Руководство по ремонту машин постоянного тока

Техническое обслуживание двигателей постоянного тока

Эксплуатация электрических машин включает содержание их в исправном состоянии, устранение мелких неисправностей и ремонт. Основой правильной эксплуатации электрических машин являются эксплуатационные документы.
Они поставляются заводом-изготовителем вместе с машиной.

В число эксплуатационных документов входят: техническое описание; инструкция по эксплуатации; инструкция по техническому обслуживанию; инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке машин; формуляр, который составляется для машины, технические данные которой гарантируются заводом; ведомость запасных частей, инструментов и устройств, в которой указываются комплекты запасных частей, инструментов, приспособлений и материалов; ведомость эксплуатационных документов.

В результате практики эксплуатации оборудования на предприятиях разных отраслей промышленности сложилась так называемая система планово-предупредительного ремонта, под которой понимают плановый комплекс работ по поддержанию электрических машин и другого электрооборудования в рабочем состоянии.

В зависимости от особенностей, степени повреждений и износа электрических машин, а также трудоемкости ремонтных работ различают следующие виды ремонта: текущий, средний и капитальный.

Текущий ремонт является минимальным по объему видом ремонта, при котором обеспечивается нормальная эксплуатация машины до следующего планового ремонта. Во время текущего ремонта устраняются неисправности путем замены или обновления отдельных быстроизнашиваемых деталей, а также выполняются регулировочные работы. Этот ремонт производится эксплуатационным персоналом или ремонтными службами на месте установки машин.

Средний ремонт заключается в восстановлении эксплуатационных характеристик электрической машины путем ремонта или замены только изношенных или поврежденных деталей. Кроме того, обязательно проверяют техническое состояние остальных частей и ликвидируют обнаруженные неисправности. Может проводиться капитальный ремонт отдельных основных узлов. Средний ремонт выполняется подвижными или стационарными ремонтными службами.

Капитальный ремонт включает полную разборку и дефекта-цию электрической машины, замену или ремонт всех составных частей, проверку их состояния, сборку машины, регулировку и испытание. Выполняется стационарными ремонтными предприятиями.

Типовой объем работ по техническому обслуживанию включает: ежедневный надзор за выполнением правил эксплуатации в соответствии с инструкцией завода-поставщика (контроль нагрузки, температуры отдельных узлов электрической машины, температуры охлаждающей среды при замкнутой системе охлаждения, наличия смазочного материала в подшипниках, отсутствие посторонних шумов и вибраций контактных колец и др.), ежедневную проверку исправности заземления, контроль за выполнением работающими на электрооборудовании правил техники безопасности, отключение электрических машин в аварийных ситуациях; мелкий ремонт, который выполняется во время перерывов в работе основного технологического оборудования и не требует специальной остановки электрических машин (подтяжка контактов и креплений, замена щеток, регулирование траверс, подрегулирование пуско-регулировочной аппаратуры и системы защиты, чистка доступных частей машины и т. д.), участие в приемо-сдаточных испытаниях после монтажа и наладки электрических машин и систем их защиты и управления; плановые осмотры машин по утвержденному главным энергетиком графику с заполнением карты осмотра.

Типовой объем работ при текущем ремонте содержит: выполнение операций по техническому обслуживанию, отключение машины от питающей сети и от приводного механизма, очистку внешних поверхностей от загрязнения; разборку электрической машины в необходимом для ремонта объеме; проверку подшипников, их промывку, замену подшипников качения, если зазоры в них превышают допустимые, проверку, очистку и ремонт крепления вентилятора; проверку и ремонт системы принудительной вентиляции, осмотр, очистку и продувание сжатым воздухом обмоток, коллектора, вентиляционных каналов, проверку состояния и надежности крепления лобовых частей обмоток, ликвидацию выявленных дефектов, устранение местных повреждений изоляций обмоток, сушку обмоток, покрытие их лобовых частей лаком; проверку и подтяжку крепежных соединений и контактов с заменой дефектных крепежных деталей, проверку и регулировку щеткодержателей, траверс, короткозамыкающих приспособлений, механизмов подъема щеток; зачистку и шлифовку контактных колец, продороживание коллектора; проверку состояния и правильности обозначений выводных концов обмоток и клеммных колодок с необходимым ремонтом; замену фланцевых прокладок и уплотнений; проверку герметичности взрывобезопасных машин; сборку машины и проверку защитного заземления; присоединение машины к сети и проверку ее работы на холостом ходу и под нагрузкой; ликвидацию повреждений окраски; приемо-сдаточные испытания и сдачу машины в эксплуатацию.

Типовой объем работ при капитальном ремонте включает: операции текущего ремонта; проверку осевого разбега ротора и радиальных зазоров подшипников скольжения с последующей перезаливкой вкладышей; замену подшипников качения; полную разборку машины с чисткой и промывкой всех механических деталей; замену дефектных обмоток (включая ремонт короткозамкнутых обмоток), очистку и продувку сохраняемых обмоток; пропитывание лаком и сушку обмоток, покрытие их лобовых частей покровными лаками и эмалями; ремонт коллекторов, контактных колец и щеточных узлов (вплоть до их замены новыми); ремонт магнитопроводов; ремонт подшипниковых щитов, корпуса; ремонт вала; ремонт или замену вентилятора; замену неисправных пазовых клиньев, изоляционных деталей; маркировку выводных концов; сборку и окраску машины; приемо-сдаточные испытания; сдачу машины в эксплуатацию.

Обслуживание электрических машин постоянного тока

Надежная и бесперебойная работа электрических машин постоянного тока может быть обеспечена лишь при правильной эксплуатации и систематическом уходе за ними. Ниже приводятся общие указания по эксплуатации и уходу за электрическими машинами постоянного тока.

При подготовке к пуску электрические машины тщательно осматривают. При этом, особое внимание обращают на чистоту коллектора и щеток, а также состояние внутренних и наружных контактов. Проверяется положение щеток в щеткодержателях и сила нажатия пружин. Обязательно проверяют наличие смазки в подшипниках и в случае необходимости добавляют ее. Затем, проверив положение рукояток регулировочных и пусковых реостатов, проворачивают агрегат вручную на 1—2 оборота, проверяя при этом, нет ли заеданий и посторонних шумов. Убедившись в отсутствии ненормальностей и дефектов, пускают агрегат в работу.

После пуска агрегата наблюдают за его работой по показаниям контрольно-измерительных приборов и проверяют периодически нагрев отдельных частей, работу коллектора и щеток.

При нормальной работе нагрев машины вызывается прохождением тока через обмотки и выделением тепла, трением в подшипниках, трением щеток о коллектор и вращающихся частей о воздух. В инструкциях завода-изготовителя обычно указываются допустимые температуры нагрева отдельных частей машины. Если по обмоткам будет проходить ток большей величины (при перегрузках и коротких замыканиях), то нагрев обмоток возрастет, что может привести к порче изоляции машины.

В случае отсутствия или недостаточности смазки в подшипниках, последние быстро нагреваются и изнашиваются.

Ни в коем случае нельзя допускать искрения между щетками и коллектором электрической машины. Искрение может возникнуть, если коллектор загрязнен или неравномерно выработаны его пластины, неплотно прилегают или дрожат щетки, величина тока, проходящая по обмоткам, превосходит расчетную и т. д. Работе коллектора уделяют самое серьезное внимание. Поэтому, когда машина не работает, загрязненный коллектор очищают тряпочкой, смоченной в бензине или керосине. При этом, если обнаруживаются царапины на коллекторе, то его шлифуют стеклянной шкуркой. Для плотного прилегания щеток к пластинам коллектора, щетки притирают стеклянной шкуркой, которую заводят между щетками и коллектором. Если щетки слабо прижимаются к коллекторным пластинам, то нажимные пружины необходимо отрегулировать.

Изменение режима работы машины производится с помощью соответствующей аппаратуры управления. После остановки электромашин постоянного тока необходимо: осмотреть машину снаружи и внутри; удалить и протереть пыль, грязь и масло со всех доступных частей; измерить изоляцию и ощупать места контактных соединений для определения мест чрезмерного нагревания; устранить неисправности, замеченные во время работы и осмотра машины.

Курсовая работа: Техническая эксплуатация и ремонт двигателей постоянного тока

1. Принцип действия и область применения

1.1 Общие сведения

1.2 Реакция якоря машины постоянного тока

1.3 Момент двигателя постоянного тока

1.4 Регулирование частоты

2. Допустимые режимы работы двигателей постоянного тока

2.1 Допустимые режимы при изменении напряжения

2.2 Допустимые режимы при изменении температуры входящего воздуха

2.3 Допустимые температуры подшипников

3. Обслуживание двигателей постоянного тока, надзор и уход за ними

3.1 Надзор за нагрузкой и подшипниками двигателей

3.2 Надзор и уход за охлаждением двигателя

4. Ремонт двигателя постоянного тока

4.1 Организация ремонта

4.2 Текущий ремонт двигателя

4.3 Капитальный ремонт двигателей

5. Межотраслевые правила по технике безопасности

6. Правила безопасности при эксплуатации электроустановок

Двигатели постоянного тока используются в прецизионных приводах, требующих плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне. Свойства двигателя постоянного тока, так же как и генераторов, определяются способом возбуждения и схемой включения обмоток возбуждения. По способу возбуждения можно разделить двигатели постоянного тока на двигатели с электромагнитным и магнитоэлектрическим возбуждением.

