Асинхронные двигатели

Наряду с важными  положительными качествами - простой  конструкции и обслуживания, малой  стоимостью - асинхронный двигатель  имеет и некоторые недостатки, из которых наиболее существенным является относительно низкий коэффициент мощности (соs ). У асинхронного двигателя соs при полной нагрузке может достигать значения 0,85-0,9; при недогрузках двигателя его соs резко уменьшается и при холостом ходе составляет 0,2-0,3.

Низкий коэффициент  мощности асинхронного двигателя объясняется  большим потреблением реактивной мощности, которая необходима для возбуждения  магнитного поля. Магнитный поток  в асинхронном двигателе встречает  на своем пути воздушный зазор  между статором и ротором, который  в большей степени увеличивает  магнитное сопротивление, а следовательно, и потребляемую двигателем мощность.

В целях повышения  коэффициента мощности асинхронных  двигателей воздушный зазор стремятся  делать возможно меньшим, доводя его у малых двигателей (порядка 2-5кВт) до 0,3мм. В двигателях большой мощности воздушный зазор приходится увеличивать по конструктивным соображениям, но все же он не превышает 2-2,5мм.

Вал ротора вращается  в подшипниках, которые укреплены  в боковых щитах, называемых подшипниковыми щитами. Главным образом это подшипники качения и только в машинах  большой мощности иногда используются подшипники скольжения.

Подшипниковые щиты прикрепляют  болтами к корпусу статора. В  корпус запрессовывают сердечник статора.

Техника безопасности

Блоки и отдельные  панели щитов, а также силовые  шкафы следует перевозить на автомашинах  в вертикальном положении с закреплением растяжками и упорами. При перемещении  шкафов и щитов по прочному полу или настилу необходимо пользоваться рожковыми ломами.

Страховку груза при  подъеме производят стропами - короткими  кусками цепи или стального каната, снабженного крюками, петлями.

Устанавливать на место  монтажа щиты, шкафы и пусковые ящики массой более 196Н (20 килограмм) следует не менее чем двум рабочим.

При установке конструкций, закрепляемых в стенах, потолках или  полах с помощью цементного раствора, нельзя удалять поддерживающие детали до полного затвердения раствора.

При наличии кабельных  каналов сзади или спереди  щита на время его монтажа необходимо закрыть их плитами или досками  толщиной не менее 50 миллиметров.

Собранные блоки панелей  до их постоянного закрепления необходимо временно скрепить между собой и  ближайшей стеной.

При установке и  регулировке аппаратов щита, имеющих  движущиеся части на обратной стороне  панели, необходимо принять меры для  безопасности работающих сзади щита.

Работы по установке  электродвигателей на фундаменты следует  выполнять в рукавицах. Электродвигатели массой до 50 килограмм на низкие фундаменты можно установить вручную, но не менее, чем двумя рабочими.

Запрещается проверять  пальцами совмещение отверстий в  собираемых панелях щитов или  полумуфтах (для этой цели использую  специальные шаблоны).

Запрещается перемещение, и установка щитов без принятия мер, предупреждающих их опрокидывание.

При затяжке болтовых соединений полумуфт запрещается : пользоваться вместо гаечных ключей каким-либо другим инструментом ; удлинять гаечные ключи другими ключами, отрезками труб и так далее ; пользоваться неисправными гаечными ключами или ключами несоответствующих размеров.

Перед пробным пуском электродвигателя необходимо проверить: крепление фундаментных блоков и  прочих элементов оборудования; отсутствие посторонних предметов внутри или  вблизи оборудования; наличие защитного  заземления.

Схемы пуска асинхронного двигателя

Существует множество  схем пуска асинхронного двигателя. Можно двигатель включить по средствам  прямого пуска, то есть с помощью  рубильника или автоматического  выключателя. Также асинхронный  двигатель можно включить с помощью  различной коммутационной аппаратуры, то есть через контактор, магнитный  пускатель, и так далее.

На рисунке 1 изображена электрическая система пуска  асинхронного двигателя через магнитный  пускатель, автоматический выключатель  и кнопку управления.

