Методика выполнения работы
Выводы обмоток асинхронного короткозамкнутого двигателя расположены на блоке зажимов с 15 до 20. Для определения пары проводов, принадлежащих одной и той же фазе, можно использовать лампу накаливания (зажимы 31, 32) или вольтметры, схема соедине- ния которых приведена на рисунке 6.
Рис. 6. Соединение вольтметров
После маркировки обмоток статора трехфазного АДКР и опре- деления начала и конца обмоток всеми методами включить на напря- жение 380 В двигатель, обмотки которого соединяются звездой, или на напряжение
220 В – обмотки, соединенные треугольником (об- мотки рассчитаны на напряжение 220 В). Схема управления работой двигателя приведена на рисунке 7.
Рис. 7. Схема управления потребителей,
подключенных к зажимам 1, 2, 3.
35
На стенде зажимы 25, 26, 27 – на U
л
= 380 В, а зажимы 28, 29,
30 – на U
л
= 220 В. Схемы включения обмоток электродвигателя в «звез- ду» или в «треугольник» (см. рис. 1) и подключения к схеме управления
(рис. 7) представить принципиальной электрической схемой.
Содержание отчета
1. Название и цель работы.
2. Схема включения обмоток электродвигателя «звездой».
3. Технические данные электрооборудования.
4. Рисунки определения условных начал и концов обмоток ме- тодом трансформации, подбора и методом открытого треугольника.
5. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Устройство АДКР.
2. Объяснить принцип работы АДКР.
3. Сущность методов определения начала и конца обмоток
АДКР.
4. Как определить направление вектора магнитного потока?
5. Почему при напряжении 380 В обмотка двигателя должна со- единяться звездой, а при U = 220 В – треугольником?
Лабораторная работа № 2
Дефектация асинхронного двигателя при ремонте
Цель работы. Освоить методику проведения дефектовочных операций при ремонте асинхронного двигателя.
Задание к работе
1. Ознакомиться с методами и средствами распознавания техни- ческого состояния и обнаружения неисправностей двигателя.
2. Провести дефектацию электродвигателя до разборки и после разборки.
3. Заполнить дефектовочную ведомость.
4. Оформить отчет по лабораторной работе.
36 Общие сведения Электрические машины, поступившие в ремонт, тщательно ос- матривают, а при необходимости проводят предремонтные испыта- ния, позволяющие определить объем работы. В процессе внешнего осмотра определяют комплектность двигателя и целесообразность выполнения его ремонта. В ремонт должны поступать двигатели в собранном виде с наличием основных сборочных единиц и деталей, включая старую обмотку. Техническое диагностирование распознает состояние двигателя, конечным результатом которого служит заклю- чение о местах неисправности объекта. Способы дефектации позво- ляют определить неисправности в механической или электрической части электродвигателя, а системы диагностирования решают задачи профилактического, дифференциального, функционального и прогно- зирующего испытания электрооборудования. Методика выполнения работы Дефектация электродвигателей в сборке и после его разборки является одной из наиболее ответственных операций, так как невыяв- ленные неисправности могут привести к увеличению продолжитель- ности и стоимости работ при повторном ремонте. Поэтому вы долж- ны продиагностировать асинхронный короткозамкнутый двигатель в собранном и разобранном виде. Внешний осмотр Станина и подшипниковые щиты. Повреждение станины чаще всего заключается в отколе лап у двигателей с чугунными корпусами и наличии трещин. Допускается прием в ремонт двигателей, у кото- рых отбито не более двух лап, расположенных по диагонали. При от- коле двух лап, расположенных с одной стороны электродвигателя, станина бракуется. Не подлежат ремонту двигатели, у которых ста- нина имеет трещины, выходящие на посадочные места (замковое со- единение с подшипниковым щитом). Подшипниковые щиты подле- жат выбраковке, если они имеют трещины с выходом на посадочные места. Клеммная коробка. Проверить состояние корпуса и крышки клеммной коробки, состояние изоляционной панели (подгорание, трещины, сколы). Целостность обмотки проверяют при помощи мегомметра или контрольной лампы.
