Неисправности трансформаторов

При термомеханическом методе удаления старой обмотки электрическую  машину со срезанной лобовой частью обмотки помещают в обжиговую  печь при температуре 300..350°С и выдерживают  там несколько часов. После этого  оставшаяся часть обмотки легко  удаляется. Часто машину помещают в  печь со всей обмоткой (ни одна из лобовых  частей обмотки не срезана), но в  этом случае после обжига обмотку  из пазов удаляют только вручную.

При обжиге в печи происходит отжиг листов, стали статора, заметно  уменьшаются удельные потери в стали  и повышается к. п. д. машины. Но при  этом выгорают лаковые пленки между  пакетом стали и корпусом и  между отдельными листами стали. Последнее приводит к тому, что  после 2...3 обжигов нарушается тугая  посадка между пакетом и корпусом, пакет начинает проворачиваться  в корпусе машины, ослабляется  прессовка пакета. Поэтому прогрессивным  можно признать обжиг изоляции обмоток  машин в расплавах солей (каустика или щелочи).

Обжиг в расплавах солей  проводят при температуре 300°С (573К) при алюминиевых корпусах и 480°С (753 К) при чугунных в течение нескольких минут. Полное отсутствие доступа воздуха  к объекту обжига, а также возможность  регулирования температуры в  необходимых пределах позволяют  применять этот способ обжига и для  машин с алюминиевыми корпусами. Коробление последних исключается полностью.

При термохимическом методе удаления обмотки электрическую  машину, подготовленную к обжигу (одна из лобовых частей обмотки срезана), опускают в емкость с раствором  каустической соды или щелочи. Машина находится в растворе при температуре 80...100°С в течение 8...10 ч, после чего ее обмотку можно легко удалить из пазов пакетов статора. При таком методе никакого коробления корпусов произойти не может. Этот способ особенно оправдывает себя при масляно - битумной изоляции обмоток.

При химическом методе электрическую  машину с обмоткой помешают в емкость  с моющей жидкостью типа МЖ-70. Эта  жидкость летучая и токсичная, поэтому, работая с ней, необходимо соблюдать  правила техники безопасности. Технология удаления обмоток такова: загрузка емкости ремонтируемыми машинами, герметизация емкости, заполнение ее жидкостью, процесс реакции на который обычно расходуется ночное нерабочее время, удаление жидкости, продувка емкости, освобожденной от жидкости, чистым воздухом, разгерметизация и открытие емкости, выемка электрических машин и удаление обмотки из пазов статора.

Электромагнитный метод  заключается в следующем. Изготовляют  однофазный трансформатор со съемным  якорем и одним съемным, точнее сказать, заменяемым стержнем. На незаменяемый стержень наматывают намагничивающую  обмотку на напряжение сети. На второй съемный стержень надевают один или  несколько статоров двигателей, изоляцию обмоток которых необходимо обжечь. Диаметр заменяемого стержня  подбирают таким образом, чтобы  получить наименьший (порядка 5 мм) зазор  между расточкой статора и  стержнем. Метод удобней тем, что  при нем можно регулировать температуру  нагрева статора путем изменения  подводимого к намагничивающей  обмотке напряжения или переключения числа ее витков. При этом методе можно обжигать машины как с чугунными, так и с алюминиевыми корпусами.

Ремонт обмоток.

 
По конструктивному исполнению обмотки  электрических машин делятся  на три вида:

 

   Концентрические, в сыпные, шаблонные.

Практически ремонт обмоток  заключается в удалении старой и  выполнении новой обмотки, имеющей  те же или улучшенные данные пазовой  изоляции и обмоточного провода.

Концентрическая обмотка  наиболее устаревшая, трудоемкая и  находит применение только в электрических  машинах с закрытыми пазами. Изготовление этой обмотки состоит из следующих основных операций: изготовление при помощи шаблонов пазовых изоляционных гильз, материал для которых выбирают в зависимости от напряжения машины и класса ее нагревостойкости; закладка гильз в пазы; заполнение гильз металлическими или деревянными шпильками по размерам изолированного обмоточного провода; выбор схемы намотки, при которой получаются наименьшие напряжения между рядом лежащими проводниками в пазу машины; подготовка провода к намотке катушек, заключающаяся в удалении изоляции на концах подготовленного к намотке катушки провода и парафинирование его для облегчения протаскивания в пазах; намотка двумя обмотчиками наименьшей по размерам катушки с применением специальных шаблонов для формирования лобовых частей катушки; намотка остальных катушек, их соединение и изолирование.