Двигатели с электромагнитным возбуждением подразделяются на двигатели с параллельным, последовательным, смешанным и независимым возбуждением. Электрические машины постоянного тока обратимы, то есть, возможна их работа в качестве двигателей или генераторов. Например, если в системе управления с использованием генератора в обратной связи отсоединить генератор от первичного двигателя и подвести напряжение к обмоткам якоря и возбуждения, то якорь начнет вращаться и машина будет работать как двигатель постоянного тока, преобразуя электрическую энергию в механическую.

Двигатели независимого возбуждения наиболее полно удовлетворяют основным требованиям к исполнительным двигателям самоторможение двигателя при снятии сигнала управления, широкий диапазон регулирования частоты вращения, линейность механических и регулировочных характеристик, устойчивость работы во всем диапазоне вращения, малая мощность управления, высокое быстродействие, малые габариты и масса. Однако двигатели постоянного тока имеют существенные недостатки, накладывающие ограничение на область их применения малый срок службы щеточного устройства из-за наличия скользящего контакта между щетками и коллектором, скользящий контакт является источником радиопомех.

1. Принцип действия и область применения

Двигатель постоянного тока — электрическая машина, машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию.

Двигатели постоянного тока находят широкое применение в промышленных, транспортных и других установках, где требуется широкое и плавное регулирование скорости вращения (прокатные станы, мощные металлорежущие станки, электрическая тяга на транспорте и т. д.).

В разных по мощности двигателях применяется различная обмотка возбуждения:

1) Простая волновая обмотка применяется для машин малой и средней мощности (до 500 кВт) при напряжении 110 В и выше.

2) Простая петлевая обмотка применяется для двухполюсных машин малой мощности (до 1 кВт) и машин свыше 500 кВт.

При вращении обмотки якоря в неподвижном магнитном поле, в ней индуктируется переменная ЭДС, изменяющаяся с частотой:

,

(1)

При вращении якоря между любыми двумя точками обмотки якоря действует переменная ЭДС. Однако между неподвижными контактными щетками действует постоянная по величине и направлению ЭДС E, равная сумме мгновенных значений ЭДС e₁ , e₂ , e₃ и т.д. (рисунок 1), индуктированных во всех последовательно соединенных витках якоря, расположенных между этими щетками. [5]

Рисунок 1.1 — векторная диаграмма, индуктируемых в якорной обмотке ЭДС (e₁ , e₂ , e₃ — мгновенные значения ЭДС, AB – сумма мгновенных значений ЭДС)

Зависимость ЭДС Е от магнитного потока машины и скорости вращения якоря имеет вид:

;

.

При подключении обмотки якоря к сети с напряжением U, ЭДС Е будет приблизительно равна напряжению U, и скорость вращения ротора:

.

(4)

Следовательно, благодаря наличию коллектора при работе машины постоянного тока в двигательном режиме скорость вращения ротора не связана жестко с частотой сети, как в асинхронных и синхронных машинах, а может изменяться в широких пределах путем изменения напряжения U и магнитного потока Ф. Ось симметрии, разделяющая полюса машины постоянного тока, называется ее геометрической нейтралью.

При разомкнутой внешней цепи ток в обмотке якоря не будет протекать, т. к. ЭДС, индуктированные в двух частях обмотки якоря, расположенных по обе стороны геометрической нейтрали, направлены встречно и взаимно компенсируются. Для того чтобы подать от обмотки якоря во внешнюю цепь максимальное напряжение, эту цепь нужно присоединить к двум точкам обмотки якоря, между которыми действует наибольшая разность потенциалов, где и следует устанавливать щетки. При вращении якоря точки смещаются с геометрической нейтрали, но к щеткам будут подходить все новые и новые точки обмотки, между которыми действует ЭДС Е, поэтому ЭДС во внешней цепи будет неизменна по величине и направлению. Для уменьшения пульсаций ЭДС при переходе щеток с одной коллекторной пластины на другую в каждую параллельную ветвь обмотки якоря обычно включается не менее 16 активных проводников.

На якорь, по обмотке которого протекает ток I, действует электромагнитный момент:

.

(5)

При работе машины в двигательном режиме электромагнитный момент является вращающим, а в генераторном режиме — тормозным.[1]

1.2 Реакция якоря машины постоянного тока

При холостом ходе магнитный поток в машине создается только НС F_в обмотки возбуждения. В этом случае магнитный поток Ф_в при неизменном воздушном зазоре между якорем и сердечником главного полюса (что характерно для многих машин постоянного тока) распределяется симметрично относительно продольной оси машин.

При работе машины под нагрузкой по обмотке якоря проходит ток, и НС якоря создает свое магнитное поле. Воздействие поля якоря на магнитное поле машины называют реакцией якоря. Магнитный поток Ф_aq , созданный НС якоря F_aq в двухполюсной машине при установке щеток на нейтрали направлен по поперечной оси машины, поэтому магнитное поле якоря называют поперечным. В результате действия потока Ф_aq симметричное распределение магнитного поля машины искажается, и результирующий поток Ф_рез оказывается сосредоточенным в основном у краев главных полюсов. При этом физическая нейтраль б-б (линия, соединяющая точки окружности якоря, в которых индукция равна нулю) смещается относительно геометрической нейтрали а-а на некоторый угол β (рисунок 2). В генераторах физическая нейтраль смещается по направлению вращения якоря; в двигателях — против направления вращения.

Рисунок 1.2 — Магнитное поле машины постоянного тока: а) от обмотки возбуждения; б) от обмотки якоря; в) результирующее (Ф_в — магнитный поток при х.х.; Ф_aq — магнитный поток, созданный НС якоря;Ф_рез — результирующий поток; а-а — геометрическая нейтраль; б-б — физическая нейтраль; β – угол смещения нейтрали б-б)

Вследствие сосредоточенного характера обмотки возбуждения, кривая распределения создаваемой ею НС имеет форму прямоугольника, а кривая индукции— форму криволинейной трапеции (рисунок 3).

Рисунок 1.3 — Распределение индукции в воздушном зазоре машины постоянного тока: а) от обмотки возбуждения; б) от обмотки якоря; в) результирующее (B_в — кривая индукции от обмотки возбуждения; F_в — кривая распределения НС; F_aq — НС якоря; B_aq – кривая магнитной индукции в воздушном зазоре; — величина воздушного зазора в точке x; B_рез — кривая результирующей индукции)

На основании закона полного тока НС якоря, действующая в воздушном зазоре на расстоянии x от оси главных полюсов определится выражением:

.

(6)

Следовательно, НС якоря F_aq изменяется линейно вдоль его окружности; под серединой главного полюса она равна нулю, а в точках, где установлены щетки, имеет максимальное значение. Магнитная индукция в воздушном зазоре при ненасыщенной магнитной системе:

,

(7)

где — величина воздушного зазора в точке x.

Из последнего выражения следует, что под полюсом при = const индукция B_aq изменяется линейно вдоль окружности якоря. В межполюсном пространстве резко возрастает длина магнитной силовой линии, т.е. величина и индукция B_aq резко уменьшается. В результате кривая распределения приобретает седлообразную форму. Кривая результирующей индукции получается алгебраическим сложением ординат кривых и .

Реакция якоря оказывает неблагоприятное влияние на работу машины постоянного тока:

а) физическая нейтраль смещается относительно геометрической нейтрали на некоторый угол, что ухудшает коммутацию коллекторной машины;

б) результирующий магнитный поток машины при насыщенной магнитной цепи уменьшается, а значит, уменьшается ЭДС Е, индуктированная в обмотке якоря при нагрузке, по сравнению с ЭДС Е₀ при холостом ходе;

в) в кривой распределения индукции в воздушном зазоре под краями главных полюсов возникают пики, способствующие образованию в машине кругового огня.[3]

1.3 Момент двигателя постоянного тока

Если обмотку возбуждения и якорь двигателя подключить к сети постоянного тока напряжением U то, возникает электромагнитный вращающий момент М_эм . Полезный вращающий момент М на валу двигателя меньше электромагнитного на значение противодействующего момента, создаваемого в машине силами трения и равного моменту М_х в режиме х.х., т. е. М = М_эм —М_х .

Пусковой момент двигателя должен быть больше статического тормозного М_т в состоянии покоя ротора, иначе якорь двигателя не начнет вращаться. В установившемся режиме (при n = соnst) имеет место равновесие вращающего М и тормозного М_т моментов:

Из механики известно, что механическая мощность двигателя может быть выражена через вращающий момент и угловую скорость

Следовательно, полезный вращающий момент двигателя М (Н • м), выраженный через полезную мощность Р (кВт) и частоту вращения n (об/мин),

Обсудим некоторые важные вопросы пуска и работы двигателей постоянного тока. Из уравнения электрического состояния двигателя следует, что

В рабочем режиме ток якоря I_я ограничивается э. д. с. E, если n приблезительно равно n_ном . В момент пуска п = 0, э. д. с. Е = 0 и пусковой ток I_п = U/R_я в 10—30 раз больше номинального. Поэтому прямой пуск двигателя, т. е. непосредственное включение якоря на напряжение сети, недопустимо. Чтобы ограничить большой пусковой ток якоря, перед пуском последовательно с якорем включается пусковой реостат R_п с небольшим сопротивлением. В этом случае при Е = О

I_п =U/(R_я – R_п ) n’. Таким образом, двигатели постоянного тока обладают свойством саморегулирования — могут развивать вращающий момент, равный тормозному.

