеспечены отдельными выводами, и всю многофазную обмотку испытывают относительно корпуса машины совершенно. Если имеются выводы от начала и конца каждой фазы, испытания проводят по очереди для каждой фазы присутствие соединении других фаз с корпусом машины. Результаты испытания изоляции обмотки относительно корпуса и между обмотками считаются удовлетворительными, если во время испытания не происходит пробоя изоляции или перекрытия ее скользящими разрядами.
около испытаниях межвитковой изоляции обмотки она должна в течение 5 мин выдерживать повышенное напряжение. Испытания проводят на холостом ходу электрической машины через повышения подводимого (для электродвигателей) или генерируемого (для генераторов) напряжения на 30% сверх номинального. ради вращающейся машины допускается одновременно повышение частоты вращения до 15 %.
Для машин постоянного тока с числом полюсов более четырех испытательное напряжение надо быть таким, чтобы среднее напряжение между смежными коллекторными пластинами составляло не более 24 В. Синхронные машины, в которых быть номинальном токе возбуждения напряжение холостого хода превышает номинальное напряжение более чем на 30 %, испытывают около напряжении холостого хода, соответствующем номинальному току возбуждения.
При испытании трехфазных асинхронных двигателей с фазным ротором напряжение повышают при неподвижном роторе и разомкнутой обмотке; быть испытании двигателей с короткозамкнутым ротором — на холостом ходу.
Машины с многовитковыми катушками (секциями), обмотки которых имеют номинальное напряжение до 600 В включительно, допускается испытывать с использованием напряжения повышенной частоты.
присутствие испытаниях на холостом ходу, кроме определения величины тока и испытания межвитковой изоляции, проверяют состояние механической части машины, степень нагревания подшипников, мочь проворачивания от руки машин малой мощности без зацепления, стука и посторонних шумов. Хотя ток холостого хода является ненормированной величиной, его увеличение сверх заводского значения свидетельствует о наличии дефектов — аксиальном смещении ротора (якоря) сообразно отношению к статору, увеличении воздушного зазора между ротором и статором, использовании при предыдущих ремонтах меньшего числа витков в обмотках и листов стали в сердечниках при перешихтовке и др.
Неравномерность тока холостого хода сообразно отдельным фазам электродвигателя не должна превышать 4,5 % его среднего значения.
Температура подшипников качения не должна превышать 100 °С, подшипников скольжения — 80° С (температура масла при этом не больше 65° С)
Воздушный зазор среди статором и ротором, а также между полюсами и якорем (ротором) машин постоянного тока и синхронных оказывает существенное влияние на их эксплуатационные параметры, особенно асинхронных двигателей, где возвышение воздушного зазора приводит к увеличению тока холостого хода, уменьшению коэффициента мощности и КПД. Увеличение воздушного зазора на 1 % вызыва-
ет возрастание тока холостого хода для 0,6 % и снижение коэффициента мощности на 0,3 %. Поэтому, если воздушный зазор ремонтируемого электродвигателя больше заводского, то пред ремонтом двигателя его обмоточные данные пересчитывают. Мощность такого электродвигателя после пересчета практически невозможно довести до паспортной, однако она все же будет больше, чем при перемотке по старым обмоточны данным.
присутствие резком увеличении воздушного зазора в мощных электродви гателях с короткозамкнутым ротором предварительно осуществляют механический ремонт ротора, при котором для поверхность наносят слой стали и обтачивают ротор до требуемого размера.
Двигатель ие развора- Отсутствует ток в статоре из-за перегорания предо-чивается хранителя или выключения неисправного автомати-
ческого выключателя
для испытательной станции проводят испытания новых конструкций, узлов и деталей, а также послеремонтные испытания электрических машин. Станция должна быть оснащена испытательным оборудованием, электрическими приборами и защитными средствами.
Отделочные работы осуществляют, как правило, в изоляционно-обмоточном отделении на участке окраски и сушки.