Принцип работы схемы  следующий: включаем автоматический выключатель  QF, тем самым подавая напряжение на схему. Нажимаем кнопку SBC,то есть кнопку «пуск». При этом запитается катушка магнитного пускателя КМ, магнитный пускатель включается, при этом его силовые контакты замкнутся, замкнется так же его вспомогательный замыкающий контакт, шунтирующий кнопку «пуск». Кнопку «пуск» можно отпустить. Как только силовые контакты магнитного пускателя замкнулись, включается двигатель М и начинает работать в заданном режиме.

Для отключения двигателя  необходимо нажать кнопку SBT, КНОПКУ «СТОП». При этом мы размыкаем цепь катушки магнитного пускателя КМ. Магнитный пускатель КМ отключится, разомкнуться его силовые контакты, разомкнется вспомогательный замыкающий контакт КМ, и при этом двигатель М отключиться.

Существуют схемы  пуска асинхронного двигателя, в  которых необходим реверс, то есть изменение направления вращения ротора двигателя.

Реверс мы получаем, изменяя порядок чередования  фаз на двигателе или магнитном  пускателе.

Межремонтное  обслуживание электродвигателей

Межремонтное обслуживание обязательно для электрических  машин, находящихся в эксплуатации. В порядке производственно- технического обслуживания осуществляют надзор за нагрузкой и вибрацией электродвигателей, температурой их подшипников, контроль за температурой входящего и выходящего воздуха в замкнутых системах вентиляции, проверку отсутствия ненормальных шумов и искрения под щетками, уход за подшипниками и контроль количества смазки. Перечисленные операции проводит дежурный персонал цеха. Этот же персонал ежемесячно выполняет наружный осмотр и чистку электродвигателей и аппаратуры от пыли и загрязнений.

Периодические осмотры  электродвигателей проводят по графику, установленному главным энергетиком. Целью осмотров является определение  технического состояния электродвигателя и выявление объема работ, которые  должны быть выполнены при очередном  ремонте. Кроме того при осмотре  проводят уход за подшипниками, коллекторами, кольцами, щетками и мелкий ремонт без разборки машин.

Мелкий ремонт и  устранение незначительных неисправностей электродвигателей проводят во время  плановых перерывов в работе технологического оборудования (в обеденные перерывы, нерабочие смены, выходные дни). К  этим работам, выполняемым оперативно-ремонтным  персоналом цеха, относится подтяжка резьбовых крепежных соединений и соединительных муфт, затяжка разъемных  контактных соединений и фундаментных болтов, регулировка защиты и аппаратов  управления, регулировка положения  траверс, уход за коллекторами, кольцами и щеточными устройствами.

Кроме указанных работ  дежурный персонал цеха осуществляет постоянный контроль за состоянием изоляции и исправностью заземляющих устройств  электроприводов, ведет надзор за соблюдением  правил технической эксплуатации электродвигателей  и правил электробезопасности труда мотористов производственных механизмов и технологического персонала цеха, а также принимает участие в приемо-сдаточных испытаниях электродвигателей и их систем управления и защиты после монтажа, ремонта и наладки.

Перед включением электрической  машины в работу дежурный электромонтер  убеждается в отсутствии посторонних  предметов на машине или внутри ее, проверяет состояние контактных колец или коллектора, положение  рукоятки пускового реостата, которая  должна быть в положении «Пуск». В небольших машинах провертывают ротор вручную. Устройства защиты, автоматического  пуска и остановки, имеющиеся  в схеме блокировки и управления, провертывают и регулируют в соответствии с инструкцией, утвержденной главным  энергетиком предприятия.

Подготовка электрических  машин к пуску после их ремонта  проводится силами заводской электролаборатории в присутствии дежурного электромонтера. При наличии на подшипниках электрической машины указателя уровня масла в подшипниках, проверяют наличие и нормальный уровень масла.