1.4 Регулирование частоты

Частота вращения якоря двигателя постоянного тока определяется на основании уравнения электрического состояния U = Е + R_я I_я после подстановки в него э. д. с. Е = сФn:

(13)

Падение напряжения в якоре R_я I_я небольшое: при номинальной нагрузке оно не превышает 0,03 — 0,07 U_ном .

Таким образом, частота вращения двигателя постоянного тока прямо пропорциональна приложенному напряжению сети и обратно пропорциональна магнитному потоку статора. Из уравнения (13) следует, что регулировать частоту вращения двигателя можно двумя способами: изменяя поток статора Ф или напряжение U подводимое к двигателю. Регулирование частоты вращения изменением магнитного поля машины осуществляется с помощью регулировочного реостата в цепи возбуждения двигателя. Изменение подводимого к двигателю напряжения производится регулированием напряжения источника.

Можно ввести дополнительный реостат в цепь якоря. В этом случае пусковой реостат заменяется пускорегулирующимR_пр Такой реостат выполняет функции как пускового реостата, так и регулировочного. Уравнение (13) при этом имеет вид

(14)

Отсюда следует, что регулирование частоты вращения двигателя можно осуществить, изменяя напряжение сети, сопротивление пускорегулирующего реостата или поток статора.

Реверсирование двигателей. Из уравнения вращающего момента двигателя М_эм = kФI_я вытекает, что реверсирование, т. е. изменение направления вращения якоря, может быть осуществлено изменением направления тока в обмотке возбуждения (потока Ф) или тока якоря.

Для реверсирования двигателя «на ходу» изменяют направление тока якоря (переключением якорных выводов), а обмотку возбуждения не переключают, так как она обладает большой индуктивностью и разрыв ее цепи с током недопустим. Реверсирование отключенного двигателя осуществляется и изменением направления тока в обмотке возбуждения (переключением ее выводов).[4]

2. Допустимые режимы работы двигателей

2.1 Допустимые режимы при изменении напряжения

Двигатели допускают длительную работу с номинальной нагрузкой при повышении напряжения до 10% и понижении до 5% от номинального. При понижении напряжения на 5% от номинального сила тока статора при номинальной нагрузке увеличивается на 5% от номинального. Как следствие, возрастут потери в меди, но одновременно за счёт снижения напряжения уменьшатся потери в активной стали. Поэтому суммарные потери в двигателе останутся примерно такими же, как и при номинальном напряжении.

При понижении номинального тока напряжения более чем на 5% нагрузка двигателя должна быть не ниже номинальной. Это объясняется тем, что повышение силы тока статора более чем на 5% вызовет такое увеличение потерь в меди обмотки статора, которое не компенсируется снижением потерь в активной стали, и температура обмотки статора превысит максимально допустимую. К тому же понижение напряжения более чем на 5% вызовет прямо пропорциональное увеличение токов статора и ротора, а увеличение в более высокой степени опасно. Чем ниже отношение максимального момента, развиваемого двигателем, к номинальному моменту, тем в большей степени будут расти токи статора и ротора при понижении напряжения. При больших снижениях напряжения вращающий момент двигателя, изменяющийся пропорционально квадрату напряжения, может стать меньше момента сопротивления механизма, и двигатель затормозится до полной остановки.

При повышении номинального напряжения на 10% сила тока статора должна быть, как правило, уменьшена на 10% от номинального значения. При этом нагрузка на вал будет соответствовать номинальной. Увеличение температуры активной стали из-за повышения напряжения на 10% опасности не представляет, а на обмотке оно отразится в меньшей степени, чем снижение ее нагрева в результате уменьшения тока статора. Повышение напряжения на двигателе более чем на 10% от номинального не допускается из-за возможности перегрева активной стали, а для двигателей напряжением 3 кВ и выше и по надежности работы изоляции обмотки.

2.2 Допустимые режимы при изменении температуры входящего воздуха

Номинальной температурой входящего воздуха для двигателей, изготовленных по ГОСТ 183-86, считается 40°С. Мощность двигателей при температуре охлаждающего воздуха выше номинальной должна быть уменьшена, а при температуре охлаждающего воздуха ниже номинальной может быть повышена согласно указаниям завода-изготовителя. Например, для двигателей АТД допустимая мощность изменяется в следующих пределах:

Температура входящего воздуха, °С,……..50 45 40 35 25 20 15 и ниже

Мощность двигателя АТД, % от номинальной… 87,5 95 100 102 105 107,5 107,5

Минимальная температура входящего воздуха не нормируется.

При изменении частоты в пределах ± 5% двигатель может быть нагружен до номинальной мощности.

Ток статора нагруженного двигателя при снижении частоты вначале из-за уменьшения нагрузки на вал снижается. Затем достигнув минимального значения, начинает резко возрастать, так как увеличение тока намагничивания при дальнейшем снижении частоты оказывается сильнее влияния от снижения нагрузки. Потребление двигателем реактивной мощности при снижении частоты возрастает примерно так же, как от повышения напряжения.

2.3 Допустимые температуры подшипников

Вкладыши подшипников скольжения не должны нагреваться выше 80°С, а разность между температурами вкладышами и окружающего воздуха не должна быть выше 45°С.

Температура масла в подшипнике без маслоохладителя ниже температуры вкладыша на 5…10°С, поэтому масло в таких подшипниках не должно нагреваться выше 70…75°С. Для подшипников с принудительной смазкой температура масла на сливе из подшипников не должна превышать 65°С. Температура подводимого масла при длительной работе не должна быть выше 40…45 и ниже 25°С.

Согласно ГОСТ 183-86 для подшипников качения предельно допустимое значение температуры составляет 100°С. Но в большинстве случаев фактическая температура подшипников качения значительно ниже этого значения. Если температура подшипника заметно повысилась, а температура двигателя и наружного воздуха остались на прежнем уровне, это свидетельствует о появлении дефекта в подшипнике. Двигатель при первой возможности следует остановить для ревизии.

Вибрация двигателя, измеренная на каждом подшипнике, не должна превышать следующих значений:

Вращения, об/мин…….3000 2500 2000 1500 1000 750 и ниже

Вибрации, мкм……… 50 60 70 100 130 160

Повышенная вибрация ослабляет крепления обмоток и увеличивает износ подшипников и других частей. При сильной вибрации могут произойти задевания ротора за статор, поломка вала ротора и нарушение контакта в обмотка.

Холодный двигатель с короткозамкнутым ротором допускается пускать 2…3 раза подряд, а горячий – не более одного раза. При большем числе пусков подряд обмотки двигателя перегреваются от пускового тока, что значительно сокращает их срок службы.

3. Обслуживание двигателей, надзор и уход за ними

3.1 Надзор за нагрузкой и подшипниками двигателей

Надзор за нагрузкой двигателей, температурой подшипников и охлаждающего воздуха, поддержанием уровня масла в подшипниках, а также пуск и остановка двигателей осуществляется персоналом, обслуживающим механизмы. Персонал электроцеха обязан периодически осматривать двигатели и контролировать режим их работы по всем показателям, а также производить ремонт и испытания.

Надзор и уход состоит в контроле за температурой и отсутствием ненормального шума. В подшипниках скольжения, кроме того, следят за уровнем и чистотой масла, нормальным вращением смазочных колец. При низком уровне масла его доливают. Обычно подливают масло в подшипники один раз в месяц и реже. Чаще доливают масло только при наличии его утечки из подшипников.

Любая утечка масла, особенно утечка внутрь двигателя, — это серьезный дефект. Попадая на обмотку, масло разрушает изоляцию, резко снижает её электрическую прочность, что может привести к КЗ в обмотке.

Смена масла в подшипниках скольжения и смазки в подшипниках качения производится, как правило, один раз в год.

3.2 Надзор и уход за охлаждением двигателей

В двигателях, забирающих воздух для охлаждения непосредственно из помещений, необходимо следить за тем, чтобы решетки на всасывающих приемах в торцевых крышках не были забиты пылью и грязью. Для этого решетки, как и весь двигатель, систематически очищают.

На отключенных двигателях типа ДАЗО, установленных вне помещения, в холодное время и сырую погоду должны включаться электронагреватели, вмонтированные в корпусе двигателя. На работающем двигателе должны работать оба вентилятора, обеспечивающих приток воздуха по трубкам воздухоохладителя. При остановке обоих вентиляторов двигатель ДАЗО может перегреться и выйти из строя. Поэтому ревизия подшипников двигателей вентиляторов должна производиться в такие сроки, чтобы между очередными видами ремонта было исключено их повреждение (желательно осенью и весной). Должна быть исправной сигнализация об остановке вентиляторов. На некоторых станциях для повышения надежности двигателей ДАЗО их воздухоохладители со стороны выхода наружного воздуха подсоединены к всасывающим коробам дымоходов и дутьевых вентиляторов, а вентиляторы двигателей ДАЗО демонтированы.