37
Предремонтные испытания
Испытания проходят только те электродвигатели, которые не имеют обрывов в обмотках и по результатам наружного осмотра мо- гут быть отремонтированы без замены обмотки. Следует иметь в ви- ду, что иногда даже исправные двигатели могут поступить в ремонт
(дефекты питающей среды, несоответствие номинальных данных двигателя и рабочей машины). Сопротивление изоляции обмоток фаз по отношению к корпусу и фаз относительно друг друга измеряется мегомметром на 1000 В для машин с номинальным напряжением до
660 В включительно. Измеренное сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. Испытание электрической прочности кор- пусной изоляции проводится с использованием испытательной уста- новки, например ВС-23, в течение одной минуты.
Норма испытательного напряжения н
исп
U
2
+
1000
=
U
, (1) где н
U
– номинальное напряжение электродвигателя, В.
Проверка состояния витковой изоляции может быть выполнена аппаратами СМ-1, ВЧФ-2.
Испытание на холостом ходу проводится в течение 30 минут.
При этом замеряются величины токов холостого хода в каждой фазе, а также нагрев подшипников. Неравномерность тока холостого хода по фазам не должна превышать 5 %, а среднее арифметическое зна- чение токов трех фаз – допустимое значение для данного типа и габа- рита электродвигателя.
Дефектация разобранного двигателя
Станина и активное железо статора. Измеряем штангенцир- кулем в трех местах через 120° диаметр посадочного места под под- шипниковый щит и сравниваем с допустимым по техническим требо- ваниям на капитальный ремонт. Размерная цепь посадочных мест в станине и в подшипниковом щите должна обеспечивать плотную по- садку.
Проверяем состояние резьбы в отверстиях для крепления под- шипникового щита. Осмотр активной стали проводим с целью выяв- ления следующих дефектов: оплавление отдельных участков стали; ослабление прессовки пакета стали; распущение («веер») крайних листов в зубцовой зоне; сдвиг отдельных листов пакета стали относи-
38 тельно друг друга. Степень прессовки определяем с помощью ножа с лезвием толщиной 0,1–0,2 мм. При удовлетворительной запрессовке лезвие ножа при сильном нажатии рукой не должно входить между листами более чем на 1–3 мм.
Вал, ротор. При дефектации вала необходимо обратить особое внимание на состояние посадочных поверхностей, шпоночной канав- ки, отсутствие искривлений. Дефекты на посадочных поверхностях вызывают нарушение концентричности и перпендикулярности посад- ки насаживаемых деталей. Допустимая овальность шейки не должна превышать 0,026 мм, а конусность -0,03 мм. Овальность измеряется как наибольшая разность диаметров в одном и том же поперечном сечении шейки, а конусность – как наибольшая разность диаметра шейки в одном и том же осевом сечении вала на длине 150 мм. На по- садочных местах под подшипники допускаются небольшие вмятины и задиры общей площадью не более 3–4 %. Эти дефекты можно устра- нить шабером или наждачной бумагой. На посадочных местах под шкив или муфту общая площадь вмятин не должна превышать 10 %.
Искривление вала может быть обнаружено путем проверки бие- ния вала (ротора) в центрах токарного станка при помощи индика- тора. При изгибах вала до 0,01 мм на 1 м длины, но не свыше 0,2 мм на всю длину вала, правка его не обязательна. При искривлении вала до 0,3 % от длины рекомендуется вал править вхолодную, а при больших изгибах – с нагревом.
Трещины вала заваривают, если глубина поперечных трещин не превышает 10 % диаметра вала, а продольных – 10 % длины вала. Ко- роткозамкнутый ротор должен быть плотно насажен на вал и не иметь трещин и разрывов в стержнях и короткозамыкающих кольцах.
