Асинхронные двигатели

Капитальный ремонт. Проводят в условиях электроремонтного  цеха (ЭРЦ) или специализированного ремонтного предприятия (СРП). В объем капитального ремонта входят работы, предусмотренные текущим ремонтом. Он включает в себя также следующие виды работ: полную разборку электродвигателя, проверку всех узлов и деталей и их дефиктация, ремонт станин и подшипников щитов, магнитопроводов ротора и статора, валов, вентиляторов, роторов, коллекторов, устранения местных дефектов изоляции обмоток и соединений, проведение послеремонтных испытаний.

Переодичность капитальных ремонтов электродвигателей Правилами технической эксплуатации не устанавливается. Она определяется лицом, ответственным за электрохозяйство предприятия на основании оценок общей продолжительности работы электродвигателей и местных условий их эксплуатации.

После транспортировки  для монтажа электродвигателей  на фундаментах производят следующие  дополнительные работы: выверка положения  электродвигателя, центровка и соосность валов электродвигателя и агрегата, крепление, подливка оснований. Частичная замена обмоток целесообразна в случае повреждения нескольких однослойных катушек или стержневых обмоток (частичная замена двухслойных обмоток статора нецелесообразна, так как при этом повреждается изоляция исправных катушек).

Провода снятые с поврежденных электродвигателей в период ремонта, используют повторно. В этом случае необходимо восстановить электрические и механические параметры обмоток до их первоначальных значений. Для очистки проводов от их старой изоляции применяют отжиг в печах, а механическое отделение остатков изоляции от проводов - волочением через деревянные или текстолитовые клицы. После рихтовки провода обматывают новой изоляцией на станках.

При ремонте статорных  обмоток из жестких катушек медные провода прямоугольного сечения  используют повторно. Изоляцию восстанавливают  с помощью обматывания лентой внахлестку, перекрывая на 1:2 ширины изолировочной  ленты. Замену коллекторов проводят лишь при значительных повреждениях (пяти и более коллекторных пластин) с пробоем и выгоранием изоляции.

Кроме того, коллекторы подлежат замене целиком, если запас  размера коллекторных пластин по высоте не обеспечивает их естественного  износа без уменьшения этого размера ниже допустимого предела за время до следующего капитального ремонта.

Сушка, пропитка и  испытание обмоток. Изготовление обмотки  статоров, роторов и якорей подвергаются сушке в специальных печах  и сушильных камерах при температуре 105-120С. С помощью сушки из гигроскопических изоляционных материалов (электрокартон, хлопчатобумажные ленты) удаляется влага, которая препятствует глубокому проникновению пропиточных лаков в поры изоляционных деталей при пропитке обмотки.

Сушку проводят в инфракрасных лучах специальных электрических  ламп, или с использованием горячего воздуха в сушильных камерах. После просушки обмотки пропитывают  лаками БТ-987, БТ-95, БТ-99, ГФ-95 в специальных  пропиточных ваннах. Помещения оборудуются  приточно-вытяжной вентиляцией. Пропитка проводится в ванне, заполненной  лаком и оборудованной подогревом для лучшей проникающей способности  лака в изоляцию обмотки провода.

С течением времени  лак в ванне становится более  вязким и густым, в связи с улетучиванием  растворителей лаков. В результате этого сильно снижается их способность  проникать в изоляцию проводов обмотки, особенно в тех случаях, когда  провода обмотки плотно уложены  в пазы сердечников. Поэтому при  пропитке обмоток постоянно проверяют  густоту и вязкость пропиточного лака в ванне и периодически добавляют  растворители. Обмотки пропитывают  до трех раз в зависимости от условий  их эксплуатации.

Для экономии лака, расходуемого за счет прилипания к стенкам станины  статора, применяют другой метод  пропитки обмотки с использованием специального приспособления. Готовый  к пропитке статор с обмоткой устанавливают  на крышку специального бака с лаком, предварительно закрыв заглушкой коробку  вывода статора. Между торцом статора  и крышкой бака прокладывают уплотнение. В центре крышки имеется труба, нижний конец которой располагается  ниже уровня лака в баке.

Для пропитки обмотки  статора в бак по патрубку подается сжатый воздух давлением 0,45 - 0,5 МПа, с  помощью которого уровень лака поднимается  до заполнения всей обмотки, но ниже верхней  части кромки станины статора. По окончании пропитки выключают подачу воздуха и выдерживают статор примерно 40мин (для слива остатков лака в бак), снимают заглушку с коробки выводов. После этого статор направляют в сушильную камеру.