Мощные двигатели работают по замкнутой системе охлаждения и имеют водяные воздухоохладители. Для предотвращения конденсации влаги на стенках воздухоохладителя температура входящей в него воды не должна быть ниже 5…10°С.

Разность между температурами входящего воздуха и входящей воды обычно не превышает 7…10°С. Увеличение этой разницы, как и нагрев воды в газоохладителе более длительно наблюдаемого значения (2…8°С), указывает на малый приток воды через газоохладитель из-за его засорения, скопления воздуха в трубках или по другим причинам.

Вода в воздухоохладители должна подаваться только через фильтры. Для очистки воздухоохладителей без разборки от мелкой щепы, палок, листьев и другого мусора целесообразно на двигателях выполнить промывку обратным ходом воды, как и на генераторах.

На двигателях с расположением воздухоохладителей в верхней части корпуса при появлении течи в охладителе вода может попасть на обмотку. При появлении течи в воздухоохладителях двигатель должен быть отключен по возможности в наиболее короткий срок.

Тушение возгораний обмоток в двигателях наиболее эффективно производить водой.

Возгорание мелких двигателей можно тушить и углекислотными огнетушителями. Применение углекислотных огнетушителей для тушения возгорания крупных двигателей чаще всего результата не дает.

Коллектор чистят на холостом ходу сухой неволокнистой тряпкой. Если на коллекторе есть жир, тряпку смачивают спиртом.

Царапины и почернения на коллекторе во избежание усиления искрения должны устраняться по мере их возникновения. Это достигается полировкой коллектора мелкой стеклянной бумагой, закрепленной на деревянной колодке при нормальной частоте вращения двигателя.

Смазочные кольца подшипников скольжения должны вращаться с заданной частотой. При замедленном вращении колец происходит недостаточная подача масла и перегрев подшипника. Необходимый уровень масла в подшипниках отмечен чертой на маслоуказателе.

Плавкие вставки применяют ограничено.

В этом случае они должны быть калиброваны с указанием их номинального тока. Применять некалиброванные вставки запрещается.

4. Ремонт двигателей постоянного тока

4.1 Организация ремонта

Для проверки состояния двигателя, устранения неисправностей и повышения надежности периодически проводят текущий и капитальный ремонт.

Текущий ремонт предусматривает замену масла и измерение зазоров в подшипниках скольжения, замену или добавление смазки и осмотр сепараторов в подшипниках качения, чистку и обдувку статора и ротора при снятой задней крышке, осмотр обмоток в доступных местах.

Капитальный ремонт включает полную разборку двигателя с выемкой ротора, чистку, осмотр и проверку статора и ротора, устранение выявленных дефектов (например, перебандажировка схемной части обмотки статора, переклиновка ослабленных клиньев, покраска лобовых частей обмотки и расточки статора), промывку и проверку подшипников скольжения, замену подшипников качения, проведение профилактических испытаний.

Периодичность капитального и текущего ремонта электродвигателей устанавливается по местным условиям. Она должна быть не только обоснована для каждой группы двигателей по температуре и загрязненности окружающего воздуха, но и учитывать требования завода-изготовителя, выявившуюся недостаточную надежность отдельных узлов.

Капитальный ремонт электродвигателей, работающих нормально, целесообразно проводить во время капитального ремонта основных агрегатов (котлов, турбин), на которых электродвигатели установлены, т.е. один раз в 3. 5 лет, но не реже. При этом будут обеспечены одинаковые уровни надежности электродвигателей и основного агрегата. Текущий ремонт электродвигателей обычно проводят один-два раза в год. В целях сокращения трудозатрат на работы по центровке и подготовке рабочего места ремонт электродвигателя целесообразно совмещать с ремонтом механизма, на котором он установлен.

4.2 Текущий ремонт двигателя

При проведении частичной ревизии без разборки двигателя выполняют следующие работы: внешний осмотр общего состояния; осмотр выводов, щеточного механизма, коллекторов или контактных колец, подшипников и других частей; промывка подшипников скольжения и заполнение их маслом; вскрытие подшипников качения и проверка наличия и качества в них консистентной смазки; проверка состояния изоляции обмоток статора и ротора мегомметром; проверка свободного вращения ротора; устранение незначительных дефектов, выявленных при ревизии.

Ревизия двигателя с полной разборкой должна производиться в сухом отапливаемом помещении, оборудованном подъемными средствами.

Разборку электродвигателя начинают со снятия полумуфты, шкива или шестерни с конца вала. После этого подвешивают и удерживают на весу подшипниковые щиты, отворачивают болты торцевых крышек, щиты выводят из заточки статора, а ротор опускают на расточку статора.

При необходимости после снятия щитов производится выемка ротора. При осмотре обмотки статора необходимо обратить внимание на исправность крепления отдельных узлов и лобовых частей, а также на отсутствие трещин и повреждений изоляции и состояние расклиновки обмоток. При обнаружении ослабленных клиньев следует установить между клиньями и обмоткой дополнительные изоляционные прокладки При осмотре активной стали статора и ротора проверяют плотность опрессовки, надежность крепления и отсутствие коррозии. Выявленные дефекты устраняют, а расточку статора при необходимости покрывают изоляционным лаком.

После устранения дефектов двигатель собирают, проверяют щупом воздушные зазоры через отверстия в щитах с обоих торцов статора. У машин постоянного тока мощностью более 3 кВт проверяют качество паек в «петушках», измеряют падение напряжения между коллекторными пластинами, выясняя причины падения напряжения выше нормы. Для машин серийного производства расхождение значений падения напряжения допускается не более чем на 10% от нормальной, а у машин с уравнительными соединениями расхождение не должно превышать 20. 30%.

Рис. 7.1. Съемник для снятия полумуфт

4.3 Капитальный ремонт двигателей

Этот вид ремонта выполняют с полной их разборкой. Для разборки двигатель стропят на крюк подъемного устройства за рымы и перемещают на свободное место или разворачивают на фундаменте.

Для надежной работы полумуфты в большинстве случаев устанавливаются с напряженной посадкой. Для этого диаметр отверстия в полумуфте должен быть равен номинальному диаметру выступающего конца вала или превышать его не более чем на 0,03. 0,04 мм. Снятие полумуфт удобнее всего производить съемниками, показанными на рис. 7.1. Установка полумуфты на вал крупных двигателей, как правило, производится с подогревом ее до температуры 250’С, когда пруток из олова начинает плавиться.

Предельные зазоры в подшипниках скольжения электродвигателей

Техническое обслуживание двигателей постоянного тока

Эксплуатация электрических машин включает содержание их в исправном состоянии, устранение мелких неисправностей и ремонт. Основой правильной эксплуатации электрических машин являются эксплуатационные документы.
Они поставляются заводом-изготовителем вместе с машиной.

В число эксплуатационных документов входят: техническое описание; инструкция по эксплуатации; инструкция по техническому обслуживанию; инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке машин; формуляр, который составляется для машины, технические данные которой гарантируются заводом; ведомость запасных частей, инструментов и устройств, в которой указываются комплекты запасных частей, инструментов, приспособлений и материалов; ведомость эксплуатационных документов.

В результате практики эксплуатации оборудования на предприятиях разных отраслей промышленности сложилась так называемая система планово-предупредительного ремонта, под которой понимают плановый комплекс работ по поддержанию электрических машин и другого электрооборудования в рабочем состоянии.

В зависимости от особенностей, степени повреждений и износа электрических машин, а также трудоемкости ремонтных работ различают следующие виды ремонта: текущий, средний и капитальный.

Текущий ремонт является минимальным по объему видом ремонта, при котором обеспечивается нормальная эксплуатация машины до следующего планового ремонта. Во время текущего ремонта устраняются неисправности путем замены или обновления отдельных быстроизнашиваемых деталей, а также выполняются регулировочные работы. Этот ремонт производится эксплуатационным персоналом или ремонтными службами на месте установки машин.

Средний ремонт заключается в восстановлении эксплуатационных характеристик электрической машины путем ремонта или замены только изношенных или поврежденных деталей. Кроме того, обязательно проверяют техническое состояние остальных частей и ликвидируют обнаруженные неисправности. Может проводиться капитальный ремонт отдельных основных узлов. Средний ремонт выполняется подвижными или стационарными ремонтными службами.

Капитальный ремонт включает полную разборку и дефекта-цию электрической машины, замену или ремонт всех составных частей, проверку их состояния, сборку машины, регулировку и испытание. Выполняется стационарными ремонтными предприятиями.

Типовой объем работ по техническому обслуживанию включает: ежедневный надзор за выполнением правил эксплуатации в соответствии с инструкцией завода-поставщика (контроль нагрузки, температуры отдельных узлов электрической машины, температуры охлаждающей среды при замкнутой системе охлаждения, наличия смазочного материала в подшипниках, отсутствие посторонних шумов и вибраций контактных колец и др.), ежедневную проверку исправности заземления, контроль за выполнением работающими на электрооборудовании правил техники безопасности, отключение электрических машин в аварийных ситуациях; мелкий ремонт, который выполняется во время перерывов в работе основного технологического оборудования и не требует специальной остановки электрических машин (подтяжка контактов и креплений, замена щеток, регулирование траверс, подрегулирование пуско-регулировочной аппаратуры и системы защиты, чистка доступных частей машины и т. д.), участие в приемо-сдаточных испытаниях после монтажа и наладки электрических машин и систем их защиты и управления; плановые осмотры машин по утвержденному главным энергетиком графику с заполнением карты осмотра.