При изготовлении в сыпных обмоток сначала заготавливают и укладывают в пазы изоляционные пазовые коробочки. При этом следует иметь в виду, что в машинах старых серий пазовые коробочки состоят из двух слоев электрокартона и одного слоя лакоткани. На смену им пришли пазовые коробочки, состоящие из пленкоэлектрокартона, а в настоящее время в малых машинах новых серий используется только один тонкий слой изоляционной пленки. В этих условиях использование новых материалов, в том числе и обмоточных проводов, при ремонте электрических машин старых серий значительно увеличивает их надежность и при необходимости может сопровождаться заметным увеличением мощности машины. Наоборот, при ремонте машин новых серий необходимо использовать только соответствующие качественные материалы и обмоточные провода, иначе ремонт машины приведет к снижению её надежности, ухудшению технико-экономических показателей и резкому снижению ее мощности. Следующей операцией по выполнению обмотки является намотка на специальные, регулируемые по размерам шаблоны катушек. Далее следует укладка катушек в пазы, установка клиньев, в качестве которых в малых по мощности машинах новых серий могут быть также использованы пленка, соединение и бандажирование обмотки изоляционными шнурами или чулками с установкой изоляционных межфазовых прокладок на лобовых частях обмотки. Если необходимо соединить отдельные катушки, их изолируют линоксиновыми, полихлорвиниловыми или стеклолаковыми трубками.

Соединения между катушками  могут быть выполнены или пайкой (соединяемые концы облуживают, скручивают и опускают в ванну с расплавленным припоем), или контактной сваркой при помощи ручных клещей с графитовым электродом.

Сушку обмоток электрических  машин, предшествующую пропитке и после  нее, проводят в сушильных печах (конвективный способ), потерями в стали  статора или ротора (индукционный способ), потерями в обмотках (токовый  способ) и инфракрасным облучением (радиационный способ).

Электроремонтные предприятия  имеют вакуумные или атмосферные  сушильные печи, объем которых  определяется из расчета 0,02... 0,04 м3/ кВт  мощности машин, для которых печь предназначена. Нагреватель может  быть электрическим, паровым или  газовым. В печи должна обеспечиваться рациональная циркуляция воздуха. Таким  образом, мощность сушки тем больше, чем больше число и мощность подвергающихся сушке машин. Продолжительность  сушки колеблется от нескольких часов (6...8) для малых машин и до нескольких десятков часов (70...100) для больших  машин.

Сушка машин индукционным способом требует намагничивающей  обмотки. Этот способ удобен для сушки  крупных машин, которые лучше  сушить на местах установки или ремонта, а не в сушильной печи. Этот способ экономичнее предыдущего как  по затратам мощности, так и по продолжительности  сушки.

Сушка токовым способом еще  более выгодна. Продолжительность  сушки сокращается по сравнению  с сушкой в печах в 5...6 раз, а  расход электроэнергии – в 4 и более  раз. Недостатком этого способа  сушки является необходимость иметь  регулируемый источник питания нестандартного напряжения. При этом схемы соединения обмоток могут быть различными. Температура  сушки и ее режим зависят от класса нагревостойкости машины и марки пропиточного лака. Об окончании сушки можно судить по установившемуся сопротивлению высушиваемой изоляции (при данной неизменной температуре).

Наиболее распространенный способ пропитки – погружение подогретой до 60...70°С обмотки в лак примерно той же температуры. Число пропиток зависит от назначения машины, в сельскохозяйственном производстве рекомендуется проводить до трех пропиток. Продолжительность пропиток составляет 15...30 мин первой и 12.. 15 мин последней.

После вакуумной сушки  для особо ответственных машин  можно применять пропитку под  давлением. Но для обеспечения первого  и второго процессов требуется  относительно сложное оборудование.

Электромеханический ремонт.

 

К электромеханическим работам  относятся: ремонт корпусов машин, подшипниковых  щитов, валов, подшипниковых узлов, активного железа статора или  ротора, коллекторов, контактных колец, щеточных аппаратов и короткозамкнутых механизмов, полюсов, беличьих клеток и выводных коробок. Кроме того, к  этим работам относятся бандажирование роторов и якорей и их балансировка.

Ремонт корпусов и подшипниковых  щитов, как правило, заключается  в устранении изломов и трещин и выполняется при помощи сварки.

В настоящее время практически  все электрические машины имеют  подшипники качения, обслуживание и  ремонт которых значительно проще, чем подшипников скольжения.

Подшипники качения при  их износах обычно заменяют. Если нет  подшипников необходимых типоразмеров, можно применить подшипники с  другими размерами, но при этом новый  подшипник должен по своей грузоподъемности соответствовать заменяемому. При этом используют внутренние или наружные вспомогательные (ремонтные) втулки, посадка (сопряжение) которых осуществляется запрессовкой (с натягом), а также применяются вспомогательные упорные кольца под наружное кольцо подшипника.

Роликовые подшипники могут  быть заменены шариковыми в случаях, если при работе машины не наблюдаются  значительные осевые усилия (разбег вала механизма не превышает разбега  электродвигателя).

Ремонт коллектора можно проводить с разборкой и без нее. Ремонт без разборки заключается в обточке (на токарном станке или в собственных подшипниках), продораживании, шлифовании и полировании. Продораживание коллектора (при помощи фрезы на станке, ножовочного полотна или специального скребка) выполняют при каждом ремонте коллектора, если даже не делали его проточку.

При ремонте или замене изоляции между коллекторными пластинами следует стремиться не разбирать  коллектор полностью, а пользоваться разъемным хомутом, что значительно  сокращает затраты труда на разборку и особенно на сборку коллектора. У  низковольтных машин новые манжеты  можно формовать непосредственно  при сборке коллектора без применения специальных пресс-форм,

Отремонтированный полностью  собранный коллектор прогревают в печи до температуры 150...160°С, испытывают на станке нa механическую прочность при частоте вращения в 1,5 раза выше номинальной и проверяют на отсутствие замыканий между пластинами и между пластинами и втулкой.

Контактные кольца ремонтируют, если их толщина в радиальном направлении  достигает 8…10 мм (менее 50 % первоначальной). Конструкция узла с контактными кольцами может быть самой разнообразной: разрезная втулка, изоляция из электрокартона, гибкого миканита и кольца; неразрезная втулка, разрезная гильза из листовой стали, изоляция из электрокартон и кольца; неразрезная втулка с изолирующими фигурными кольцами, между которыми располагаются кольца машины. Все конструкции узлов контактных колец, кроме последнего, собирают с натягом в холодном состоянии.

Контактные кольца проверяют  на отсутствие замыканий между ними и корпусом и биение (радиальное биение не должно быть более

0,1 мм при частоте вращения  до 1000 об/мин и 0,05 мм – при большей, а осевое биение не должно превышать 3...5% толщины кольца).

Ремонт щеточных аппаратов (траверса с пальцами, щеткодержатели с пружинами и обоймами и щетки) чаще всего заключается в восстановлении изоляции пальцев щеткодержателей, надежного контакта между жгутами и щеткой, регулировке пружин щеткодержателя и установке, регулировке и приработке щеток. Изоляцией щеткодержателей являются гетинаксовые торцевые шайбы и бакелизированная бумага на шейке пальца толщиной согласно технологической карте ремонта.

Нажатие щеток рекомендуется  в пределах от 1500 до 2000 Па.

Ремонт короткозамыкающего механизма заключается в восстановлении изношенных боковых ребер короткозамыкающего кольца, пальцев вилки и пружинных контактов путем сварки и наплавки или же замены изношенной детали новой.

Балансировку машин (совмещение центра тяжести ротора или якоря  с осью вращения) выполняют с полностью  собранным ротором (якорем). Балансировка делится на статическую и динамическую. Первой подвергают все машины, второй – машины с частотой вращения свыше 1000 об/мин, а тающее машины с удлиненными роторами. Динамической балансировке предшествует статическая. Статическую балансировку выполняют на двух узких шлифованных линейках, уложенных строго горизонтально на массивных опорах. Динамическую балансировку выполняют на специальных балансировочных станках или в отдельно расположенных подшипниковых опорах, смонтированных на упругих (резиновых) прокладках или же в собственных подшипниках. В последнем случае места расположения балансировочных грузов и их массу определяют методом проб, например методом трех точек.

Испытание собранной после  ремонта машины должно проводиться  по следующей программе:

Проверка сопротивления  изоляции всех обмоток относительно корпуса и между собой.

Проверка правильности маркировки выводных концов.

Измерение сопротивлений  обмоток.

Проведение опыта холостого  хода.

Испытание на повышенную скорость вращения (на «разнос»).

Испытание изоляции между  витками.

Проведение опыта короткого  замыкания.

Испытание на нагревание под  нагрузкой.

Испытание электрической  прочности изоляции (на «пробой»).

В зависимости от характера  ремонта в отдельных случаях  можно ограничиться лишь частью проведенной  программы испытаний. Точно так  же, если испытание проводится до ремонта  с целью выявления дефекта, то может оказаться достаточным  проведение какой-либо части программы (в соответствии с тем, что говорится  ниже по каждому из пунктов программы).

Коммутационная  аппаратура.

 
Ремонт  пакетных выключателей, магнитных пускателей и автоматических выключателей.