|
1 |
2 |
|
Двигатель не разворачивается самопроизвольно, но при разворачивании от руки работает толчками и сильно гудит |
Обрыв в одной фазе тенета или внутренний обрыв в обмотке статора при соединении фаз "звездой" |
|
Двигатель вращается вхолостую, но около нагрузке останавливается |
Пониженное напряжение в сети, неправильное соеди нение фаз обмотки статора "звездой". Если обмотка соединена "треугольником", то, вероятно, имеется обрыв в цепи одной из фаз обмотки статора |
|
Двигатель гудит, ротор вращается долго, ток во всех трех фазах разный и даже на холостом ходу превышает номинальный |
Обрыв одного или нескольких стержней обмотки ротора; неправильное соединение начала и конца обмотки статора (фаза "перевернута") |
|
Двигатель нагревается быть номинальной нагрузке |
Витковое замыкание в обмотке статора, ухудшение условий вентиляции в результате загрязнения вентиляционных каналов |
|
Недопустимо низкое сопротивление изоляции обмотки статора |
Увлажнение или сильное загрязнение изоляции обмотки статора; старение или повреждение изоляции |
|
Двигатель вибрирует во век работы и после отключения при частоте вращения ротора, близкой к номинальной |
Нарушение соосности валов, неуравновешенней ть ротора (дисбаланс) |
|
Двигатель сильно вибрирует, но вибрация прекращается затем отключения его от сети, двигатель сильно гудит, ток в фазах разный, наедине из участков статора быстро нагревается |
Короткое замыкание обмотки статора |
|
Асинхронные двигатели с фазным ротором |
|
|
Двигатель не развивает номинальной частоты вращения |
Нарушение контакта в двух или трех фазах пускового реостата; нарушение электрической цепи между пусковым реостатом и обмоткой ротора |
|
Двигатель медленно увеличивает живость, ротор сильно нагревается даже при небольшой нагрузке |
Замыкание части обмотки ротора на заземленный корпус двигателя; нарушение изоляции среди контактными кольцами и валом ротора |
|
1 |
1 2 |
|
Машины постоянного тока |
|
|
Искрение под всеми |
Щетки установлены не на магнитной нейтрали или |
|
щетками для холостом |
расстояния между отдельными бракетами неодина- |
|
ходу |
ковые; щетки неправильно установлены в щеткодер- |
|
жателях; сильно загрязнен коллектор |
|
|
Искрение под частью |
Неодинаковые расстояния между бракетами сообразно |
|
щеток на холостом хо- |
окружности коллектора или отдельные бракеты |
|
ДУ |
слабо закреплены и вибрируют; отдельные щетки |
|
неплотно прилегают к коллектору или очень прижа- |
|
|
ты к нему; загрязнены тож окислены контакты в то |
|
|
кособирающих кольцах, между щеткодержателями и |
|
|
бракетами, щеткодержателями и щетками |
|
|
Машина начинает ис- |
Щетки находятся не на нейтрали; неправильно |
|
крить при частичной |
включена обмотка добавочных полюсов, который дает |
|
нагрузке, а на холостом |
неправильное чередование главных и добавочных |
|
ходу не искрит |
полюсов |
|
Щетки равномерно ис- |
Большой или жалкий зазор между якорем и доба- |
|
крят при нагрузке, а на |
вочными полюсами; отдельные добавочные полюса |
|
холостом ходу машина |
слабо прижаты либо не поставлены прокладки меж- |
|
не искрит |
ду станиной и полюсами |
|
Щетки искрят, генера- |
Витковое замыкание в обмотке якоря, некоторые со- |
|
тор плохо возбуждает- |
седние пластины имеют задиры и между ними про- |
|
ся, а двигатель пло- |
исходит замыкание; замыкание витков в катушке от |
|
хо разворачивается или |
оставшегося при пайке олова |
|
работает с ненормаль- |
|
|
ной скоростью, обмот- |
|
|
ка якоря коегде силь- |
|
|
но нагревается |
|
|
Щетки искрят, на- |
Нарушение соединений между обмоткой якоря и кол- |
|
блюдается почернение |
лектором; отпаялись уравнительные соединения |
|
коллекторных пла- |
|
|
стин. впоследствии чистки |
|
|
чернеют одни и те |
|
|
же коллекторные |
|
|
пластины Изоляция |
|
|
между коллекторными |
|
|
пластинами выгорела |
|
|
Якорь сильно нагре- |
Неравномерный зазор в машине (плохая центровка |
|
вается даже в иена- |
при монтаже машины, износ подшипников) |
|
груженной машине, а |
|
|
щетки одного полюса |
|
|
искрят сильнее щеток |
|
|
других полюсов |
|
1 |
1 2 |
|
быть работе машины |
Коллектор сильно загрязнен в результате сильно- |
|
наблюдается легкое |
го износа щеток; неровная поверхность коллекто- |
|
круговое искрение, по |
ра; несоответствующий характер щеток, плохой уход за |
|
поверхности коллек- |
машиной |
|
тора со щеток одного |
|
|
полюса на щетки |
|
|
другого полюса пере- |
|
|
скакивают отдельные |
|
|
искры |
|
|
Щетки дрожат; искрят, |
Биение коллектора, вызванное его неровной поверх- |
|