Типовой объем работ при текущем ремонте содержит: выполнение операций по техническому обслуживанию, отключение машины от питающей сети и от приводного механизма, очистку внешних поверхностей от загрязнения; разборку электрической машины в необходимом для ремонта объеме; проверку подшипников, их промывку, замену подшипников качения, если зазоры в них превышают допустимые, проверку, очистку и ремонт крепления вентилятора; проверку и ремонт системы принудительной вентиляции, осмотр, очистку и продувание сжатым воздухом обмоток, коллектора, вентиляционных каналов, проверку состояния и надежности крепления лобовых частей обмоток, ликвидацию выявленных дефектов, устранение местных повреждений изоляций обмоток, сушку обмоток, покрытие их лобовых частей лаком; проверку и подтяжку крепежных соединений и контактов с заменой дефектных крепежных деталей, проверку и регулировку щеткодержателей, траверс, короткозамыкающих приспособлений, механизмов подъема щеток; зачистку и шлифовку контактных колец, продороживание коллектора; проверку состояния и правильности обозначений выводных концов обмоток и клеммных колодок с необходимым ремонтом; замену фланцевых прокладок и уплотнений; проверку герметичности взрывобезопасных машин; сборку машины и проверку защитного заземления; присоединение машины к сети и проверку ее работы на холостом ходу и под нагрузкой; ликвидацию повреждений окраски; приемо-сдаточные испытания и сдачу машины в эксплуатацию.

Типовой объем работ при капитальном ремонте включает: операции текущего ремонта; проверку осевого разбега ротора и радиальных зазоров подшипников скольжения с последующей перезаливкой вкладышей; замену подшипников качения; полную разборку машины с чисткой и промывкой всех механических деталей; замену дефектных обмоток (включая ремонт короткозамкнутых обмоток), очистку и продувку сохраняемых обмоток; пропитывание лаком и сушку обмоток, покрытие их лобовых частей покровными лаками и эмалями; ремонт коллекторов, контактных колец и щеточных узлов (вплоть до их замены новыми); ремонт магнитопроводов; ремонт подшипниковых щитов, корпуса; ремонт вала; ремонт или замену вентилятора; замену неисправных пазовых клиньев, изоляционных деталей; маркировку выводных концов; сборку и окраску машины; приемо-сдаточные испытания; сдачу машины в эксплуатацию.

Источник

Монтаж и обслуживание электрических машин

Монтаж.

Перед монтажом электрической машины необходимо выполнить работы при подготовке и пробном пуске (осмотр машины, устранение возможных неисправностей, проверка вращения «от руки», измерение электрического сопротивления изоляции обмоток с возможной их сушкой).
Машина, поступившая на место монтажа в собранном виде, устанавливается на металлической раме, которая крепится на специальном фундаменте либо на том же основании, на котором расположена рабочая машина. Так как установочные размеры машины имеют допуски, при монтаже машины на металлической раме приходится пользоваться металлическими прокладками, которые следует заготовить заранее.
Обычно вал электрической машины (двигателя) соединяют с валом рабочей машины посредством муфт. Из большого конструктивного разнообразия соединительных муфт наибольшее применение получили упругие втулочно-пальцевые муфты типа МУВП. Передача вращательного движения от одной полумуфты к другой в этой муфте происходит через упругие резиновые втулки, надетые на пальцы. Эта муфта обладает компенсирующими свойствами: устраняет последствия небольшой несоосности сопрягаемых валов, возникшей при монтаже машины или в процессе эксплуатации.
Для соединения двух валов посредством муфты на концы этих валов напрессовывают полу муфты, предварительно проверив цилиндричность и соответствие наружных диаметров валов и внутренних диаметров полумуфт с помощью измерительных скоб и нутромеров. Посадка полумуфт на валы выполняется в горячем состоянии. Сочленяемые валы при установке полумуфт могут иметь радиальное или угловое смещение, что при работе двигателя приводит к значительным вибрациям и разрушению подшипников. Центровку валов выполняют посредством радиально-осевых скоб (рис. 1).

Рис. 1. Радиально-осевые скобы для центровки валов: 1,4 — скобы; 2, 3 — болты для установки зазоров 5 — болты для крепления скоб; 6 — хомутик; 7 — риски (метки)

Контроль точности центровки осуществляется по величинам радиальных а и осевых b зазоров в четырех точках, равномерно расположенных по периметру муфты, т.е. при одновременном повороте двух валов через 90°. С этой целью на полумуфтах наносят риски. Разность зазоров аи Ьв диаметрально противоположных положениях валов должна быть меньше допустимых отклонений. Для упругой втулочно-пальцевой муфты наибольшее допустимое отклонение центровки вала в зависимости от частоты вращения составляет:
Частота вращения,
об/мин 3000 1500 750 500
Допустимое
отклонение, мм 0,20 0,30 0,40 0,50
После центровки валов затягивают болты крепления электрической машины к основанию, проверяют, не нарушилась ли при этом центровка валов и проверяют свободу вращения вала.

Обслуживание электродвигателей.

В процессе эксплуатации электрической машины необходимо контролировать ее состояние.
1. Контроль за температурой нагрева электродвигателя состоит в периодическом измерении температуры отдельных его частей. Температура нагрева обмоток не должна превышать значений, допустимых для класса нагревостойкости изоляции, примененной в электродвигателе. Большое значение при этом имеет отклонение напряжения питания от номинального значения. Работа электродвигателя с номинальной нагрузкой не допускается, если напряжение в сети снизилось более чем на 5 % или повысилось более чем на 10% относительно номинального значения. Перегрузка электродвигателя сверхноминальной возможна, если в каталоге на данный электродвигатель имеется информация, что такая перегрузка допустима с указанием ее продолжительности. Нагрузка на электродвигатель должна быть снижена, если температура окружающей среды превысила допустимое значение (для машин общего назначения это 40 °С).
При измерении температуры могут применяться ртутные и спиртовые термометры, прикладываемые к наиболее доступным местам электродвигателя, возможен метод определения температуры измерением электрического сопротивления обмоток или же применением температурных датчиков, заложенных в обмотку или другие части электродвигателя.
Подшипники качения, применяемые обычно в электрических машинах мощностью до 500 кВт, в процессе работы машины также нагреваются. Предельно допустимая температура их нагрева 100 °С. Если подшипник нагревается свыше указанной температуры, то электродвигатель следует остановить, выяснить причину перегрева подшипника и устранить ее. При необходимости подшипник следует заменить.
Вид смазки подшипника и периодичность ее замены или пополнения должны соответствовать инструкции по эксплуатации данного электродвигателя. При пополнении или замене смазки подшипник следует внимательно осмотреть и в случае обнаружения его чрезмерного износа или повреждения заменить.
Подшипники скольжения, применяемые в электродвигателях мощностью 500 кВт и более, залиты баббитом, поэтому при длительной работе его температура не должна превышать 80 °С. В этих подшипниках возможно применение принудительной системы смазки: либо масло подается в подшипник под напором, либо оно подается на шейку вала посредством свободно вращающихся колец (одного или нескольких), нижняя часть которых помещена в ванну (картер) с постоянным объемом масла. Уровень масла в этой ванне должен поддерживаться на отметке указателя уровня, а если же отметка отсутствует, то уровень следует поддерживать на середине маслоуказательной стеклянной трубки. При завышенном уровне масла в подшипнике возникает опасность попадания масла на обмотку машины, что может привести к повреждению изоляции обмотки и выходу двигателя из строя.
При нормальной работе подшипника доливку масла делают обычно один раз в месяц, а замену — не реже одного раза в год.
Признаком недостаточного уровня масла в ванне подшипника скольжения является чрезмерно быстрое вращение колец, сопровождаемое легким позваниванием.
4. Коллектор и щетки в электродвигателях постоянного тока нуждаются в контроле их состояния. При работе электродвигателя с номинальной нагрузкой на коллекторе не должно превышать допустимую степень искрения.
Причины, вызывающие искрение на коллекторе, весьма разнообразны, поэтому если искрение выходит за пределы допустимого, следует руководствоваться указаниями, изложенными выше. Необходимо следить, чтобы щетки равномерно перекрывали поверхность коллектора, что способствует равномерному износу коллектора. Поверхность щеток должна быть блестящей и всей поверхностью прилегать к коллектору. Сколы щеток недопустимы. Все пластины коллектора должны иметь одинаковый цвет. Если же некоторые пластины имеют более светлый оттенок, то это свидетельствует об их более интенсивном износе.
5. Необходимо, чтобы при пуске трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором прямым включением в сеть падение напряжения в питающей сети не превышало допустимых значений. С этой целью при определении максимально допустимой мощности двигателя целесообразно воспользоваться данными табл 2
Таблица 2. Максимально допустимая мощность асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при его пуске прямым включением в сеть

Максимальная мощность электродвигателя

Трансформатор, питающий силовую сеть

20 % мощности трансформатора при частых пусках, 30 % — при редких

Трансформатор, питающий силовую и осветительную сети

4 % мощности трансформатора при частых пусках, 8 % — при редких

Источник

Машина постоянного тока

Монтаж, т.о. и ремонт машин постоянного тока

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Капитальный ремонт включает полную разборку и дефектацию электрической машины, замену или ремонт всех составных частей, проверку их состояния, сборку машины, регулировку и испытание. Выполняется стационарными ремонтными предприятиями.