После пуска электрической  машины контролируют нагрев корпуса  машины и подшипников, вибрацию, шум  и гудение, искрение на коллекторе, биение ременной передачи или соединительной муфты с механизмом.

Аварийная остановка  работающей электрической машины производится в следующих случаях: при несчастном случае, когда требуется остановка  машины, при появлении дыма или  огня из машины или пускорегулирующей  аппаратуры, при поломке приводимого  механизма, при сильной вибрации, угрожающей целостности машины, при  чрезмерном нагреве машины с заметным снижением частоты вращения.

Неисправности электродвигателей

Неисправности электродвигателей  возникают в результате износа деталей  и старения материалов, а также  при нарушении правил технической  эксплуатации. Причины возникновения  неисправности и повреждений  электродвигателей различны. Нередко  одни и те же неисправности вызываются действиями различных причин, а иногда - и совместными их действием. Успех  ремонта во многом зависит от правильного  установления причин всех неисправностей и повреждений поступающего в  ремонт электродвигателя.

Повреждения электродвигателей  по месту их возникновения и характеру  происхождения делят на электрические и механические. К электрическим

Относят повреждение  или токопроводящих частей обмоток, коллекторов, контактных колец и  листов сердечников. Механическими  повреждениями считают ослабление крепежных соединительных резьб, посадок, нарушения формы и поверхности деталей, перекосы и поломки. Повреждения обычно имеют очевидные признаки или легко устанавливаются измерениями.

Неисправности электрических  двигателей и возможные причины  их возникновения.

     

Неисправности часто  можно установить лишь по косвенным  признакам. При этом приходится производить  не только измерения, но и сопоставлять обнаруженные факты с известными из опыта и делать соответствующие выводы.

Предремонтные испытания. Для электродвигателей, поступающих в ремонт, когда это, возможно, следует проводить предремонтные испытания.

Объем испытаний устанавливают  в каждом случае в зависимости  от вида ремонта, результатов анализа  карт осмотра и внешнего состояния  электродвигателя. Работа по предметному  выявлению неисправности машин  называется дефектацией. Перед испытаниями электродвигатель подготавливают к работе с соблюдением всех требований правил технической документации: измеряют размеры зазоров в подшипниках и воздушные зазоры, осматривают доступные узлы и детали и оценивают возможность их использования при испытаниях. Непригодные детали по возможности заменяют исправными (без разборки)

В асинхронных двигателях на холосто ходу измеряют ток холостого  хода, контролируют его симметрию  и оценивают визуально или  с помощью инструментов все параметры, подлежащие контролю при эксплуатации.

В электродвигателях  с фазным ротором и двигателях постоянного тока оценивают работу контактных колец, коллекторов. Щеточного  аппарата. Нагружая электродвигатель в допустимой мере оценивают влияние нагрузки на работу его основных узлов, контролируют равномерность нагрева доступных частей, вибрацию, определяют неисправности и устанавливают возможные их причины.

Типичные признаки и причины неисправностей асинхронных  электродвигателей при номинальных  параметрах питающей сети и правильном включении обмоток электродвигателя приведены.

Виды  и объемы ремонтов

В соответствии с Правилами  технической эксплуатации в системе  планово-предупредительных ремонтов электрооборудования (ППРЭО) предусматривают два вида ремонтов: текущий и капитальный.

Текущий ремонт. Проводится с переодичностью (установленной главным энергетиком) для всех электродвигателей, находящихся в эксплуатации. В типовой объем работ при текущем ремонте входят следующие виды работ: наружный осмотр электродвигателя, промывка и замена смазки в подшипниках и при необходимости замена подшипников качения, проверка и ремонт вентиляторов и чистка вентиляционных устройств и каналов, чистка и продувка сжатым воздухом обмоток, контактных колец, коллекторов щеточного аппарата, проверка состояния крепления лобовых обмоток, шлифования контактных колец и коллекторов, регулировка щеточного аппарата, протирка и замена щеток, продороживание коллекторов, проверка и затяжка всех резьбовых крепежных соединений, проверка защитного соединения, проведение профилактических испытаний.