Трещины в короткозамыкающих кольцах обнаруживаются визуально.
Обрыв стержней может быть определен при помощи электромагнита, питаемого переменным током. Для этого ротор укладывают на элек- тромагнит (рис. 1), на его обмотку подают напряжение и на каждый паз поочередно накладывают стальную пластину. Если пластина не притягивается к пазу, значит, в пазу стержень имеет обрыв.
Износ контактных колец фазного ротора определяют путем из- мерения штангенциркулем их диаметров и сопоставления с допусти- мыми механическими требованиями на ремонт. Он не должен пре- вышать 50 % первоначальной толщины кольца.
39 Рис. 1. Схемы для определения неисправностей асинхронного двигателя при помощи электромагнита: а – обрыв стержней ротора; б – витковое замыкание в обмотке статора: 1 – путь магнитного потока; 2 – электромагнит Воздушный зазор. Для измерения воздушного зазора ротор ук- ладывают внутрь статора и с помощью щупа измеряют зазор между железом ротора и статора в верхней точке с обоих торцов двигателя. Затем ротор поворачивают на 180° и опять измеряют зазор. Фактиче- ский воздушный зазор принимают равным половине среднего значе- ния двух полученных измерений, если он не превышает номинальный более чем на 20 %, в крайнем случае вопрос о ремонте данного двига- теля решается с заказчиком, так как при этом возникает необходи- мость в пересчете обмоточных данных. Станины и подшипниковые щиты. Ремонт станин и подшипни- ковых щитов заключается в заварке трещин, приварке отломанных деталей и восстановлении изношенных посадочных поверхностей. Трещины в чугуне заваривают биметаллическими электродами и преимущественно в горячем состоянии ацетиленокислородным пла- менем. Детали разогревают в печи до 700–800 °С, заваривают трещи- ну и дают ей медленно остыть вместе с печью в течение 1–3 суток (в зависимости от размеров и массы детали). Если толщина треснувшей стенки больше 5 мм, перед сваркой скашивают ее кромки по всей длине трещины под углом 45–60°. Начало и конец трещины засвер- ливают, чтобы она не увеличивалась. Трещины в чугуне можно зава- ривать и в холодном состоянии медным или биметаллическим элек- тродом, а также сваркой стальным электродом стальных шпилек, ввернутых в чугун на резьбе. Изношенные посадочные поверхности подшипниковых щитов чаще всего приходится восстанавливать в местах посадки подшипни- а б
40 ков качения. Подшипниковый щит растачивают до большего диамет- ра и запрессовывают в него стальную втулку, которую затем растачи- вают до требуемого размера.
Подшипники. В современных машинах используют главным об- разом шариковые и роликовые подшипники качения, которые просты в эксплуатации, износоустойчивы и легко заменяются при поврежде- нии. Подшипники качения подлежат замене в следующих случаях: увеличенный радиальный и осевой зазор, трещины в обоймах, разру- шение сепаратора, шелушение беговых дорожек и тел качения, нали- чие цветов побежалости вследствие перегрева. Величину зазоров из- меряют после тщательной промывки подшипников в керосине. Изме- рения целесообразно проводить с использованием приспособления
КИ-1223, снабженного индикатором. Для определения радиального зазора делают три измерения. После первого измерения наружное кольцо поворачивают на 120° и проводят второе измерение, для третьего измерения кольцо поворачивают еще на 120°. Среднее арифметическое трех измерений принимают за значение радиального зазора. В таблице 1 приводятся данные для дефектации подшипников качения.