Существуют три формы организации ремонтов: централизованная, децентрализованная и смешанная. При централизованной форме ремонт, испытание и наладка электрических машин выполняются специализированными ремонтно-наладочными организациями. Эта форма является более прогрессивной, а также обеспечивает минимальную стоимость ремонта при более высоком качестве.

При децентрализованной форме ремонт, испытание и наладка осуществляются ремонтными службами производственных подразделений предприятий, при смешанной — часть работ выполняется централизованно, часть — децентрализованно, причем степень децентрализации зависит от вида предприятия, типа и мощности электрооборудования.

Усовершенствование централизованного ремонта предусматривает создание централизованного обменного фонда электрических машин и расширение их номенклатуры, распространение сферы услуг ремонтных предприятий на производство текущих ремонтов и профилактического обслуживания.

Продолжительность ремонтного цикла (время между двумя капитальными ремонтами) определяется условиями эксплуатации, требованиями к показателям надежности, ремонтопригодности, правилами технической эксплуатации, инструкциями завода — поставщика электрической машины.

Обычно ремонтный цикл исчисляется в календарном времени исходя из 8-часового рабочего дня при 41-часовой рабочей неделе. Реальная сменность оборудования и сезонность его работы учитываются с помощью соответствующих коэффициентов. При определении продолжительности ремонтного цикла исходят из графика распределения повреждений электрических машин в функции времени эксплуатации. Обычно этот график имеет три области: первая — предремонтная приработка, когда вероятность повреждений повышается за счет возможного применения при ремонте некачественных узлов, деталей и материалов, невыполнения технологии ремонта и т.д., вторая — нормальный этап работы электрической машины с практически неизменным числом повреждений, третья — старение отдельных узлов электрической машины, которая характеризуется ростом числа повреждений.

Продолжительность ремонтного цикла не должна превышать продолжительности нормального этапа работы второй области.

При планировании структуры ремонтного цикла (виды и последовательность чередования плановых ремонтов) исходят из того, что в электрической машине наряду с быстроизнашиваемыми деталями (щетки, подшипники качения, контактные кольца), обновление которых производится при незначительном ремонте или путем замены новыми, имеются узлы с большим сроком наработки (обмотки, механические детали, коллекторы), ремонт которых довольно трудоемкий и занимает много времени. Поэтому между капитальными ремонтами электрические машины должны пройти несколько текущих ремонтов. Они, как правило, не нарушают ритма производства, в то время как капитальный ремонт при отсутствии резерва связан с приостановкой производства (технологического процесса). Поэтому межремонтный период для электрических машин необходимо приурочивать к межремонтному периоду основного технологического оборудования, если последний оказывается меньшим.

Ремонт коллекторов, щеткодержателей и контактных колец.

Коллектор может иметь следующие неисправности: нарушение геометрической формы, замыкание коллекторных пластин, выступайте межпластиночной изоляции над пластинами, износ и оплавление пластин. Геометрическая форма коллектора нарушается чаще всего из-за несвоевременного продороживания коллектора. При этой неисправности на рабочей поверхности коллектора в результате неравномерного износа пластин в продольном направлении образуется волнистость и повышается радиальное биение.

Для восстановления коллектор обтачивают на токарном станке, а затем шлифуют и полируют. Обточку выполняют до полной ликвидации дефекта при минимальной подаче (не более 0,05мм/об) резцами с пластинами из твердого сплава ВК-6 или ВК-8 со скоростью резания 1 — 1,5 м/с, которая не должна превышать номинальную окружную скорость коллектора.

После обточки коллектор продороживают и полируют. На практике обточку и шлифовку выполняют с помощью переносных приспособлений при вращении якоря машины постоянного тока в своих подшипниках (рис. 13). Шлифовку коллектора производят при номинальной частоте вращения якоря. Полируют коллектор с помощью деревянных брусков из несмолистых пород дерева (бук, клен), которые вставляют в щеткодержатели вместо щеток так, чтобы их волокна были расположены перпендикулярно к коллектору. Полировка способствует более быстрому образованию на поверхности коллектора оксидной пленки, необходимой для хорошей коммутации.

Рис. 13. Переносные приспособления для обточки (а) и шлифовки (б) коллектора: 1 — станина; 2 — суппорт; 3 — резец; 4 — карборундовый круг; 5 — гибкий вал; 6 — электродвигатель

Ремонт коллектора заканчивается продороживанием, т. е. прорезанием межпластиночной миканитовой изоляции на глубину 0,5 — 1,5 мм в зависимости от размеров коллектора. Иногда продороживание выполняют ручными резаками (рис. 14, а) и с помощью специального переносного приспособления ПМР-20К (рис. 14, б). Рабочая часть приспособления имеет метрическую шкалу для установки дисковых фрез на размер и шаг коллекторных пластин, а также концентрический зажим, позволяющий регулировать глубину продороживания. Изоляция прорезается фрезой левого вращения и соответствующей толщины. Продороживание выполняют в защитных очках и одежде, рукава которой должны быть завязаны.

По окончании продороживания края пластин обрабатывают напильником (снимают заусенцы и скашивают под утлом 45°).

Поврежденные пластины заменяют с помощью специальных приспособлений. Новые пластины должны быть из того же материала и иметь такой же профиль и размеры, что и заменяемые. Пластины предварительно собирают и спрессовывают с миканитовой изоляцией и между собой, а затем устанавливают на коллектор.

Рис. 14. Приспособления для продороживания коллектора: а — ручной резак; б — переносное устройство для механизированной выборки межпластннной изоляции коллектора; 1 — рукоятки; 2 — рабочая часть; 3 — карданный валик; 4 — редуктор; 5 — электродвигатель; 6 — магнитный пускатель

После замены пластин коллектор формуют на специальных станках.

При большом числе поврежденных пластин коллектор снимают с вала с помощью специального приспособления (рис. 15), предварительно отсоединив концы обмотки якоря от пластин или петушков. Чтобы снять коллектор 4, в его вентиляционные каналы вводят шесть крюков 5 и поворачивают их на 90° так, чтобы они зацепили корпус коллектора. Концы крюков вставляют в отверстия диска 3, в центре которого нарезана резьба для винта 2. Вращая винт воротком 1, снимают коллектор с вала якоря и устанавливают новый коллектор. Заменяют также коллекторы, износ пластин которых составляет: 2,5 мм при диаметре коллектора до 100 мм; 3,5 мм при диаметре 250 — 500 мм.

Рис. 15. Приспособление для снятия коллектора с вала якоря: I — вороток; 2 — винт; 3 — диск; 4 — коллектор; 5 — крюк

Щеточный аппарат электрической машины состоит из щеток, щеткодержателей и щеточных пальцев, которые расположены на поворотной траверсе. Применяют в основном два типа щеткодержателей: радиальные и реактивные (наклонные) (рис. 16). Радиальные щеткодержатели применяют в реверсивных машинах, а наклонные — в нереверсивных.

Рис. 16. Щеткодержатели радиальные (а) и наклонные (б): 1 — обмотка щеткодержателя; 2 — колодки для закрепления щеткодержателя на пальцах; 3 — гибкий канатик; 4 — нажимная пружина; 5 — щетка

Наиболее часто встречаются такие неисправности щеткодержателя, как ослабление пружины, оплавление или механические повреждения. Ослабление пружин устраняют регулировкой, а если это невозможно, заменяют новыми.

Для пришлифовки щеток применяют только мелкозернистую стеклянную бумагу Л» 00. Прижимая ее к поверхности коллектора и держа за концы, протягивают от одного конца до другого, пока щетка не притрется. Бумага должна лежать абразивной поверхностью к щетке (рис. 17). Таким же способом притирают одновременно группу щеток щеточного пальца или одной полярности.

Рис. 17. Притирка щеток стеклянной шкуркой

Из-за сильного искрения обоймы и другие детали щеткодержателя оплавляются. При легком оплавлении щеткодержатель очищают от копоти, грязи и нагара, а при сильном — заменяют новым.

Механические повреждения щеткодержателя (заусенцы, вогнутость, изгибы) устраняют опиловкой и правкой. Сильно коррозированную обойму заменяют новой.

Затем проверяют правильность сборки и установки щеткодержателей по отношению к коллектору. Щетки должны равномерно располагаться по рабочей поверхности коллектора. При этом учитывают, что износ коллектора под щетками разной полярности неодинаковый. Поэтому щеткодержатели устанавливают так, чтобы щетки двух соседних пальцев разной полярности работали по одному щеточному следу, а следующей пары — по другому следу, т.е. в промежутках между щеточными следами первой пары пальцев.

Устанавливая щеткодержатели, следят, чтобы расстояние от обоймы до поверхности коллектора было 2-4 мм. Чтобы щетки в обоймах свободно перемещались, между ними должен быть зазор 0,1 — 0,4 мм в направлении вращения и 0,2 — 0,5 мм — в направлении оси коллектора.

В контактных кольцах фазных роторов часто повреждаются рабочая поверхность и изоляция между кольцами или кольцами и валом. Неравномерный износ контактных колец устраняют проточкой на токарном станке или с помощью приспособления, показанного на рис. 14, а. При легких повреждениях контактных колец (подгар, царапины и др.) их шлифуют стеклянной шкуркой или с помощью приспособления, изображенного на рис. 14, 6.

Нарушение изоляции между контактными кольцами восстанавливают, зачищая, промывая и затем окрашивая поврежденные места изоляционной эмалью ГФ-92ХС или ГФ-92ГС. При предельном износе изготовляют новые кольца из чугуна, стали или латуни Л68 и напрессовывают их на вал ротора.

2.4 Монтаж машин постоянного тока серии 4П

При монтаже электродвигателей необходимо знать их различия по конструктивному исполнению. Электродвигатели бывают открытого, каплезащищенного, брызгозащищенного, пыленепроницаемого и взрывозащищенного исполнения.

Доставка электродвигателей массой свыше 80 кг к месту монтажа электродвигателей, а также установка их на фундаменте должны производиться механизмами.

Для подъема и перемещения электродвигателей применяют исправные стропы, тали и рычажные лебедки, прошедшие соответствующие испытания в установленные сроки.

Перед монтажом электродвигателя специалисты подвергают его тщательному осмотру в целях выявления повреждений или иных дефектов, препятствующих монтажу электродвигателя или нормальной работе.

При осмотре электродвигателя проверяют сохранность изоляции и креплений лобовых частей обмотки, а также наличие всех деталей электродвигателя. Мегомметром проверяют состояние изоляции обмоток. В случае снижения сопротивления изоляции ниже 0,5 МОм обмотки подвергают сушке.

Температуру и режим сушки контролируют термометрами (термопарами) или мегомметром, а регулируют периодическими отключениями тока или растормаживанием и вращением ротора на пониженных оборотах, при которых машина вентилируется и охлаждается. Сушку производят при температуре 70— 90° С.

В процессе монтажа электродвигателей задействованы только исправные электродвигатели, сопротивление изоляции обмоток которых соответствует нормам.

Монтаж электродвигателей производится на чугунных или стальных плитах, на металлических рамах или кронштейнах, а чаще всего на чугунных салазках, прикрепляемых анкерными болтами к железобетонному фундаменту.

При ременной и клиноременной передачах вал устанавливаемого электродвигателя и вал вращаемого им механизма должны быть строго параллельны. Параллельность валов выверяют при помощи струн из тонкой стальной проволоки или крученого шпагата. Выверку валов электродвигателя и механизма со шкивами разной ширины производят, исходя из условий одинакового расстояния от средних линий обоих шкивов до струны. При соединении электродвигателя с механизмом посредством муфты добиваются соосности его вала и вала механизма с помощью центровочных скоб.

Скобы укрепляют хомутами на полумуфтах, а затем, поворачивая валы на 90°, измеряют микрометром величины зазоров между скобами в четырех положениях валов и корректируют установку двигателя, добиваясь наименьшей разницы в величинах зазоров. При несоосности валов в горизонтальной плоскости перемещают в соответствующую сторону электродвигатель на фундаменте, а при несоосности в вертикальной плоскости под лапы электродвигателя или машины подкладывают стальные прокладки.

Соосность валов с полумуфтами больших диаметров (200 мм и выше) можно выверять и щупом, замеряя величины зазоров между плоскостями муфты. Щупом проверяют параллельность валов относительно друг друга, а штифтом их соосность.

Для правильного измерения щуп необходимо вставлять между торцами полумуфт, по возможности, между одними и теми же точками. Для этого на ободах полумуфт наносят метки в виде рисок или полосок краски, мела и др. Определив положение двигателя и салазок, цементируют фундаментные болты. Затем повторно проверяют центровку и после окончания отвердевания бетона закрепляют двигатель и включают его на пробную работу.

После монтажа электродвигателя его пробно включают в холостую в течение 1 ч двигатель останавливают и, ощупывая рукой, проверяют степень нагрева подшипников и лобовых частей обмоток. При отсутствии повышенного нагрева отдельных частей электродвигателя и неисправностей, препятствующих его нормальной эксплуатации, электродвигатель ставят под нагрузку на 5—6 ч, затем вновь останавливают и проверяют температуру нагрева обмоток и подшипников. Температура нагрева обмоток и подшипников качения не должна превышать 95°С при температуре окружающего воздуха 35 °С. При повышенной вибрации производят дополнительное центрирование валов.

2.5 Пусконаладочные работы при вводе в эксплуатацию машин постоянного тока серии 4П

В действующих нормативных документах, таких, как Строительные нормы и правила, к ценникам на монтаж оборудования и др., наложена последовательность выполнения отдельных этапов монтажных и пусконаладочных работ, а также регламентированы взаимоотношения сторон при монтаже и наладке оборудования.

Так, например, в СНиП ревизия и сушка электродвигателей, а также сборка их (после ревизии) производятся электромонтажными организациями. Как правило, ревизия двигателя осуществляется до его установки. Индивидуальное опробование смонтированного оборудования вхолостую и под нагрузкой для установления качества монтажа производится организацией, монтирующей оборудование. Пуск электродвигателя ко время пробной обкатки вхолостую и под нагрузкой, как это предусмотрено в действующих ценниках на монтаж оборудования, выполняет электромонтажная организация совместно с организацией, ведущей монтаж технологического оборудования.

По окончании индивидуальных испытаний смонтированного оборудования, выполняемых монтажными организациями, оборудование принимается рабочей комиссией для комплексного опробования по акту. С момента подписания указанного акта оборудование считается принятым заказчиком.

Из вышеизложенного следует, что монтажные работы заканчиваются индивидуальным испытанием смонтированного оборудования, которое проводит монтажная организация, и они входят в объем монтажа и оплачиваются из капиталовложении.

Пусконаладочные работы выполняет заказчик или специализированная организация по его поручению. Пусконаладочные работы в объем монтажа не входят и финансируются из средств основной деятельности предприятия-заказчика.

Пусконаладочные работы отличаются от монтажных по своей специфике: технологии, применяемому инструменту, оснастке, материалам и квалификации исполнителен.

В монтажных работах преобладают сборочные, подгоночные, сварочные и такелажные операции, в пусконаладке же основными работами являются: регулировки и измерения параметров, опробование оборудования па различных режимах, разработка и осуществление организационно-технических мероприятий по достижении его проектной производительности.

Для проведения пусконаладочных работ необходимы сложный инструмент и специальные приборы. Наладочный персонал (более 50%) составляют инженеры и техники.

3.1 ТБ при техническом обслуживании и ремонте машин постоянного тока серии 4П

При работе на двигателе постоянного тока допускается установка заземления на любом участке кабельной линии, соединяющей электродвигателе секцией РУ, щитом, сборкой.

Если работы на двигателе постоянного тока рассчитаны на длительный срок, не выполняются или прерваны на несколько дней, то отсоединенная от него кабельная линия должно быть заземлена так же со стороны электродвигателя.

В тех случаях когда сечение жил кабеля не позволяет применять переносное заземление, у электродвигателей напряжением до 1000В допускается заземлять кабельную линию медным проводником сечение не менее сечения жил кабелей либо соединять между собой жилы кабеля и изолировать их такое заземление или соединение жил кабеля должно учитываться в оперативной документации на равнее с переносным заземлением.

Порядок включения двигателя для опробования должен быть следующим:

1. производитель работ удаляет бригаду с места работы, оформляет окончание работы и сдает наряд оперативному персоналу; оперативный персонал снимает установленное заземление, плакаты, выполняет сборку схемы:

2. после опробования при необходимости продолжения работы на электродвигателе оперативный персонал вновь подготавливает рабочее место, и бригада по наряду повторно допускается к работе на электродвигателе.

Работа на вращающемся двигателе без соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями может проводится по распоряжению.

Обслуживание щеточного аппарата на работающем двигателе допускается выполнять по распоряжению для этой цели работку, имеющему групп 3-ю, при соблюдении следующих мер предосторожности:

1. работать с использованием средств защиты лица и глаз, в застегнутой

2. спецодежде остерегаясь захвата ее вращающимися частями электродвигателя;

3. пользоваться диэлектрическими галошами, ковриками;

4. не касаться руками одновременно токоведущих частей двух полисов или

5. токоведущих и заземляющих частей.

Кольца ротора допускаются шлифовать на вращающемся двигателе лишь с помощью колодок из изоляционного материала.

3.2 Электробезопасность в ЭУ напряжением до 1000 В

Общие требования безопасности

К работам по эксплуатации электроустановок до 1000 В (установочных, осветительных, нагревательных приборов, технических средств обучения и электрических машин) допускаются лица, в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, инструктаж по охране труда и имеющие III квалификационную группу по электробезопасности. Неэлектротехническому персоналу, эксплуатирующему электроустановки до 1000В, прошедшему инструктаж и проверку знаний по электробезопасности, присваивается I квалификационная группа допуска с оформлением в журнале установленной формы с обязательной росписью проверяющего и проверяемого.

Лица, допущенные к эксплуатации электроустановок до 1000 В, должны соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, установленные режимы труда и отдыха.