весьма шумят; коллек- |
ностью, между пластинами выступает изоляция, |
|
тор и щетки сильно на- |
неправильная установка щеток |
|
греваются |
|
|
Круговой огонь по палка- |
Щетки установлены не на нейтрали; обмотка до- |
|
лектору |
бавочных полюсов включена неправильно и по- |
|
этому главные и добавочные полюса неправильно |
|
|
чередуются |
|
|
Вся машина равномер- |
Перегрузка машины; вентиляционные пути и каналы |
|
только перегрета |
забиты; не работает вентилятор |
|
Генератор плохо возбу- |
Витковое замыкание в обмотке якоря; замыкание от- |
|
ждается, а двигатель |
дельных коллекторных пластин |
|
плохо разворачивается |
|
|
или разворачивается |
|
|
толчками |
|
|
Перегрев обмотки воз- |
Большой ток возбуждения; витковое замыкание в относительный- |
|
буждения |
мотке возбуждения; неправильно соединены катуш- |
|
ки возбуждения |
|
|
Генератор не возбу- |
Генератор утратил остаточный магнетизм, непра- |
|
ждается |
вильное направление вращения; оборвана цепь па- |
|
раллельной обмотки возбуждения или сопротивле- |
|
|
ние цепи превышает критическое; короткое замыка- |
|
|
ние в обмотке якоря, среди пластинами коллекто- |
|
|
ра; обрыв обмотки якоря; неправильное положение |
|
|
щеток |
|
|
Генератор возбуждает- |
Недостаточная частота вращения; щетки находятся |
|
ся, но дает понижен- |
не на нейтрали; неправильное соединение катушек |
|
ное старание на хо- |
обмотки возбуждения |
|
лостом ходу |
|
|
Генератор на холостом |
В генераторе смешанного возбуждения последова- |
|
ходу дает номинвльное |
тельная обмотка включена встречно и размагничи- |
|
напряжение, ио при для- |
вает поток полюсов; обмотки добавочных полюсов |
|
грузке оио резко сни- |
включены неправильно |
|
жается |
Двигатель при включе- Разрыв цепи тока якоря в результате перегорания
нин не вращается предохранителей, обрыва цепи в реостате иначе в двигателе
Двигатель под нагруз- Неправильное включение обмотки возбуждения, кокой не запускается, хо- торое приводит к резкому ослаблению магнитного тя в якоре есть ток потока, витковое замыкание в обмотке возбуждения
Скорость двигателя При скорости выше номинальной магнитный наводнение при номинальном на- ослаблен за счет включенных в цепь возбуждения сопряжении выше alias противлении или щетки смещены с нейтрали против ниже номинальной направления вращения
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите виды ремонта электрических машин.
2. Какие существуют формы организации ремонтов?
3. Что входит в типовой величина работ по техническому обслуживанию электрических машин?
4. Что включает типовой объем работ при текущем ремонте электрических машин?
5. Перечислите типовой величина работ при капитальном ремонте.
6. Технические условия ремонта.
7. Что такое предремонтные испытания электрических машин?
8. Какую структуру имеют электроремонтные предприятия?
9. Перечислите типовые работы при ремонте электрических машин.
10. Назовите неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
11. Неисправности асинхронного двигателя с фазным ротором.
12. Какие неисправности бывают в синхронных машинах?
13. Назовите причины искрения в машинах постоянного тока.
14. Что может таиться причиной перегрева машины постоянного тока? Какие еще неисправности характерны для машин постоянного тока?
Чтобы определить объем ремонта электрической машины, необходимо выявить фасон ее неисправностей. Неисправности электрической машины разделяют на внешние и внутренние.
К внешним неисправностям относятся: обрыв одного или нескольких проводов, соединяющих машину с сетью, или неправильное соединение; перегорание плавкой вставки предохранителя; неисправности аппаратуры пуска иначе управления, пониженное или повышенное напряжение питающей сети; перегрузка машины; плохая вентиляция.
Внутренние неисправности (повреждения) электрических машин могут быть механическими и электрическими.
Механические повреждения: нарушение работы подшипников; неправильность или поломка вала ротора (якоря); разбалтывание пальцев щеткодержателей; образование глубоких выработок ("дорожек") на поверхности коллектора и контактных колец; ослабление крепления полюсов или сердечника статора к станине; обрыв alias сползание проволочных бандажей роторов (якорей); трещины в подшипниковых щитах или станины и др
Электрические повреждения: межвитковые замыкания; обрывы в обмотках; пробой изоляции на корпус; старение изоляции; распайка соединений обмотки с коллектором; неправильная полярность полюсов; неправильные соединения в катушках и др.
Основные неисправности электрических машин приведены в табл. 2.4