Это же приспособление используют для пропитки обмоток  статора под давлением. Необходимость  в этом возникает в тех случаях, когда в пазах статора очень  плотно уложены провода и при  обычной пропитке (без давления лака)лак не проникает во все поры изоляции витков. Процесс пропитки под давлением заключается в следующем. Статор устанавливается как и в первом случае, но сверху закрывается крышкой. Сжатый воздух подается в бак и цилиндр, который прижимает крышку к торцу станины статора через установленную прокладку уплотнения. Поворотная траверса, укрепленная на колонке, и винтовое соединение крышки с цилиндром позволяют использовать это приспособление для пропитки обмоток статоров различной высоты.

Пропиточный лак в  резервуар подается из емкости, расположенной  в другом, не пожароопасном помещении. Лак и растворители являются токсичными и пожароопасными и в соответствии с правилами охраны труда работа с ними должна проводиться в защитных очках, рукавицах, резиновом фартуке  в помещениях, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией.

После окончания пропитки обмотки машин сушат в специальных  камерах. Воздух, подаваемый в камеру принудительной циркуляцией, нагревается  электрическими калориферами, газовыми или паровыми подогревателями. Во время  сушки обмоток ведется непрерывный  контроль за температурой в сушильной камере и температурой выходящего из камеры воздуха. В начале сушки обмоток температуру в камере создают несколько ниже (100-110с). При этой температуре удаляются растворители из изоляции обмоток и наступает второй период сушки - запекания лаковой пленки. В это время на 5-6 часов повышают температуру сушки обмоток до 140с (для класса изоляции А). Если после нескольких часов сушки сопротивление изоляции обмоток остается недостаточным, то отключают подогрев и дают остыть обмоткам до температуры, на 10-15С превышающей температуру окружающего воздуха, после чего вновь включают подогрев и продолжают процесс сушки.

Процессы пропитки и сушки обмоток на энергоремонтных предприятиях совмещены и, как правило, механизированы.

В процессе изготовления и ремонта обмоток машин проводят необходимые испытания изоляции катушек. Испытательное напряжение должно быть таким, чтобы в процессе испытаний выявлялись дефектные участки изоляции и не повреждалась изоляция исправных обмоток. Так, для катушек напряжением 400В испытательное напряжение недемонтированной из пазов катушки в течении 1 мин должно быть равно 1600В, а после соединения схемы при частичном ремонте обмотки - 1300В.

Сопротивление изоляции обмоток электродвигателей напряжением 500В после пропитки и сушки  должно быть не менее 3Мом для обмоток  статора и 2Мом - для обмоток ротора после полной перемотки и 1Мом  и 0,5Мом соответственно после частичной  перемотки. Эти значения сопротивлений  изоляции обмоток рекомендованы, исходя из практики ремонта и эксплуатации отремонтированных электрических  машин.

Монтаж  электродвигателей

После испытания электродвигателей  определяют возможность их включения  без сушки. Электродвигатели напряжением  до 1000В включают без сушки, если сопротивление  изоляции их обмоток при температуре  от 10С до 30С не менее 0,5Мом. Если указанные  условия не удовлетворяются, электродвигатели должны быть подвергнуты сушке.

Методы сушки электрических  машин. Метод сушки внешним нагревом применяют для сильно увлажненных  машин. Машину помещают в теплоизоляционную  камеру, продуваемую горячим воздухом от воздуходувки.

Инфракрасную сушку  производят с помощью теплоизлучателей, в качестве которых применяют зеркальные лампы мощностью 250 или500Вт, располагаемые на расстоянии 200-400мм от нагреваемой поверхности. Лампы размещают на расстоянии 200-300мм одну от другой в шахматном порядке. Температуру регулируют включением и отключением части ламп.

Методы инфракрасной сушки и сушки внешним нагревом применяют для любых электрических  машин. Напряжение питания пониженное. Роторы машин переменного тока при  сушке от внешних источников затормаживаются. Включение и отключение тока производят плавным изменением сопротивления  реостата.

Режим сушки. Перед  сушкой машину тщательно очищают  и продувают сжатым воздухом. Корпус машины надежно заземляют. Принимают  меры по уменьшению теплопотерь: перекрывают деревянными щитами фундаментные ямы, ограждают машину брезентовыми палатками. В процессе сушки первоначальный нагрев проводят медленно (особенно при сильно отсыревшей изоляции крупных машин). Средняя температура допустимого нагрева 65-70С. Разброс температур нагрева различных частей машины должен быть в пределах 20С. Температуру измеряют термометрами, встроенными или закладными термоиндикаторами, а также методом сопротивления.