При эксплуатации электроустановок до 1000 В возможно воздействие на работающих следующих опасных производственных факторов:

— поражение электрическим током при прикосновении к токоведущим частям;

— неисправности изоляции или заземления.

При эксплуатации электроустановок до 1000 В должны использоваться следующие средства индивидуальной защиты: диэлектрические перчатки, диэлектрический коврик, указатель напряжения, инструмент с изолированными ручками.

Лица, эксплуатирующие электроустановки до 1000 В, обязаны строго соблюдать правила пожарной безопасности, знать место расположения первичных средств пожаротушения, а также отключающих устройств (рубильников) для снятия напряжения.

О каждом несчастном случае пострадавший или очевидец несчастного случая обязан немедленно сообщить администрации учреждения. При неисправности электроустановки прекратить работу, снять с нее напряжение и сообщить администрации учреждения.

В процессе эксплуатации электроустановок персонал должен соблюдать правила использования средств индивидуальной защиты соблюдать правила личной гигиены содержать в чистоте рабочее место.

Лица, допустившие невыполнение или нарушение инструкции по охране труда привлекаются к дисциплинарной ответственности в соответствии с правилами внутреннего распорядка и, при необходимости, подвергаются внеочередной проверки знаний норм и правил охраны труда.

2. Требования безопасности перед началом работы

Проверить отсутствие внешних повреждений электроустановки, наличие и исправность контрольных, измерительных и сигнальных приборов, тумблеров переключателей и т.п.

Убедиться в целостности крышек электророзеток и выключателей, электровилки и подводящего электрокабеля.

Убедиться в наличии и целостности заземляющего проводника корпуса электроустановки.

Проверить наличие и исправность средств индивидуальной защиты, отсутствие их внешних повреждений.

3. Требования безопасности во время работы

Перед включением электоустановки в электрическую сеть, при необходимости, встать на диэлектрический коврик (если покрытие пола выполнено из токопроводящего материала).

Не включать электроустановку в электрическую сеть мокрыми и влажными руками.

Соблюдать правила эксплуатации электроустановки, не подвергать ее механическим ударам, не допускать падений.

Не касаться проводов и других токоведущих частей, находящихся под напряжением, без средств индивидуальной защиты.

Наличие напряжения в сети проверять только указателем напряжения.

Следить за исправной работой электроустановки, целостностью изоляции и заземления.

Не разрешается работать на электроустановки в случае их не исправности, искрения, нарушения изоляции и заземления.

Требования безопасности в аварийных ситуациях

При появлении неисправности в работе электроустановки, искрении, нарушении изоляции проводов или обрыве заземления, прекратить работу и сообщить зав. лабораториями, ответственному начальнику службы по ОТ, директору техникума. Работу продолжать только после устранения неисправности электроустановки.

При обнаружении оборванного электрического провода, свисающего или касающегося пола (земли), не приближаться к нему, немедленно сообщить администрации техникума, самому оставаться на месте и предупреждать других людей об опасности.

В случае загорания электроустановки, немедленно отключить ее от электрической сети, а пламя тушить только песком, углекислотным или порошковым огнетушителем.

При поражении электрическим током, немедленно отключить напряжение и при отсутствии дыхания и пульса у пострадавшего сделать ему искусственное дыхание или провести непрямой (закрытый) массаж сердца до восстановления дыхания и пульса, сообщить о несчастном случае администрации техникума, при необходимости отправить пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.

5. Требования безопасности по окончании работы

Отключить электроустановку от электрической сети. При отключении электророзетки ни дергать за электрический шнур (кабель).

Привести в порядок рабочее место.

Убрать в отведенное место средства индивидуальной защиты и тщательно вымыть руки с мылом.

3.3 Пожаробезопасность в ЭУнапряжением до 1000В

Порядок обращения с электроприборами:

1. Электроустановки и бытовые электроприборы в помещениях, в которых по окончании рабочего времени отсутствует дежурный персонал, должны быть обесточены, за исключением дежурного освещения, установок пожаротушения и противопожарного водоснабжения, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Другие электроустановки и электротехнические изделия (в том числе в жилых помещениях) могут оставаться под напряжением, если это обусловлено их функциональным назначением и (или) предусмотрено инструкцией по эксплуатации.

2. Для отопления мобильных (инвентарных) зданий, как правило, должны использоваться паровые и водяные калориферы, а также электронагреватели заводского изготовления.

3. Сушка одежды и обуви должна производиться в специально приспособленных для этих целей помещениях, зданиях или сооружениях с центральным водяным отоплением либо с применением водяных калориферов.

4. Устройство сушилок в тамбурах и других помещениях, располагающихся у выходов из зданий, не допускается.

5. Не допускается прокладка и эксплуатация воздушных линий электропередачи (в том числе временных и проложенных кабелем) над горючими кровлями, навесами, а также открытыми складами (штабелями, скирдами и др.) горючих веществ, материалов и изделий.

6. Прожекторы и софиты следует размещать на расстоянии не менее 0,5 м от горючих конструкций и материалов, а линзовые прожекторы — не менее 2 м. Светофильтры для прожекторов и софитов должны быть из негорючих материалов.

При эксплуатации действующих электроустановок запрещается:

7. Использовать приемники электрической энергии (электроприемники) в условиях, не соответствующих требованиям инструкций организаций-изготовителей, или электроприемники, имеющие неисправности, которые могут привести к пожару, а также эксплуатировать электропровода и кабели с поврежденной или потерявшей защитные свойства изоляцией.

8. Пользоваться поврежденными розетками, рубильниками, другими электроустановочными изделиями.

9. Пользоваться покупными и самодельными «переходниками», «тройниками», «адаптерами», «сетевыми фильтрами» и удлинителями. В случае надобности следует пользоваться выданными или одобренными ОГЭ (отделом главного энергетика) приборами.

10. Обертывать электролампы и светильники бумагой, тканью и другими горючими материалами, а также эксплуатировать светильники со снятыми колпаками (рассеивателями, плафонами), предусмотренными конструкцией светильника.

11. Пользоваться электроутюгами, электроплитками, электрочайниками и другими электронагревательными приборами, не имеющими устройств тепловой защиты, без подставок из негорючих теплоизоляционных материалов, исключающих опасность возникновения пожара.

12. исключающих опасность возникновения пожара.

13. Применять нестандартные (самодельные) электронагревательные приборы, использовать некалиброванные плавкие вставки или другие самодельные аппараты защиты от перегрузки и короткого замыкания.

14. Запрещается эксплуатация электронагревательных приборов при отсутствии или неисправности терморегуляторов, предусмотренных конструкцией.

15. Размещать (складировать) у электрощитов, электродвигателей и пусковой аппаратуры, равно как и под линиями электропередач горючие (в том числе легковоспламеняющиеся) вещества и материалы.

Действия дежурного электротехнологического и электротехнического персонала при пожаре.

В случае возникновения возгорания в электроустановке до 1000 Вольт следует:

1. Принять меры к вызову пожарного расчета, для чего оповестить непосредственного начальника либо старшего на данном объекте о возгорании.

2. Принять меры к отключению электроустановки.

3. До прибытия пожарного расчета принять меры к тушению пожара. Внимание! Если напряжение с электроустановки не снято, то тушение можно проводить только углекислотными или порошковыми огнетушителями! Нельзя заливать действующую электроустановку водой, пользоваться пенными огнетушителями, засыпать снегом и т.д.

4. После прибытия пожарного расчета действовать по указаниям старшего пожарного расчета.

Тушение пожаров на трансформаторах.

При аварии на трансформаторе с возникновением пожара, он должен быть отключен от сети со всех сторон и заземлен.

После снятия напряжения, тушение пожара следует производить любыми средствами пожаротушения (распыленной водой, воздушно-механической пеной, огнетушителями)

При пожаре на трансформаторе установленном в закрытом помещении (камере) и закрытом распределительном устройстве, должны быть приняты меры по предупреждению распространения пожара через проемы, каналы и др. При тушении пожара следует применять те же средства тушения пожара, как и для трансформаторов наружной установки.

При внутреннем повреждении на трансформаторе, с внутренним выбросом масла через выхлопную трубу или через нижний разъем (срез болтов и деформация фланца разъема) и возникновением пожара внутри трансформатора, следует вводить средства тушения пожара внутрь трансформатора, через верхние люки и через деформированный разъем.

При возникновении пожара на трансформаторе сливать масло из трансформаторов запрещается, так как это может привести к повреждению внутренних обмоток и трудности дальнейшего тушения.

Во время развившегося пожара на трансформаторе необходимо защищать от действия высокой температуры водными струями металлические опоры, порталы, соседние трансформаторы и другое оборудование, при этом в зоне действия водяных струй с ближайшего оборудования и распредустройств должно быть снято высокое напряжение и они должны быть заземлены.

Список использованной литературы

1. Хвостов В.С. Электрические машины: Машины постоянного тока: Учеб. для студ. электром. спец. вузов / Под ред. И. П. Копылова. — Москва: Высшая школа, 1988. — С. 336

2. Белов М. П., Новиков В. А., Рассудов Л. Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. — 3-е изд., испр. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 575 с. — (Высшие профессиональное образование). — 1000 экз. — ISBN 978-5-7695-4497-2

3. Войнаровский П. Д., Электродвигатели // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Источник