Таблица 1 – Допустимые значения радиальных зазоров в подшипниках качения
Диа- метр вала, мм
Высота оси вращения, мм
Номер подшипника
Радиальный зазор в подшипнике, мм нормальный предельно допустимый
12 56 180501 0,003–0,0180 0,04–0,05 15 63 180502 20 71 180204 25 80,90 180205 0,005–0,020 0,04–0,08 30 100 180306 180606 35 112 180607 45 132 180609 0,006–0,023 0,05–0,10 50 160 310 60 180 312 0,008–0,028 0,09–0,13 65 200 313 70 225 314 85 250,280 317 0,012–0,036 0,11–0,15 95 315 319 110 355 322
41 Вентилятор. Длительная нормальная работа электрической ма- шины в значительной мере зависит от интенсивности отвода теплоты от ее нагревающихся частей. Условиями охлаждения определяется и нагрузочная способность машины, поскольку повышение температу- ры нагрева обмоток и других ее частей сверх нормы является главной причиной, ограничивающей мощность машины при длительных и кратковременных нагрузках. Чрезмерные нагревы и большие перепа- ды температуры между отдельными частями машины – основные причины старения и повреждения изоляции. Охлаждение электриче- ских машин осуществляется литыми, клепаными или сварными вен- тиляторами. При проверке состояния вентилятора необходимо обра- тить внимание на следующие возможные дефекты: ослабление креп- ления, погнутость и отсутствие лопаток, ослабление крепления втул- ки вентилятора на валу, осевое и радиальное биение. Вентилятор считают годным, если его лопатки прочно закреп- лены и он плотно посажен на вал. Биение вентилятора в осевом на- правлении должно быть не более 1–2 мм, а в радиальном – 1 мм. Обмотка статора. Если в процессе предремонтных испытаний установлено, что обмотка не имеет обрывов, замыканий на корпус, или в случае если она после испытаний и разборки подвергалась ка- ким-то изменениям (например, изменение схемы соединения), то не- обходимо провести более подробную ее дефектацию. Витковые замыкания в обмотке могут быть определены методом электромагнита. Для этого электромагнит, питаемый переменным то- ком, укладывают внутрь статора, как показано на рисунке 1, б. На па- зы, находящиеся в зоне электромагнита, накладывают стальную пла- стину. Если в пазу находится катушка с короткозамкнутыми витками, то пластина будет притягиваться. Пластина также будет притягивать- ся к пазу, находящемуся на расстоянии шага от первого. Для обнару- жения витков замыканий удобно пользоваться специальными прибо- рами ЕЛ-1, ЕЛ-3, ЕЛ-10, ПДО. В работе необходимо освоить методи- ку работы с данными приборами по прилагаемым к ним руково- дствам. Если двигатель ремонтируют с полной заменой обмотки, то перед удалением старой обмотки необходимо снять и записать обмо- точные данные: тип обмотки, число пазов статора – Z; число полюсов машины – 2р; число катушек в катушечной группе (число пазов на полюс и фазу) – q; число витков в катушках; шаг обмотки в пазах – у; диаметр обмоточного провода; длину вылета лобовых частей; конст- рукцию пазовой, межвитковой и междуфазной изоляции; нарисовать эскиз катушек обмотки и торцевую схему обмотки.
42
Дефектацию роторной обмотки двигателя с фазным ротором выполняют аналогично.
Содержание отчета
1. Дефектировочная ведомость согласно прилагаемой к работе форме.
2. Эскизы катушек и торцевая схема обмотки.
Контрольные вопросы
1. Каковы требования к двигателям, принимаемым в ремонт?
2. Какие повреждения электрических машин относят к механи- ческим, а какие – к электрическим?
3. Какие неисправности определяют в процессе внешнего ос- мотра электродвигателя?
4. Предремонтные испытания.
5. Нормы испытательного напряжения.
6. Дефектация разобранного двигателя.
7. Как определить обрыв обмотки ротора?
8. Как обнаружить витковые замыкания?
9. В каких случаях подшипники качения подлежат замене?
Лабораторная работа № 3
Испытание активной стали машин и трансформаторов
Цель работы.Освоить методику проверки активной стали ма- шин и трансформаторов при ремонте.
Задание к работе
1. Определить пробивное напряжение изоляции листов актив- ной стали.
2. Определить сопротивление изоляции при постоянном напря- жении пакета листов активной стали.
3. По данным испытания статоров машин переменного тока оп- ределить нагрев и распределение температуры по активной стали сердечника асинхронного двигателя и сравнить их с допустимыми значениями, определить значение удельных потерь в стали и срав- нить их с допустимыми.
43 Общие сведения В трансформаторах и электрических машинах электротехниче- ское железо (активная сталь) пересекается силовыми линиями ме- няющегося магнитного поля. При этом в активной стали индуктиру- ются ЭДС, под действием которых в массе детали протекают вихре- вые токи (токи Фуко), создающие собственные магнитные потоки, противодействующие основному магнитному потоку обмоток, и вы- зывают нагрев железа. Чтобы уменьшить нагрев (потери энергии), магнитопроводы трансформаторов и электрических двигателей наби- рают из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга специальным лаком, бумагой или пленкой окисла (ока- линой), проводимость которой мала. Методика выполнения работы Для определения пробивного напряжения изоляции (U Mp ) листов активной стали в качестве объекта исследования берем один изоли- рованный лист железа. Опыт проводим в следующем порядке: - испытуемый образец с одной стороны очищаем от изоляции; - собираем схему для определения пробивного напряжения изо- ляции листов активной стали (рис. 1); - электрод 8 устанавливаем на поверхности изолированного лис- та в любой точке; - при помощи автотрансформатора 4 плавно повышаем (от ми- нимального значения) приложенное напряжение до пробоя изоляции листа, при этом значение напряжения пробоя фиксируем вольтмет- ром PV. Рис. 1. Схема для определения пробивного напряжения изоляции листов активной стали: 1, 2 – выводы автотрансформатора (ЛАТР); 3–5 – реостат; 6 – сигнальная лампа; 7–11 – электроды установки; 9 – испытуемый образец; 12, 13 – вольтметр; HL – сигнальная лампа; R – регулируемое сопротивление (реостат)
44
В момент пробоя вспыхивает сигнальная лампа HL. Меняя по- ложение установки электрода 8 (4–5 раз), находим среднее значение
ср
пр
U
5 5
4 3
2 1
U
U
U
U
U
U
ср
пр
В.
(1)
Наличие 4–5 значений
пр
U
изоляции исключает пробой воздуш- ных включений в лаковой изоляции. Пробивное напряжение лакового покрытия должны быть не менее 100–150 В. Полученные значения
пр
U
вносим в таблицу 1.
Таблица 1 – Значения пробивного напряжения
Значение пробивного напряжения
Положение электрода
,
ср
пр
U
В
1 2
3 4
5
,
i
пр
U
В
Для определения сопротивления изоляции пакета листов стали собираем образец из 20 листов. Весь пакет сжать прессом (пружиной) давлением 0,6 МПа.
Схема для определения сопротивления изоляции листов актив- ной стали приведена на рисунке 2.
Рис. 2. Схема для определения сопротивления изоляции листов
активной стали
Между электродами одинакового размера помещаем пакет стали из 20 листов и под давлением около 0,6 МПа подаем постоянное на- пряжение 3–5 В. Сопротивление изоляции стали должно быть не ме- нее 50 Ом. У старых листов, бывших в эксплуатации, все бугорки и
45 выпучивания под действием длительного давления выпрямляются. Поэтому давление при испытании старых листов может быть сниже- но на 25–30 %, а сопротивление изоляции – на 20–35 %. Данные опытов заносим в таблицу произвольной формы. При дефектации электродвигателей перед ремонтом необходимо провести испытания, определить местные повышенные нагревы, ко- торые появляются в результате замыканий листов стали, и удельные потери в стали. Испытание проводить при частоте 50 Гц и индукции 1 Тл. В опыте объектом испытания является активная сталь двух-трех статоров машин переменного тока. |
Скачать 1.8 Mb.