В процессе сушки через  каждый час (или два часа) измеряют следующие параметры: температуры  в контрольных точках машины и  окружающего воздуха, сопротивления  изоляции каждой обмотки от корпуса  и изоляции между обмотками. Коэффициент  абсорбции определяют в холодном состоянии машины в начале сушки, после ее нагрева до установившейся температуры, в конце сушки (для  принятия решения о ее прекращении) и после сушки при остывании  машины.

Сушка заканчивается  после того, как устанавливается  постоянное сопротивление изоляции при неизменной температуре в  течение 3-8ч. Общая продолжительность  сушки машин малой и средней  мощности должна быть не менее 15-20ч.

Отремонтированный и  испытанный электродвигатель транспортируют к месту установки и монтируют  в следующем порядке. Устанавливают  на плиту электродвигатель и выверяют положение его вала так, чтобы  наилучшим образом обеспечить совпадение в пространстве осей всех валов.

Центровка валов с  общей осью обычно производится в  два этапа. Предварительную центровку  производят по рискам, нанесенным на ободы полумуфт. Риски наносят с помощью центроискателей на каждой полумуфте соединяемых валов через 90 .Сначала накладывают контрольную линейку на обе полумуфты в четырех точках окружности, сдвинутых на 90 , и убеждаются в отсутствии параллельного сдвига осей валов. Если оси сдвинуты, то на риску базовой полумуфты накладывают контрольную линейку и, вращая центрируемый вал, совмещают одну из рисок его полумуфты с базовой риской. При совпадении обеих рисок с кромкой линейки без углового расхождения линейку переносят на следующие две риски и так далее. В случае, когда угловое расхождение осей валов установлено, перемещают центрируемый вал до совпадения рисок. Предварительная центровка считается достигнутой, если совпадают все четыре пары рисок соединяемых полумуфт. Для окончательной центровки малогабаритных тихоходных машин применяют монтажные скобы. Центровка может производиться по втулкам или по ободам полумуфт. Для центровки валов крупных быстроходных машин используют более сложные приспособления, в которых несоосность измеряют индикаторами с точным отсчетом по шкале.

Окончательная центровка  заключается в измерении зазоров  «а» и «в» в четырех положениях валов, совместно поворачиваемых ступнями на 90 . Разность как зазоров «а», так  и зазоров «в» в диаметрально противоположных направлениях должна быть меньше допустимых отклонений.

В электроприводах  с двигателями мощностью до 100кВт  нередко применяют ременные передачи. Валы электродвигателя и производственного  механизма в этом случае располагаются  параллельно. Для сопряжения валов  передачей выверяют горизонтальность их осей валовыми уровнями и вертикальность торцевых плоскостей шкивов рамными  уровнями. Затем совмещают поперечные оси симметрии обеих шкивов с  осью ременной передачи. При одинаковой ширине шкивов пользуются контрольной  линейкой. Ее располагают в плоскости  осей обоих валов и прижимают  к кромкам обработанных торцов обоих  шкивов, добиваясь касания обоих  ободов шкивов во всех четырех точках. Если ширина шкивов неодинакова, их расположение регулируют выравниванием зазоров по обе стороны от узкого шкива между его ободами и двумя контрольными линейками, наложенными на торцы широкого шкива. Допустимое отклонение измерений как односторонних зазоров, так и разности сумм накрест лежащих зазоров по ободу узкого шкива не должны превышать 0,3мм.

Для клиноременной  передачи допускается осевой сдвиг  канавок шкивов не более 16мм на 1000мм расстояния между осями валов.

Предварительно затягивают до отказа фундаментные болты вручную  нормальными ключами. Контролируют сохранность центровки, осуществляют окончательную затяжку резьбовых  креплений тарированными ключами. Достаточность затяжки контролируют щупом толщиной 0,05мм, который должен проникать в стык резьбового соединения не глубже, чем на 0,5мм.

Проводят пробный  пуск электродвигателя: его включают в сеть только на несколько секунд и повторяют включение несколько  раз. При благополучном исходе включений  «толчком» электродвигатель пускают  на 20-30мин, контролируя работу систем смазки, охлаждения и отсутствия ненормальных шумов в машине. Перед остановом  измеряют температуру подшипников. Если признаков ненормальной работы не обнаружено, обкатывают электродвигатель на холостом ходу и производят испытание  на холостом ходу и под нагрузкой. Время обкатки устанавливают  по данным завода-изготовителя для  нового электродвигателя.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Частота вращения ротора в минуту определяется следующим  выражением: