Тех карта текущие обслуживание электродвигателей. Технология ремонта и обслуживание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Материалы и запасные части

Наиболее сложным и ответственным вопросом ремонта электродвигателей является определение пригодности исправных обмоток для дальнейшей работы и установление вида и необходимого объема ремонта неисправных обмоток.

Определение пригодности обмоток

Типичными повреждениями обмоток являются повреждение изоляции и нарушение целостности электрических цепей. О состоянии изоляции судят по таким показателям, как сопротивление изоляции, результаты испытания изоляции повышенным напряжением, отклонения значений сопротивления постоянному току отдельных обмоток (фаз, полюсов и т. д.) друг от друга, от ранее измеренных значений или от заводских данных, а также по отсутствию признаков междувитковых замыканий в отдельных частях обмотки. Кроме того, при оценке учитывают общую продолжительность работы электродвигателя без перемотки и условия его эксплуатации.

Определение степени износа изоляции обмоток проводится на основании различных замеров, испытаний и оценки внешнего состояния изоляции. В отдельных случаях изоляция обмотки по внешнему виду и по итогам испытаний имеет удовлетворительные результаты и двигатель после ремонта сдается в эксплуатацию без ее ремонта. Однако, проработав небольшое время, машина выходит из строя по причине пробоя изоляции. Поэтому оценка степени износа изоляции машины является ответственным моментом в определении пригодности обмоток.

Признаком теплового старения изоляции является отсутствие ее эластичности, хрупкость, склонность к растрескиванию и изломам при довольно слабых механических воздействиях. Наибольшее старение наблюдается в местах повышенного нагрева, удаленных от наружных поверхностей изоляции. В связи с этим для исследования теплового износа изоляции обмоток необходимо местное вскрытие ее на полную глубину. Для исследования выбирают участки небольшой площади, расположенные в областях наибольшего старения изоляции, но доступные для надежного восстановления изоляции после вскрытия. Для обеспечения достоверности результатов исследования мест вскрытия изоляции должно быть несколько.

При вскрытии изоляцию исследуют послойно, многократно изгибая снятые участки и осматривая их поверхность через лупу. При необходимости сравнивают одинаковые образцы старой и новой изоляции из того же самого материала. Если изоляция при таких испытаниях ломается, шелушится и на ней образуются множественные трещины, то она должна быть заменена полностью или частично.

Признаками ненадежной изоляции являются также проникновение масляных загрязнений в толщу изоляции и неплотная запрессовка обмотки в пазу, при которой возможны вибрационные перемещения проводников или сторон секций (катушек).

Для определения неисправности обмоток используют специальные приборы. Так, для выявления витковых замыканий и обрывов в обмотках машин для проверки правильности соединения обмоток по схеме, для маркировки выводных концов фазных обмоток электрических машин используют электронный аппарат ЕЛ-1. Он позволяет быстро и точно обнаружить неисправность в процессе изготовления обмоток, а также после укладки их в пазы; чувствительность аппарата позволяет выявить наличие одного короткозамкнутого витка на каждые 2000 витков.

Если неисправности и повреждения имеются только у небольшой части обмоток, то назначают частичный ремонт. Однако в этом случае должна быть обеспечена возможность удаления неисправных частей обмотки без повреждения при этом исправных секций или катушек. В противном случае более целесообразен капитальный ремонт с полной заменой обмотки.

Ремонт обмоток статоров

Ремонт обмоток статоров проводят в случаях с трения изоляции, замыкания между проводами разных фаз и между витками одной фазы, замыкания обмотки на корпус, а также при обрывах или плохих контактах в паяных соединениях обмоток или секций. Объем ремонта зависит от общего состояния статора и характера неисправности. После определения неисправности статора выполняют частичный ремонт с заменой отдельных катушек обмотки или проводят полную перемотку.

В статорах асинхронных двигателей мощностью до 5 кВт единой серии применяются однослойные всыпные обмотки. Достоинства этих обмоток заключаются в том, что в каждом полузакрытом пазу укладывают провода одной катушки, укладка катушек в пазы является простой операцией, а коэффициент заполнения паза проводами очень высок. В статорах электрических машин мощностью 5-100 кВт применяют двухслойные всыпные обмотки при полузакрытой форме паза. Для асинхронных двигателей мощностью выше 100 кВт обмотки выполняют с катушками из прямоугольного провода. Статоры машин на напряжение выше 660 В обмотки наматывают проводами прямоугольного сечения.

Рис. 103. Шарнирный шаблон для намотки катушек:
1 - зажимная гайка; 2 - фиксирующая планка; 3 - шарнирная планка.

Способы изготовления и укладки в пазы статоров различны для обмоток из круглого или прямоугольного сечения проводов. Катушки из круглого провода наматывают на специальные шаблоны. Ручная намотка катушек требует больших затрат времени и труда. Чаще применяют механизированную намотку катушек на станках со специальными шарнирными шаблонами (рис. 103), с помощью которых можно наматывать катушки различных размеров. Эти же шаблоны позволяют наматывать последовательно все катушки, предназначенные на одну катушечную группу или на всю фазу.

Обмотки изготавливают из проводов марки ПЭЛБО (провод, эмалированный масляным лаком и покрытый одним слоем нитей из хлопчатобумажной пряжи), ПЭЛ (провод, эмалированный лаком на масляной основе), ПБД (провод, изолированный двумя слоями нитей из хлопчатобумажной пряжи), ПЭЛЛО (провод, изолированный масляным лаком и одним слоем лавсановых нитей).

Намотав катушечные группы, их перевязывают лентой и приступают к укладке в пазы. Для изоляции обмоток от корпуса в пазах используют пазовые гильзы, которые представляют собой однослойную или многослойную U-образную скобку из материала, подобранного в зависимости от класса изоляции. Так, для класса изоляции А применяют электрокартон и лакоткань, для нагревостойкой обмотки - гибкий миканит или стекломиканит.

Изготовление изоляции и укладка мягкой всыпной обмотки асинхронного электродвигателя

Блок-схема алгоритма и технологическая карта ремонта всыпной обмотки асинхронного электродвигателя приведена ниже.

Технология изготовления обмоток:

Нарезать комплект полос изоляционного материала по размерам обмоточных данных. Загнуть на отрезанных полосах манжету с двух сторон. Изготовить комплект пазовых гильз.

Очистить пазы статора от пыли и грязи. Вложить пазовую изоляцию на всю длину во все пазы.

Нарезать комплект полос изоляционного материала и по размерам подготовить прокладки. Изготовить комплект прокладок для лобовых частей обмоток.

Вложить в паз две пластины для защиты изоляции проводов от повреждения при их укладке. Ввести в расточку статора катушечную группу; расправить руками провода и вложить их в пазы Удалить из паза пластины Распределить равномерно провода в пазу фибровой палочкой. Вложить в паз междуслойную изоляционную прокладку. Осадить молоточком (топориком) уложенную катушку на дно паза При двухслойной обмотке - уложить вторую катушку в паз.

Использовать готовые клинья из пластических материалов (пленки ПТЭФ и др.) или изготовить деревянные. Отрезать по размерам обмоточных данных деревянные заготовки. Определить их относительную влажность и высушить до относительной влажности 8 %. Пропитать деревянные клинья в олифе и высушить.

Вложить клин в паз и при помощи молотка заклинить.
Обрезать острогубцами выступающие с торцов статора концы клиньев, оставив с каждой стороны концы по 5 - 7 мм Обрезать выступающие части изоляционных прокладок.

Вложить изоляционные прокладки в лобовые части обмоток между смежными катушками двух уложенных рядом групп разных фаз.
Отогнуть на 15-18° лобовые части катушек обмотки ударами молотка в сторону внешнего диаметра статора Проследить за плавным изгибом проводов катушки в местах выхода их из паза.

Порядок изготовления изоляции и укладки проводов обмотки может быть и другим. Например, изготовление пазовых гильз, междуслойных прокладок, изготовление деревянных клиньев может производиться до укладки обмоток, а затем порядок работ остается по настоящей схеме.

В технологии изготовления обмотки допущены некоторые обобщения по деталям.

Рис. 104. Укладка и изоляция двухслойной обмотки статора асинхронных двигателей:
пазовая (а) и лобовых частей обмотки (б):
1 - клин; 2, 5 - электрокартон; 3 - стеклоткань; 4 - хлопчатобумажная лента; 6 - хлопчатобумажный чулок.

Катушки двухслойной обмотки укладывают (рис. 104) в пазы сердечника группами так, как они были намотаны на шаблоне. Катушки укладывают в следующей последовательности. Провода распределяют в один слой и вкладывают те стороны катушек, которые прилегают к пазу. Другие стороны катушек вкладывают после того, как будут вложены нижние стороны катушек всех пазов, охватываемые шагом обмотки. Следующие катушки укладывают одновременно нижними и верхними сторонами с прокладкой в пазах между верхними и нижними сторонами катушек изоляционных прокладок из электрокартона, согнутых в виде скобы. Между лобовыми частями обмоток прокладывают изоляционные прокладки из лакоткани или листов картона с наклеенными на них кусками-лакоткани.

Рис. 105. Приспособление для забивки клиньев в пазы

После укладки обмотки в пазы края пазовых гильз загибают и забивают в пазы деревянные или текстолитовые клинья. Для предохранения клиньев 1 от поломки и защиты лобовой части обмотки применяют приспособление (рис. 105), состоящее из согнутой листовой стали обоймы 2, в которую свободно вставляют стальной стержень 3, имеющий форму и размер клина. Клин вставляют одним концом в паз, другим в обойму и загоняют его ударами молотка по стальному стержню. Длина клина должна быть больше длины сердечника на 10 - 20 мм и меньше длины гильзы на 2 - 3 мм; толщина клина - не менее 2 мм. Клинья проваривают в олифе при температуре 120-140 С в течение 3-4 ч.

После окончания укладки катушек в пазы и расклиновки обмотки собирают схему, начиная с последовательного соединения катушек в катушечные группы. За начала фаз принимают выводы катушечных групп, выходящие из пазов, расположенных поблизости вводного щитка электродвигателя. Выводы каждой фазы соединяют, предварительно зачистив концы проводов.

Собрав схему обмоток, проверяют электрическую прочность изоляции между фазами и на корпус. Отсутствие витковых замыканий в обмотке определяют с помощью аппарата ЕЛ-1.

Замена катушки с поврежденной изоляцией

Замену катушки с поврежденной изоляцией начинают со снятия изоляции межкатушечных соединений и бандажей, которыми прикреплены лобовые части катушек к бандажным кольцам, затем удаляют распорки между лобовыми частями, распаивают соединения катушек и выбивают пазовые клинья. Катушки нагревают постоянным током до температуры 80 - 90 °С. Верхние стороны катушек поднимают с помощью деревянных клиньев, осторожно отгибая их внутрь статора и привязывая к лобовым частям уложенных катушек киперной лентой. После этого вынимают из пазов катушку с поврежденной изоляцией. Старую изоляцию снимают и заменяют новой.

Если в результате витковых замыканий выгорели провода катушки, ее заменяют новой, намотанной из такого же провода. При ремонте обмоток из жестких катушек удается сохранить обмоточные провода прямоугольного сечения для восстановления.

Технология намотки жестких катушек значительно сложнее катушек всыпной обмотки. Провод наматывают на плоский шаблон, растягивают пазовые части катушек на равное расстояние между пазами. Катушки обладают значительной упругостью, поэтому для получения точных размеров их пазовые части прессуют, а лобовые части рихтуют. Процесс прессовки заключается в нагревании под давлением катушек, смазанных бакелитовым или глифталевым лаком. При нагреве связующие вещества размягчаются и заполняют поры изоляционных материалов, а после охлаждения они затвердевают и скрепляют провода катушек.

Перед укладкой в пазы катушки рихтуют с помощью приспособлений. Готовые катушки укладывают в пазы, нагревают до температуры 75 - 90 °С и осаживают легкими ударами молотка по деревянной осадочной планке. Так же рихтуют и лобовые части катушек. Нижние стороны лобовых частей привязывают к бандажным кольцам шнуром. Между лобовыми частями забивают прокладки. В пазы опускают подготовленные катушки, заклинивают пазы и соединяют пайкой межкатушечные соединения.

Ремонт обмоток роторов

В асинхронных двигателях применяют следующие виды обмоток: «беличьи клетки» с заливкой стержней алюминием или сваренные из медных стержней, катушечные и стержневые. Наиболее широко распространены «беличьи клетки», залитые алюминием. Обмотка состоит из стержней и замыкающих колец, на которых отлиты крылья вентиляторов.

Для удаления поврежденной «клетки» используют выплавку ее или растворение алюминия в 50%-ном растворе каустической соды в течение 2 - 3 ч. Заливают новую «клетку» расплавленным алюминием при температуре 750-780 °С. Ротор предварительно прогревают до 400-500 °С во избежание преждевременного застывания алюминия. Если ротор перед заливкой спрессован слабо, то при заливке алюминий может проникнуть между листами железа и замкнуть их, увеличив потери в роторе от вихревых токов. Недопустима также и слишком сильная прессовка железа, так как могут произойти обрывы вновь залитых стержней.

Ремонт «беличьих клеток» из медных стержней чаще всего проводят, используя старые стержни. Распилив соединения стержней «клетки» с одной стороны ротора снимают кольцо, а затем проделывают такую же операцию на другой стороне ротора. Маркируют положение кольца относительно пазов, чтобы совпали концы стержней и старые пазы при сборке. Стержни выбивают, осторожно ударяя молотком по алюминиевым подбойкам и рихтуют.

Стержни должны входить в пазы с помощью легкого удара молотка по текстолитовой подбойке. Рекомендуется одновременно вставлять все стержни в пазы и подбивать диаметрально противоположные стержни. Стержни пропаивают поочередно, предварительно разогрев кольцо до температуры, при которой медно-фосфорный припой легко плавится при поднесении его к месту соединения. Припаивая, следят за заполнением зазоров между кольцом и стержнем.

В асинхронных двигателях с фазным ротором способы изготовления и ремонт обмоток роторов мало чем отличаются от способов изготовления и ремонта обмоток статоров. Ремонт начинают со снятия схемы обмотки, фиксируют места расположения начала и концов фаз на роторе и расположение соединений между катушечными группами. Кроме того, эскизируют или записывают число и расположение бандажей, диаметр бандажной проволоки и число замков; количество и расположение балансировочных грузов; материал изоляции, число слоев ее на стержнях, прокладок в пазу, в лобовых частях и т. д. Изменение схемы соединений в процессе ремонта может привести к нарушению балансировки ротора. Небольшое нарушение балансировки при сохранении схемы после ремонта устраняется балансировочными грузами, которые крепятся к обмоткодержателям обмотки ротора.

После установления причин и характера неисправности решают вопрос о частичной или полной перемотке ротора. Бандажную проволоку разматывают на барабан. После снятия бандажей распаивают пайки в головках и снимают соединительные хомутики. Отгибают со стороны контактных колец лобовые части стержней верхнего слоя и вынимают эти стержни из паза. Очищают стержни от старой изоляции и выправляют их. Пазы сердечника ротора и обмоткодержателя очищают от остатков изоляции. Отрихтованные стержни изолируют, пропитывают лаком и сушат. Концы стержней облуживают припоем ПОС-ЗО. Пазовую изоляцию заменяют новой, укладывая коробочки и прокладки на дно пазов с равномерным вылетом из пазов с обеих сторон сердечника. После окончания подготовительных работ приступают к сборке обмоток ротора.

Рис. 106. Укладка катушки роторной обмотки:
а - катушка; б - открытый паз ротора с уложенной обмоткой.

В единой серии А асинхронных двигателей мощностью до 100 кВт с фазным ротором применяют петлевые двухслойные роторные обмотки из многовитковых катушек (рис. 106, а).

При ремонте обмотки вкладывают в открытые пазы (рис. 106, б). Используют также и ранее вынутые стержни обмоток ротора. С них предварительно удаляют старую и накладывают новую изоляцию. В этом случае сборка обмотки состоит из укладки стержней в пазы ротора, гибки лобовой части стержней и соединения стержней верхнего и нижнего рядов пайкой или сваркой.

После укладки всех стержней или готовых обмоток на стержни накладывают временные бандажи, испытывают на отсутствие замыкания на корпус; ротор сушат при температуре 80-100 °С в сушильном шкафу или печи. После сушки испытывают изоляцию обмотки, соединяют стержни, забивают клинья в пазы и бандажируют обмотки.

Часто в ремонтной практике бандажи выполняют из стекловолокна и запекают вместе с обмоткой. Сечение бандажа из стекловолокна увеличивают в 2 - 3 раза по отношению сечения проволочного бандажа. Крепление концевого витка стекловолокна с нижележащим слоем происходит в процессе сушки обмотки при спекании термореактивного лака, которым пропитано стекловолокно. При этой конструкции бандажа отпадают такие элементы как замки, скобки и подбандажные изоляции. Приспособления и станки для намотки бандажей из стекловолокна используют те же, что и для намотки проволочных.

Ремонт обмоток якорей

Неисправности в обмотках якорей машин постоянного тока могут быть в виде соединения обмотки с корпусом, межвитковых замыканий, обрывов проводов и отпайки концов обмотки от коллекторных пластин.

Для проведения ремонта обмотки якорь очищают от грязи и масла, снимают бандажи, распаивают соединения с коллектором и удаляют старую обмотку. Для облегчения извлечения обмотки из пазов якорь прогревают при температуре 80 - 90 °С в течение 1 ч. Для подъема верхних секций катушек забивают шлифованный клин в паз между катушками, а для подъема нижних сторон катушек - между катушкой и дном паза. Пазы очищают и покрывают изоляционным лаком.

В якорях машин мощностью до 15 кВт с полузакрытой формой паза применяют всыпные обмотки, а для машин большей мощности при открытой форме паза - катушечные обмотки. Катушки выполняют из провода круглого или прямоугольного сечения. Наиболее широко распространены шаблонные якорные обмотки из изолированных проводов или медных шин, изолированных лакотканью или микалентой.

Секции шаблонной обмотки наматывают на универсальный шаблон в форме лодочки и затем растягивают, так как она должна лежать в двух пазах, расположенных по окружности якоря. После придания окончательной формы катушку изолируют несколькими слоями ленты, пропитывают два раза в изоляционных лаках, сушат и облуживают концы проводов для последующей пайки в коллекторных пластинах.

Изолированную катушку вкладывают в пазы сердечника якоря. Закрепляют в них специальными клиньями и присоединяют провода к пластинам коллектора пайкой припоем ПОС-30. Клинья прессуют из теплостойких пластичных материалов - изофлекса-2, тривольтерма, пленки ПТЭФ (полиэтилентерефталатные).

Соединение концов обмотки пайкой проводят очень внимательно, так как некачественное выполнение пайки приведет к местному увеличению сопротивления и повышению нагрева соединения при работе машины. Качество пайки проверяют осмотром места пайки и измерением переходного сопротивления, которое должно быть одинаковым между всеми парами пластин коллектора. Затем пропускают по обмотке якоря рабочий ток в течение 30 мин. При отсутствии дефектов в местах соединения должен отсутствовать повышенный местный нагрев.

Все работы по демонтажу бандажей, наложению бандажей из проволоки или стеклоленты на якорях машин постоянного тока проводятся в том же порядке, что и при ремонте обмоток фазных роторов асинхронных машин.

Ремонт полюсных катушек

Катушками полюсов называют обмотки возбуждения, которые по назначению разделяются на катушки главных и добавочных полюсов машин постоянного тока. Главные катушки параллельного возбуждения состоят из многих витков тонкого провода, а катушки последовательного возбуждения имеют небольшое количество витков из провода большого сечения, их наматывают из голых медных шин, уложенных плашмя или на ребро.

После определения неисправной катушки ее заменяют, собирая на полюсах катушку. Новые полюсные катушки наматывают на специальных станках с использованием каркасов или шаблонов. Полюсные катушки изготавливают намоткой изолированного провода непосредственно на изолированный полюс, предварительно очищенный и покрытый глифталевым лаком. К полюсу приклеивают лакоткань и обматывают его несколькими слоями микафолия, пропитанного лаком асбеста. После намотки каждый слой микафолия проглаживают горячим утюгом и протирают чистой тряпкой. На последний слой микафолия приклеивают слой лакоткани. Заизолировав полюс, на него надевают нижнюю изоляционную шайбу, наматывают катушку, надевают верхнюю изоляционную шайбу и расклинивают катушку на полюсе деревянными клиньями.

Катушки добавочных полюсов ремонтируют, восстанавливая изоляцию витков. Катушку очищают от старой изоляции, надевают на специальную оправку. Изолирующим материалом служит асбестовая бумага толщиной 0,3 мм, нарезанная в виде рамок по размеру витков. Количество прокладок должно быть равно количеству витков. С обеих сторон они покрываются тонким слоем бакелитового или глифталевого лака. Витки катушки раздвигают на оправке и вкладывают между ними прокладки. Затем стягивают катушку хлопчатобумажной лентой и прессуют. Прессовка катушки осуществляется на металлической оправке, на которую надевают изоляционную шайбу, затем устанавливают катушку, накрывают второй шайбой и сжимают катушку. Нагревая посредством сварочного трансформатора до 120 С, катушку дополнительно сжимают. Охлаждают ее в запрессованном положении до 25 - 30 °С. После снятия с оправки катушку охлаждают, покрывают лаком воздушной сушки и выдерживают при температуре 20 - 25 °С в течение 10 - 12 ч.

Рис. 107. Варианты изоляции сердечников полюсов и полюсных катушек:
1, 2, 4 - гетинакс; 3 - хлопчатобумажная лента; 5 - электрокартон; 6 - текстолит.

Наружную поверхность катушки изолируют (рис. 107) поочередно асбестовой и миканитовой лентами, закрепляемыми тафтяной лентой, которую затем покрывают лаком. Катушку насаживают на дополнительный полюс и расклинивают деревянными клиньями.

Сушка, пропитка и испытания обмоток

Изготовленные обмотки статоров, роторов и якорей подвергаются сушке в специальных печах и сушильных камерах при температуре 105-120 °С. С помощью сушки из гигроскопичных 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 проводов.

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.

Рис. 108. Приспособление для пропитки статоров:
1 - бак; 2 - труба; 3 - патрубок; 4 - статор; 5 - крышка; 6 - цилиндр; 7 - поворотная траверса; 8 - колонка.

Для экономии лака, расходуемого за счет прилипания к стенкам станины статора, применяют другой метод пропитки обмотки с использованием специального приспособления (рис. 108). Готовый к пропитке статор с обмоткой 4 устанавливают на крышку специального бака 1 с лаком, предварительно закрыв заглушкой коробку выводов статора. Между торцом статора и крышкой бака прокладывают уплотнение. В центре крышки имеется труба 2, нижний конец которой располагается ниже уровня лака в баке.

Для пропитки обмотки статора в бак по патрубку 3 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 40 мин (для слива остатков лака в бак), снимают заглушку с коробки выводов. После этого статор направляют в сушильную камеру.

Это же приспособление используют и для пропитки обмоток статора под давлением. Необходимость в этом возникает в тех случаях, когда в пазах статоров 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 4 устанавливается гак же как и в первом случае, но сверху закрывается крышкой 5. Сжатый воздух подается в бак 1 и цилиндр б, который прижимает крышку 5 к торцу станины статора через установленную прокладку уплотнения. Поворотная траверса 7, укрепленная на колонке 8, 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 (100-110 °С). 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 140 °С (для класса изоляции Л). Если после нескольких часов сушки сопротивление изоляции обмоток остается недостаточным, то отключают подогрев и дают остыть обмоткам до температуры, на 10-15 °С 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 400 В испытательное напряжение недемонтированной из пазов катушки в течение 1 мин должно быть равно 1600 В, а после соединения схемы при частичном ремонте обмотки - 1300 В.

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

Этот вид ремонта применяется для двигателей, находящихся в эксплуатации. Капитальный ремонт проводится для восстановления работоспособности и полного восстановления ресурса электрической машины с восстановлением или заменой всех изношенных или поврежденных узлов и заменой обмоток. Ремонт машины бывает и нецелесообразен, если имеются значительные повреждения механических узлов, которые невозможно устранить силами нашего предприятия.

Типовой объем капитального ремонта включает в себя:

операции текущего ремонта;
проверку воздушного зазора между статором и ротором (если конструкция машины позволяет это осуществить);
проверку осевого разбега ротора и зазоров между шейкой вала и вкладышем подшипника скольжения (при необходимости проводится перезаливка вкладыша);
полную разборку машины и мойку всех механических узлов и деталей, продувку и чистку коллектора, контактных колец, щеточного механизма и неповрежденных изоляционных деталей, дефектацию узлов и деталей;
ремонт корпуса, подшипниковых щитов, магнитопроводов (заварка трещин, восстановление резьбовых отверстий, восстановление посадочных мест в корпусе и щитах, удаление замыканий между отдельными листами сердечников статора и ротора, устранение распушения листов, восстановление прессовки, ремонт выгоревших участков с установлением протезов);
ремонт вала (исправление торцовых отверстий, устранение прогиба, восстановление посадочных отверстий и шпоночных канавок);
извлечение старых обмоток, изготовление и укладка новых обмоток из круглого провода, ремонт или изготовление новых обмоток из прямоугольного провода и их укладка, сборка и пайка (сварка) электрических схем, пропитка и сушка обмоток, нанесение на лобовые части покровных эмалей;
сборка и отделка машины, проведение приемосдаточных испытаний.

Этапы ремонта

Прием и определение неисправностей электродвигателя:

механических и электрических неисправностей;
причины выхода из строя;
определение вида и целесообразности ремонта;
определение стоимости работ;
заключение договора на проводимые работы.

В зависимости от массы и размеров, а также от характера ремонта двигателя либо ремонтируются на месте, либо направляются на наше предприятие. Взаимные обязательства заказчика и нашего предприятия регламентируются в технических условиях ремонта .

В каком виде электродвигатели принимаются в ремонт .

Приемка в ремонт производится по акту, в котором кроме паспортных данных и предполагаемого объема ремонта указываются технические требования, которым должно удовлетворять оборудование после осуществления ремонта: мощность, напряжение, энергетические показатели и др. В ремонт принимаются только комплектные электродвигатели, имеющие все основные узлы и детали, включая старые обмотки. Все соединительные и установочные детали должны быть демонтированы заказчиком. Как правило, мы не ремонтируем машины с разбитыми корпусами и подшипниковыми щитами, а также со значительным (более 25 %) повреждением магнитопроводов, хотя бывают и исключения.

Подготовка к укладке:

демонтаж старой обмотки.
определение обмоточных данных и сравнение их со справочными.
оптимизация обмоточных данных.
ремонт активного статорного и якорного железа.

Изготовление обмотки:

изготовление пазовой изоляции
изготовление фазных секций с электромеханическим контролем
укладка фазных секций.
выполнение коммутационных работ
бандажирование и формирование лобовых частей

Предварительные испытания. Пропитка и сушка обмотки:

проверка состояния витковой изоляции
проверка состояния межфазной и корпусной изоляции
измерение сопротивления изоляции электродвигателя.
пропитка обмотки и сушка электродвигателя в электропечи
измерение сопротивления обмотки.

Сама сборка электродвигателя:

восстановление посадочных мест.
замена подшипников.
заварка трещин.
восстановление крепежных соединений.
покраска.

Окончательные испытания:

определение параметров Ix.x.(A)
определение n x.x. (об./мин)
контроль работы подшипников
контроль t x.x. оС.

Следует помнить:

При капитальном ремонте производят замену подшипников качения, выработавших свой ресурс (вне зависимости от их состояния). Решение об использовании подшипников, не выработавших свой ресурс, принимается после их дефектации. При этом следует помнить, что ущерб от возможного отказа подшипника и связанного с этим отказа (остановки) двигателя существенно больше стоимости самого подшипника.

Обмотки из круглого провода и низковольтные обмотки из прямоугольного провода при ремонте, как правило, повторно не используют, поскольку извлечь такой провод без повреждения практически невозможно. После извлечения они передаются на переплавку. Высоковольтные обмотки из прямоугольного провода могут использоваться повторно после замены витковой и корпусной изоляции по заявке заказчика.

ГАРАНТИИ КАЧЕСТВА:

На электродвигатели в собранном и комплектном состоянии на после ремонтную эксплуатацию электродвигателя предоставляется гарантия, в течение 12 месяцев со дня получения электродвигателя из ремонта, при условии соблюдения в его дальнейшей работе

"ПРАВИЛ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ЭНЕРГОУСТАНОВОК ПОТРЕБИТЕЛЕЙ”.

I. Что входит в испытание электродвигателя :

Замеры сопротивлений.
Расчет коэффициента абсорбции.
Замер омического сопротивления по фазам.
Проверка электродвигателя на холостом ходу.
Соответствие тока холостого хода и частоты. вращения паспортным значениям.
Расчет коэффициента трансформации.
Проверка подшипников на нагрев.
Проверка на вибрацию электродвигателя.
Проверка на обрыв проводников ротора.
Испытания высоким напряжением {по треб, заказчика).

II. Что входит в востоновление внешнего вида.

Удаление старой краски.
Рихтовка корпуса и навесных частей.
Шпаклевка выбоин, вмятин.
Зачистка вала от коррозии.
Консервация или покраска вала.
Покраска электродвигателя.
Установка паспортной таблички (обязательно!!!).
Выходные концы обмоток маркируют в соответствии со стандартом, а на корпус машины устанавливают новый щиток с указанием нашего предприятия (проводившего ремонт), даты выпуска из ремонта и технических данных электродвигателя в соответствии со стандартами.

III. Что входит в текущий ремонт :

Этот вид ремонта применяется для машин, находящихся в эксплуатации или в резерве. Текущий ремонт проводится на месте установки электродвигателя с его остановкой и отключением силами вашего обслуживающего электротехнического персонала. Если для проведения текущего ремонта требуются специальные сложные приспособления и значительное время, то он проводится силами персонала электроремонтного или специализированного предприятия.

1. Разборка / сборка.

2. Деффектировка электродвигателя.

При дефектации мы проводим визуальный осмотр узлов и деталей машины, проводим необходимые измерения и испытания, определяем целость отдельных деталей и сборочных единиц, состояние рабочих поверхностей для установления объема необходимого ремонта. Если сборочная единица не имеет повреждений, ее разборку не производят. Разборка должна проводиться с использованием специального инструмента, чтобы не повредить детали и сборочные единицы.

3. Текущий ремонт статора:

Промывка деталей электродвигателя:
Промывка катушек обмотки электродвигателя.
Сушка статора электродвигателя.
Замена и восстановление выводных концов.
Восстановление схемы соединения катушек обмотки.
Проверка сопротивления корпусной и межфазной изоляции.
Пропитка лаком.
Окраска.
Замена изоляторов.

4. Текущий ремонт ротора:

Промывка катушек обмотки ротора.
Сушка ротора электродвигателя.
Замена бандажей.
Переклиновка с изготовлением новых клиньев.
Восстановление схемы соединения катушек обмотки ротора.
Проточка/замена контактных колец.
Проверка сопротивления корпусной и межфазной изоляции.
Проверка ротора на обрыв.
Проверка на межвитковые замыкания.
Пропитка лаком.
Окраска.

5. Балансировка ротора.

6. Замена подшипников.

7. Ремонт мехчасти:

Ремонт/замена щеточного аппарата.
Восстановление посадочных мест под подшипники на щитах.
Восстановление посадочных мест под подшипники на валу.
Изготовление/замена новыми щитов, крышек подшипников.

РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ПОЛНОГО КОМПЛЕКСА РАБОТ ПО РЕМОНТУ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ РАССЧИТЫВАЕТСЯ НА ДОГОВОРНЫХ УСЛОВИЯХ.

Ремонт мы всегда выполняем чтобы после него был обеспечен необходимый уровень эксплуатационной надежности, а технические показатели вашей техники соответствовали стандартам и нормам.

Предлагаю пример технологической карты текущего ремонта асинхронных электродвигателей 0,4 кВ мощностью 0,5 – 1,5 кВт.

Меры безопасности.

Электродвигатель должен быть обесточен, отключен АВ, установлено заземление, вывешены плакаты. На вводные концы кабеля электродвигателя наложить переносное заземление. Место работ оградить. Работать с применением СИЗ. Работать поверенными приборами и испытанным электроинструментом и приспособлениями.

Состав бригады.

Электромонтер по ремонту электрооборудования с не ниже 3 гр. по электробезопасности. Электромонтер по ремонту электрооборудования с 3 гр. по электробезопасности.

Инструмент.

Ключи гаечные 6 – 32 мм – 1 комплект.

Напильники – 1 комплект.

Набор головок – 1 набор.

Щетка по металлу – 1 шт.

Нож монтерский – 1 шт.

Набор отверток – 1 комплект.

Отвертка слесарная – 1 шт.

Плашки 4 – 16 мм – 1 комплект.

Метчики 4 – 16 мм – 1 комплект.

Набор сверл 3 – 16 мм – 1 комплект.

Монтировка – 1 шт.

Плоскогубцы – 1 шт.

Зубило – 1 шт.

Дрель – 1 шт.

Керн – 1 шт.

Кисть плоская – 2 шт.

Молоток – 1 шт.

Лопата – 1 шт.

Щётка-смётка – 1 шт.

Приспособления, приборы, механизмы, защитные средства.

Микроомметр – 1 шт.

Мегомметр 500 В -1 шт.

Уровень микрометрический – 1 шт.

Паяльный инструмент – 1 шт.

Набор щупов – 1 комплект.

Штангенциркуль – 1 шт.

Защитные каски – индивидуально.

Указатель напряжения (380в).

Аптечка – 1 шт.

Рукавицы – 2 пары.

Защитные очки – 2 шт.

Материалы и запасные части.

Припой ПОС – 0,02 кг

Припой медно-фосфорный – 0,02 кг

Спирт – 0,05 кг

Герметик – прокладка маслостойкий – 50 мл

Стеклолента – 0,150 кг

Лак электроизоляционный – 0,4 кг

Бумага наждачная – 0,5 м

Материалы обтирочные – 0,5 кг

Лента ПХВ – 0,05 кг

Канифоль – 0,005 кг

Лента киперная – 0,5 м

Смазка ЦИАТИМ – 221 – 0,3 кг

Уайт-спирит – 0,3 л

Последовательность операций .

№ п/п	Наименование и содержание работ	Оборудование и приспособления	Технические требования
1	Наружный осмотр электрической машины, в том числе систем управления, защиты, вентиляции и охлаждения.		Соответствие техническим паспортам по эксплуатации и электрическим схемам.
2	Визуальная проверка состояния заземляющего проводника; проверка состояния контура заземления.	Молоток, лопата	Отсутствие антикорозийного покрытия, ослабление крепления, механические повреждения не допускаются.
3	Проверка на отсутствие посторонних шумов.		Посторонние шумы не допускаются.
4	Чистка доступных частей от загрязнения и пыли.	Уайт спирит, ветошь, щётка по металлу, щётка-смётка.
5	Осмотр элементов соединения двигателя с приводимым механизмом.		Трещины по швам, разрывы, перекосы, ослабления резьбовых соединений не допускаются.
6	Проверка подсоединения и надежности уплотнения подводимых кабелей, технического состояния и герметичности вводных коробок и муфт уплотненного ввода; проверка состояния уплотнителей, поверхностей и деталей, обеспечивающих взрывозащиту; взрывонепроницаемость вводов кабелей и проводов.	Набор слесарных щупов №1 Набор инструментов набор отвёрток Набор головок.	Шероховатость рабочей поверхности Rd не более 1,25 мкм.
7	Проверка крепления электропривода к раме (задвижке).	Набор инструментов. Набор головок.	Ослабления крепления не допускаются.
8	Осмотр состояния пуско-регулирующей аппаратуры (ПРА).
9	Продувка статора и ротора сжатым воздухом.	Компрессор.
10	Проверка сопротивления изоляции обмоток; при необходимости сушка.	Мегомметр напряжением 500В.	Сопротивление изоляции не должно быть менее 0,5 МОм.
11	Проверка сопряжения деталей, обеспечивающих герметичность.	Набор слесарных щупов №1. Набор инструментов, набор отвёрток. Набор головок, герметик.	Величины зазоров указаны в руководстве по эксплуатации.
12	Проверка наличия смазки в подшипниках электродвигателя, (при наличии пресс маслёнки пополнение).	Смазка ЦИАТИМ – 221, шприц для запрессовки смазки.
13	Осмотр, зачистка и подтяжка контактных соединений.	Набор инструментов. Шкурка шлифовальная тканевая по ГОСТ 5009-82.	Перекосы, наличие окиси, ослабления контактных соединений не допускаются.
14	Ревизия узлов автоматических выключателей.	Набор инструментов. Набор отвёрток.
15	Проверка наличия маркировки кабелей, надписей и обозначений на кожухе, при необходимости восстановление.	Кисть, краска (табличка).	Отсутствие маркировки и надписей не допускаются.

Дополнительно, возможно указать в таблице трудоемкость, трудозатраты, и другую, необходимую информацию, применимо к вашим условиям.

Схема технологического процесса ремонта асинхронных двигателей и синхронных генераторов приведена на рисунке 69 и особых пояснений не требует.
Поскольку настоящее пособие рассчитано на студентов факультетов электрификации сельхозвузов, будущих инженеров-электриков, в пособии описаны наиболее важные, по мнению авторов, вопросы ремонта электрических машин. Кроме того, необходимо учесть, что Государственный Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ) разработал технологические карты и руководства по капитальному ремонту асинхронных электродвигателей, сварочного и автотракторного электрооборудования.

Схема технологического процесса ремонта короткозамкнутых электродвигателей.
Эти документы составлены в виде таблиц, в которых перечислены номера и содержание всех технологических операций, технические условия и указания по проведению ремонта, приводятся сведения об оборудовании, приспособлениях и инструменте, необходимом для ремонта. Технологические карты дополняются схемами, разрезами, рисунками. В ремонтном производстве составляется различная техническая документация, на разных заводах и в отдельных ведомствах она неодинакова, хотя по содержанию отдельные документы близки, а часть их даже на одних и тех же заводах дублируется. Так, «Главэлектроремонт» МЭТП рекомендует своим предприятиям заполнять после дефектации машин дефектовочную записку и ведомость дефектов.
В содержание записки входят паспортные данные машины до ремонта и пожелания заказчика по их изменению. В ней содержатся все размеры сердечников статора и ротора и обмоточные данные статора и ротора (тип обмотки, число пазов, марка провода, число витков в катушке, число параллельных проводников в витке, число катушек в группе, фазе, шаг обмотки, число параллельных ветвей, сопряжение фаз, расход провода в килограммах, вылет лобовых частей, класс нагревостойкости).
В ведомость дефектов записывают все необходимые операции по всей машине, например, станина - заварить трещины, отремонтировать замковые поверхности, приварить лапы, отремонтировать крепежные детали и рым-болт и т. д.
К каждой ремонтируемой машине прилагается технологическая карта, в которой приведены сведения о заказчике, техническая характеристика машины с ее паспортными данными, значение сопротивления фаз, сечение выводных концов и класс изоляции, габарит сердечника статора и число пазов, сведения об обмоточных данных до ремонта и по расчету, сведения о механической части - ее состоянии, сведения о контроле обмоток и стендовых испытаниях.
Технологическую карту подписывают техник по дефектации, мастер, инженер-расчетчик и работники ОТК.
Дежурный по проведению сушки заполняет журналы сушки электрических машин, в содержание которого входят: заказчик, номер заказа, паспортные данные машины, место сушки, сведения о начале сушки, о температуре отдельных элементов машины, о сопротивлениях изоляции обмоток статора и ротора и об окончании сушки. Окончательные результаты заверяют ответственный за проведение сушки и начальник участка.
Отдельно ОТК ведет книгу протоколов испытаний каждой отремонтированной машины. ОТК. также составляет акт о передаче успешно прошедших испытания машин на склад готовой продукции. В акте указываются ремонтный номер машины, тип, мощность, класс изоляции, напряжение, частота вращения, форма исполнения, прейскурант, стоимость ремонта, заказчик. Акт подписывают начальник ОТК и заведующий складом.
Примерно такой же формы составляется акт выдачи готовой продукции с указанием полной суммы расходов на ремонт. Акт подписывают руководство ремонтного предприятия и представитель заказчика.
Техническая документация по ремонту трансформаторов более обширна в целом и по содержанию отдельных документов. Например, в содержание дефектовочной записки входят не только паспортные данные, данные обмоток ВН и НН и размеры магнитопровода, но и масса масла, выемной части и общая масса трансформатора.
Записку подписывают лица, которые наматывали обмотки и собрали трансформатор, и мастер.
Отдельно заполняют протокол анализа трансформаторного масла, в котором указывают заказчика, место, причину и дату отбора пробы, длительность работы масла и результаты физико-химических и электрических анализов масла. Дают заключение о качестве масла. Протокол подписывают лицо, проводившее анализ, инженер участка.
На каждый трансформатор заполняют формуляр ремонта (ревизии), содержащий следующие сведения: о заказчике, паспорте трансформатора, работах и измерениях, выполненных в процессе ремонта по всем узлам и частям трансформатора (бак, радиатор, расширитель, выхлопная труба, арматура бака и расширителя, транспортные приспособления, вводы ВН, СН и НН, уплотнения крышки фланцев арматуры и вводов, магнитопровод и его заземление, обмотки ВН, СН, НН и состояние их запрессовки, переключатель напряжения, детали изоляции обмоток, отводы и схема, масло, дополнительные данные), о сушке (метод сушки, ее начало и конец, температура при сушке, осмотр и опрессовка после сушки, сопротивление постоянному току обмоток по фазам всех обмоток при температуре измерений), о предварительных испытаниях (определение коэффициентов трансформации. по всем обмоткам и отпайкам, сопротивление изоляции, проверка электрической прочности изоляции), об окончательных испытаниях (данные опытов холостого хода и короткого замыкания, проверка коэффициента трансформации, сопротивление всех обмоток по фазам при измеряемой температуре, группа соединения обмоток, отношения емкостей обмоток при разных частотах и т. д., испытание изоляции приложенным напряжением, испытание витковой изоляции, прочность Масла). При этом в формуляр заносят данные по использованным в испытаниях приборам. Формуляр подписывают лицо, проводившее испытания, мастер ОТК, мастер цеха и главный инженер.
Журналы сушки трансформатора и протокол анализа и испытания трансформаторного масла прилагают к формуляру.
На отремонтированные трансформаторы составляют акты приемки готовых работ. В процессе ремонта на них составляют лимитную карту-отчет на расход материалов, на основе которой определяется себестоимость ремонта трансформаторов. Дефектация электрооборудования. Методы определения неисправностей
Дефектация - это определение неисправностей машины в процессе эксплуатации или ремонта. Различают две стадии - дефектация машины в сборе и после ее разборки.
Дефектация машины или аппарата - одна из наиболее ответственных операций, так как невыявленные неисправности могут привести к разрушению машины в эксплуатации, аварии и к увеличению продолжительности и стоимости работ при повторном ремонте.
Электрооборудование характеризуется наличием двух частей - электрической и механической. При дефектации механической части электрооборудования проверяют состояние крепежных деталей, убеждаются в отсутствии трещин в той или иной части, определяют износы и сравнивают с допустимыми по нормам, измеряют воздушные зазоры и сверяют с табличными значениями и т. д.
Все обнаруженные отклонения от норм фиксируют и заносят в ведомость дефектов или ремонтную карту, формы которых на различных заводах разные, однако содержание практически одинаково.
Неисправности в электрической части машины или аппарата скрыты от глаз человека, поэтому их обнаружить труднее. Число возможных неисправностей в электрической части ограничено тремя:
обрыв электрической цепи;
замыкание отдельных цепей между собой или замыкание цепи (цепей) на корпус;
замыкание между собой части витков обмотки (так называемое междувитковое или витковое замыкание).
Эти неисправности можно определить при помощи следующих четырех методов:
метода контрольной лампы или сопротивления (омметра);
метода симметрии токов или напряжений;
метода милливольтметра;
метода электромагнита.
Рассмотрим определение неисправностей в собранной машине или аппарате.
Обрыв в обмотке без параллельных цепей можно определить пои помощи контрольной лампы. Если в обмотке две или несколько параллельных ветвей, обрыв определяют омметром или амперметром и вольтметром. Полученное значение сопротивления обмотки (например, обмотки якоря машины постоянного тока) сравнивают с расчетным или паспортным его значением, после чего делают заключение о целости отдельных ветвей обмотки. Обрывы в многофазных машинах и аппаратах, не имеющих параллельных ветвей, могут быть определены методом симметрии токов или напряжений, но этот метод более сложен по сравнению с предыдущим.
Несколько сложнее определить обрыв в стержнях короткозамкнутых роторов асинхронных электродвигателей. В этом случае прибегают к методу симметрии токов.
Опыт по определению обрывов в стержнях заключается в следующем. Ротор электродвигателя затормаживают и к Статору его подводят пониженное в 5...6 раз по сравнению с номинальным напряжение. В каждую из фаз обмотки статора включают амперметр. При исправных обмотках статора и ротора показания всех трех амперметров одинаковы и не зависят от положения ротора. При обрыве стержней в роторе показания приборов различны, чаще всего
два амперметра показывают одинаковые токи, а третий - меньший ток. При медленном вращении ротора от руки показания приборов изменяются, пониженное значение тока будет следовать за поворотом ротора и переходит из одной фазы в другую, затем в третью и т. д.
Объясняется это тем, что при повороте ротора поврежденные стержни переходят из зоны одной фазы в зону другой. Заторможенный асинхронной электродвигатель подобен трансформатору в режиме короткого замыкания. Обрыв стержня равносилен переводу зоны повреждения из режима короткого замыкания в режим нагрузки, что и ведет к уменьшению тока в обмотке статора в той ее части, которая взаимодействует с поврежденным стержнем.
При обрыве нескольких стержней ротора показания всех амперметров могут быть различны, но они так же, как было сказано выше, будут циклически меняться и следовать один за другим (переходя по фазам обмотки статора) при медленном вращении ротора. Различные показания амперметров, не зависящие от поворота ротора, указывают на повреждения или дефекты обмотки статора, но не ротора.
Место обрыва в обмотках роторов короткозамкнутых электродвигателей определяют при помощи электромагнита. Ротор, установленный на электромагнит, покрывают листом бумаги, на которую насыпают стальные опилки. При включении электромагнита опилки располагаются вдоль целых стержней и отсутствуют в зоне обрыва.
Обрывы в обмотках якорей машин постоянного тока определяют при помощи омметра (милливольтметра).
Замыкание отдельных электрических цепей электрооборудования корпус или между собой определяют при помощи контрольной лампы. Часто в этом случае используют мегомметры. Последним следует отдать предпочтение, так как ими легко определить замыкание с относительно большим сопротивлением в месте контакта цепей между собой или с корпусом.
Замыкание между секциями, лежащими в разных слоях пазов якоря секций на корпус определяют при помощи омметра (милливольтметра).
Витковое замыкание в многофазных электромашинах и аппаратах определяют методом симметрии таков и напряжений или специальными приборами, например типа EJI-1.
Так, витковые замыкания в обмотках трехфазных электродвигателей определяют на холостом ходу их работы при помощи метода симметрии токов (показания всех трех амперметров, включенных в каждую фазу обмотки статора, при отсутствии витковых замыканий должны быть одинаковыми), а витковые замыкания в обмотках статоров синхронных генераторов определяют на холостом ходу при помощи метода симметрии напряжений (показания всех трех вольтметров, включенных на зажимы обмотки статора, должны быть одинаковы).
При определении витковых замыканий в обмотках трехфазных трансформаторов прибегают как к методу симметрии токов, так и напряжений.

Рис. 7. Схема для определения витковых замыканий в катушках аппаратуры.
Витковые замыкания в обмотках однофазных электромашин и Трансформаторов определяют омметром или амперметром. При определении витковых замыканий в катушках возбуждения машин постоянного тока целесообразно для повышения чувствительности испытания использовать не постоянный, а переменный ток пониженного напряжения, выбрав соответствующие приборы (амперметр и вольтметр).
Следует обратить внимание на то, что витковое замыкание в обмотках электрооборудования, работающего на переменном токе, сопровождается резким увеличением тока в поврежденной обмотке, что, в свою очередь, приводит к очень быстрому нагреву обмотки до недопустимых пределов, обмотка начинает дымить, обугливается и сгорает.
Место витковых замыканий в обмотках статоров электрических машин переменного тока определяется при помощи электромагнита. Место витковых замыканий в обмотках якорей машин постоянного тока определяют омметром (милливольтметром).
Обычно поврежденные катушки трансформаторов не дефектируют, но, если это необходимо, может быть использован метод электромагнита (рис. 7).
Подробно дефектация машин постоянного и переменного тока и трансформаторов при ремонте описаны в практикуме по монтажу, эксплуатации и ремонту электрооборудования.

Разборка электрических машин. Удаление старой обмотки

Разборка электрических машин на составные части не представляет затруднений. Необходимо только максимально механизировать выполнение отдельных операций, применяя электро- или гидрогайковерты, съемники, тали и т. п., а также соблюдать осторожность при выемке роторов крупных машин, чтобы не повредить ротором железо пакетов статора или его обмотку.
Наиболее трудоемкая операция при разборке - удаление старой обмотки. Это делают следующими методами: механическим, термомеханическим, термохимическим, химическим и электромагнитным.
Сущность механического метода заключается в том, что корпус электрической машины с пакетами стали статора и обмоткой устанавливают на токарный или фрезерный станок и резцом или
фрезой обрезают одну из лобовых частей обмотки. Затем при помощи электро- или гидропривода удаляют (вытягивают) из пазов оставшуюся часть обмотки (крюком за оставшуюся лобовую часть ее). Однако при таком удалении обмотки в пазах есть остатки изоляции, и требуются дополнительные затраты на их удаление.
2. 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.
Равномерное тепловое поле в обжиговой печи создать трудно. Нередко в печи происходит возгорание изоляции обмоток, приводящее к резкому увеличению температуры в печи, особенно в некоторых ее зонах. При повышении температуры выше допустимой могут покоробиться корпуса машин, особенно это относится к алюминиевым корпусам. Поэтому машины с алюминиевыми корпусами обжигать не рекомендуется. Некоторые предприятия исследуют распределение температур внутри печи при ее работе и определяют зоны, в которых можно расположить электрические машины с алюминиевыми корпусами.
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 помещают 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.

5. 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 удобен 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.

По конструктивному исполнению обмотки электрических машин делятся на три вида: концентрические, всыпные и шаблонные. Последние в свою очередь, подразделяются на обмотки с непрерывной компаундированной изоляцией и гильзовой. Их применяют в крупных машинах с напряжением 3,6 кВ и выше, поэтому в данной книге они не рассматриваются.
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 всыпных 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 пленко-электрокартона, 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 ее надежности, ухудшению технико-экономических показателей и резкому снижению ее мощности. Кроме того, необходимо учитывать узкую специализацию и механизацию работ на электромашиностроительных заводах и более низкий уровень технологии работ на ремонтных предприятиях, что также сказывается на качестве работ, коэффициенте заполнения паза машины и ее надежности. 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).
Обычно электроремонтные предприятия имеют вакуумные или атмосферные сушильные печи, объем которых определяется из рас- чета 0,02...0,04 м 3 /кВт мощности машин, для которых печь предназначена. Нагреватель может быть электрическим, в том числе и ламповым, паровым или газовым. Мощность нагревателя определяется из расчета примерно 5 кВт на 1 м 3 объема печи. 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 нагревостойкостн 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.

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.
В условиях электроремонтных предприятий Госкомсельхозтехники железо статора и ротора, полюса и беличьи клетки роторов обычно не ремонтируют. Машины с такими повреждениями считаются неремонтопригодными, в ремонт не принимаются и списываются на металлолом.
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).
Шарикоподшипники имеют напряженную посадку на вал, поэтому перед посадкой на вал их прогревают в масляной ванне до температуры 80...90°С.
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 прессформ.
Отремонтированный полностью собранный коллектор прогревают в печи до температуры 150...160°С, испытывают на станке на 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 электрокартона и кольца; неразрезная втулка с изолирующими фигурными кольцами, между которыми располагаются кольца машины; неразрезная втулка, изоляция из микафолия или миканита и кольца. 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 бакедизированная бумага на шейке пальца толщиной согласно технологической карте ремонта.
Выбор щеток зависит от назначения машины и особенностей ее работы. Рекомендуется в возбудителях машины переменного тока устанавливать электрографитовые щетки (ЭГ), допускающие плотность тока 9...12 А/см 2 и линейную скорость вращения 40...45 м/с; в крановых двигателях - угольно-графитовые (Т и УГ) с параметрами 6 А/см 2 и 10 м/с и электрографитовые; в низковольтных генераторах (до 20 В) - электрографитовые и медно-графитовые (М и МГ) с параметрами 14...20 А/см 2 и 15...25 м/с; в автомобильных электромашинах - медно-графитовые; в машинах с контактными кольцами - графитовые (Г), электрографитовые и медно-графитовые.
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.
Для бандажирования обмоток статоров машин относительно небольшой мощности используют чулки или киперную ленту. Лобовые части обмоток различных катушек и фаз скрепляют бандажом в единый целый узел, который после пропитки и сушки становится монолитным. Это обеспечивает необходимую механическую прочность обмотки при пусках и резких перегрузках машины. В крупных машинах применяют так называемые бандажные кольца, их располагают поверх внешних лобовых частей катушек машины. Каждую катушку киперной лентой привязывают к кольцу.
Особую роль играет бандажирование обмоток роторов и якорей машин, которые испытывают не только электродинамические нагрузки во время работы машины, но и центробежные усилия. Роторы и якори бандажируют на токарных или специальных бандажных станках, снабженных устройствами для натяжения стальной луженой бандажной проволоки.
Между обмоткой и проволокой укладывают слой изоляции из миканита и электрокартона. При диаметре проволоки от 0,6 до 2 мм натяжение проволоки должно составлять от 200 до 2000 Н, число витков бандажа рассчитывают на центробежные усилия, которые не должны превышать 400 Н на 1 мм 2 сечения проволоки. Бандажи пропаивают по всей окружности для превращения их в сплошное кольцо.

В ремонтной практике детали из различных материалов восстанавливают при помощи ручной электродуговой и газовой наплавки и сварки, автоматической наплавки и сварки под слоем флюса, вибродуговой наплавки в струе охлаждающей жидкости, сварки и наплавки в среде защитных газов, электроискровой обработки и наращивания как на воздухе, так и в жидкой среде, металлизаций, осталивания, химического никелирования.
При ремонте электродвигателей относительно большой объем составляют работы по наращиванию посадочных поверхностей. Для этих целей широко применяется вибродуговая наплавка порошковой проволокой и наплавка в среде углекислого газа. Первую применяют для восстановления валов, осей и цапф диаметром более 30 мм. При этом твердость наплавного слоя в 1,5...2 раза выше по сравнению с твердостью слоя, полученного при вибродуговой наплавке в жидкости. При этом улучшается качество слоя наплавки.
После наплавки делают проточку и полируют поверхность, а если необходимо, фрезеруют пазы (шлицевые канавки).
Для чистовой обработки поверхностей валов взамен шлифовки, упрочения поверхностного слоя на глубину 0,2...0,3 мм, повышения износостойкости и усталостной прочности детали применяется электромеханический метод обработки, заключающийся в том, что при обработке детали на токарном станке на деталь и резец подается напряжение 2...6 В и в месте их контакта протекает ток 350... 1500 А.
Чугунные станины и подшипниковые щиты наплавляют газовой сваркой. Перед наплавкой детали подогревают в печи до температуры 300...400°С, при этом электроды применяют чугунные, в качестве флюса - буру или другие смеси.
После наплавки детали обжигают при той же температуре в течение 4...6 ч, после чего медленно охлаждают в выключенной печи (12...14 ч). В последнее время на ремонтных предприятиях системы Госкомсельхозтехника для восстановления посадочных мест под подшипник в корпусах деталей применяют установки для гальванического электронатирания.
Восстановлению можно подвергать отверстия диаметром от 50 до 150 мм. Принцип действия установок основан на процессе электролиза, сопровождающемся осаждением металла на одном из электродов. Деталь, подлежащую восстановлению, соединяют с отрицательным полюсом источника питания напряжением от 24 до 30 В, например, преобразователем ПСО-300. В восстанавливаемое отверстие вводят электрод, обмотанный материалом, способным впитывать (абсорбировать) электролит. Электролит подают на абсорбирующий материал при помощи насоса с подачей 20 л/мин. При вращении электрода с частотой от 20 до 40 об/мин (при помощи любого вертикально-сверлильного станка) в абсорбирующем материале создается электролитная ванна, в которой и происходит процесс электролиза. Комплект электродов состоит из стальных деталей, обмотанных абсорбирующим материалом, в качестве которого может быть использована хлопчатобумажная ткань, например киперная лента слоем до 2,5...3 мм. Зазор между абсорбирующим слоем и поверхностью наращиваемого отверстия составляет 1,5...2 мм.
Для наращивания деталей, изготовленных из стали и чугуна, применяется электролит следующего состава: сернокислый цинк - 600...700 г на литр теплой воды и борная кислота - 20...40 г на литр теплой воды. Кислотность (концентрация) электролита рН= 3...4, ее проверяют ежемесячно, и один раз в месяц электролит полностью заменяют.
Для алюминиевых деталей в качестве электролита применяют раствор 150 г сернокислого алюминия в литре воды. Кислотность электролита pH=3...3,5.
Плотность тока при травлении, которое предшествует наращиванию, составляет 1... 1,5 А/см 2 (продолжительность травления 8... 10 с) и при наращивании 2...3 А/см 2 . Скорость наращивания составляет 20...30 мкм/мин.
Подготовка подшипникового щита к восстановлению заключается в очистке его мелкой наждачной бумагой, обезжиривании ветошью, смоченной в бензине или ацетоне, и сушке. При описанном способе наращивания нужно изолировать стол сверлильного станка, чтобы использовать корпус и стол в качестве зажимов различной полярности. В целях техники безопасности электродвигатель изолируют от корпуса станка. Рабочий, обслуживающий установку, работает в очках, резиновом фартуке и резиновых перчатках. Пол у станка выложен резиновыми ковриками. Устанавливать и снимать детали разрешается только при отключенном напряжении.
В последнее время для восстановления посадочных мест под подшипники применяют эластомеры, в частности ГЭН-150 (В). Для растворения 20 весовых частей эластомера необходимо 100 весовых частей ацетона. Восстанавливаемую деталь очищают от грязи, коррозии, обезжиривают, очищают ацетоном и сушат. Эластомер через трубку наносят на деталь.

Введение

Основная часть

1. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

2. Возможные неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и способы их устранения

3.Используемый инструмент

4. Технологическая карта ремонта и обслуживания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Экономика

Охрана труда и экология

Заключение

Список литературы

Введение

Обслуживание электроустановок промышленных предприятий осуществляют сотни тысяч электромонтеров, от квалификации которых во многом зависит надежная и бесперебойная работа электроустановок. Правильная организация труда электромонтера и грамотное ведение им эксплуатации электроустановок становятся весьма сложным и ответственным делом, так как любая ошибка эксплуатации может привести к значительным материальным ущербам, выводу из строя дорогостоящего оборудования, большим потерям продукции, нерациональному использованию электроэнергии.

Актуальность выбранной темы: на фоне развития промышленности все более возрастает роль надежных и мощных электрических машин с высоким КПД.

Для своей работы я выбрал тему «Технология ремонта и обслуживание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором», так как такой двигатель является одним из самых распространенных видов электрических двигателей.

Цель работы : изучить и описать устройство, принцип действия, технологию ремонта и обслуживания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Задачи:

· проанализировать литературу и техническую документацию по выбранной теме;

· изучить и описать устройство, принцип действия, возможные неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором;

· составить технологическую карту ремонта и обслуживания асинхронного двигателя;

· сделать экономические расчёты ремонтных работ;

· проанализировать экологическую обстановку на участке прохождения производственной практики.

1. Основная часть

.1 Устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронная машина - это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. В основном они используются как электродвигатели и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую.

Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора и вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора - вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между этими обмотками. По своей конструкции асинхронные двигатели разделяются на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Рассмотрим устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Двигатели этого вида имеют наиболее широкое применение

Рис.1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

1-вал; 2-наружная крышка подшипника; 3-роликовый подшипник; 4-внутренняя крышка подшипника; 5-подшипниковый щит; 6-коробка выводов; 7-обмотка статора; 8-обмотка ротора; 9-сердечник статора; 10-сердечник ротора; 11-корпус электродвигателя; 12-кожух вентилятора; 13-вентилятор; 14-шариковый подшипник; 15-болт заземления; 16-отверстия для болта крепления двигателя

В расточке статора расположена вращающаяся часть двигателя ротор, состоящий из вала и сердечника с короткозамкнутой обмоткой. Такая обмотка, называемая «беличье колесо», представляет собой ряд металлических, алюминиевых или медных стержней, расположенных в пазах сердечника ротора, замкнутых с двух сторон коротко замыкающими кольцами. Сердечник ротора также имеет шихтованную конструкцию, но листы ротора не покрыты изоляционным лаком, а имеют на своей поверхности тонкую пленку окисла. Это является достаточной изоляцией, ограничивающей вихревые токи, так как величина их невелика из-за малой частоты перемагничивания сердечника ротора. Например, при частоте сети 50 Гц и номинальном скольжении 6 % частота перемагничивания сердечника ротора составляет 3 Гц. Короткозамкнутая обмотка ротора в большинстве двигателей выполняется заливкой собранного сердечника ротора расплавленным алюминиевым сплавом. При этом одновременно со стержнями обмотки отливаются короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки. Вал ротора вращается в подшипниках качения, расположенных в подшипниковых щитах.

Концы обмоток фаз выводят на зажимы коробки выводов. Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть на два разных напряжения, отличающиеся в раз. Например, двигатель рассчитан для включения в сеть на напряжения 380/660 В. Если в сети линейное напряжение 660 В, то обмотку статора следует соединить звездой, а если 380 В, то треугольником. В обоих случаях напряжение на обмотке каждой фазы будет 380В. Выводы обмоток фаз располагают на панели таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания последних. В некоторых двигателях небольшой мощности в коробке выводов имеется лишь три зажима. В этом случае двигатель может быть включен в сеть на одно напряжение (соединение обмотки статора такого двигателя звездой или треугольником выполнено внутри двигателя).

1.2 Возможные неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Внешней неисправностью может стать:

недостаточное вентилирование двигателя;

нарушение контакта устройства с сетью;

перегрузка аппарата;

несоответствие входящего напряжения рабочим требованиям двигателя.

Внутренними поломками асинхронного двигателя можно считать следующие:

неисправности подшипников;

сломанный вал ротора;

ослабление захвата щеток;

неисправности крепления статора;

появление борозд на коллекторе или контактных кольцах;

замыкания между витками обмоток;

изоляция, пробивающая на корпус;

распайка обмотки;

неверная полярность.

Неисправность	Проявление	Причины
Не развивает номинальную скорость вращения и гудит	Одностороннее притяжение ротора	а) износа подшипников б) перекоса подшипниковых щитов в) изгиба вала.
Ток во всех трех фазах различен и даже на холостом ходу превышает номинальный	Плохо развивает скорость и гудит	1. Неправильно соединены обмотки и одна из фаз оказалась "перевернутой" 2. Оборван стержень обмотки ротора
Ротор не вращается или вращается медленно	Двигатель гудит	Оборвана фаза обмотки статора
Вибрирует вся машина	Вибрирует вся машина	1. Нарушено центрирование соединительных полумуфт или соосность валов 2. Неуравновешенны ротор, шкив и полумуфты
Вибрация исчезает после отключения от сети, ток в фазах статора становится неодинаков	Один из участков обмотки статора быстро нагревается	Короткое замыкание в обмотке статора
Перегревается при номинальных перегрузках	Нагревается, нарушение работы	1. Витковое замыкание в обмотке статора 2. Загрязнение обмоток или вентиляционных каналов
Низкое сопротивление	Низкое сопротивление

Монтаж электродвигателя:

Электродвигатель, доставленный к месту установки с завода-изготовителя или со склада, где он хранился до монтажа, или из мастерской после ревизии, устанавливается на подготовленное основание.

В качестве оснований для электродвигателей применяют в зависимости от условий: литые чугунные или стальные плиты, сварные металлические рамы, кронштейны, салазки и т. д. Плиты, рамы или салазки выверяются по осям и в горизонтальной плоскости и закрепляются на бетонных фундаментах, перекрытиях и т. п. при помощи фундаментных болтов, которые заделываются в заготовленные отверстия. Эти отверстия обычно оставляют при бетонировании фундаментов, закладывая заблаговременно в соответствующих местах деревянные пробки.

Отверстия небольшой глубины могут быть также пробиты в готовых бетонных основаниях при помощи электро и пневмомолотов, оснащенных высокопроизводительными инструментами с наконечниками из твердых сплавов. Отверстия в плите или раме для закрепления электродвигателя обычно выполняются на заводе-изготовителе, который поставляет общую плиту или раму для электродвигателя и приводимого им механизма.

В случае, если отверстия для электродвигателя отсутствуют, на месте монтажа производится разметка основания и сверление отверстий. Для выполнения этих работ определяются монтажно-установочные размеры устанавливаемого электродвигателя (смотрите рисунок), а именно: расстояние между вертикальной осью двигателя и торцом вала L6+L7 или торцом насаженной полумуфты, расстояние между торцами полумуфт на валах электродвигателя и приводимого им механизма, расстояние между отверстиями в лапах вдоль оси электродвигателя С2+С2, расстояние между отверстиями в лапах в перпендикулярном направлении С+С.

Кроме того, должна быть замерена высота вала (высота оси) на механизме и высота оси электродвигателя h. В результате этих последних двух замеров предварительно определяется толщина подкладок под лапы.

Для удобства центровки электродвигателя толщина подкладок должна предусматриваться в пределах 2 - 5 мм. Подъем электродвигателей на фундаменты выполняется кранами, талями, лебедками и другими механизмами. Подъем электродвигателей весом до 80 кг при отсутствии механизмов может выполняться вручную с применением настилов и других устройств. Установленный на основание электродвигатель центрируется предварительно с грубой подгонкой по осям и в горизонтальной плоскости. Окончательная выверка производится при сопряжении валов.

1.3 Используемый инструмент

В процессе обслуживания и ремонта асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором используется следующий инструмент:

Выверочная линейка

Скобы и струны

Линейки при шкивах разной ширины.

Ключи гаечные 6 - 32 мм - 1 комплект.

Напильники - 1 комплект.

Набор головок - 1 набор.

Щетка по металлу - 1 шт.

Нож монтерский - 1 шт.

Набор отверток - 1 комплект.

Отвертка слесарная - 1 шт.

Плашки 4 - 16 мм - 1 комплект.

Метчики 4 - 16 мм - 1 комплект.

Набор сверл 3 - 16 мм - 1 комплект.

Монтировка - 1 шт.

Плоскогубцы - 1 шт.

Зубило - 1 шт.

Дрель - 1 шт.

Керн - 1 шт.

Кисть плоская - 2 шт.

Молоток - 1 шт.

Лопата - 1 шт.

Щётка-смётка - 1 шт.

1.4 Технологическая карта ремонта и обслуживания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Наименование и содержание работ	Оборудование и приспособления	Технические требования
Наружный осмотр электрической машины, в том числе систем управления, защиты, вентиляции и охлаждения.		Соответствие техническим паспортам по эксплуатации и электрическим схемам.
Визуальная проверка состояния заземляющего проводника; проверка состояния контура заземления.	Молоток, лопата	Отсутствие антикорозийного покрытия, ослабление крепления, механические повреждения не допускаются.
Проверка на отсутствие посторонних шумов.		Посторонние шумы не допускаются.
Чистка доступных частей от загрязнения и пыли.	Уайт спирит, ветошь, щётка по металлу, щётка-смётка.
Осмотр элементов соединения двигателя с приводимым механизмом.		Трещины по швам, разрывы, перекосы, ослабления резьбовых соединений не допускаются.
Проверка подсоединения и надежности уплотнения подводимых кабелей, технического состояния и герметичности вводных коробок и муфт уплотненного ввода; проверка состояния уплотнителей, поверхностей и деталей, обеспечивающих взрывозащиту; взрывонепроницаемость вводов кабелей и проводов.	Набор слесарных щупов №1 Набор инструментов набор отвёрток Набор головок.	Шероховатость рабочей поверхности Rd не более 1,25 мкм.
Проверка крепления электропривода к раме (задвижке).	Набор инструментов. Набор головок.	Ослабления крепления не допускаются.
Осмотр состояния пуско-регулирующей аппаратуры (ПРА).
Продувка статора и ротора сжатым воздухом.	Компрессор.
Проверка сопротивления изоляции обмоток; при необходимости сушка.	Мегомметр напряжением 500В.	Сопротивление изоляции не должно быть менее 0,5 МОм.	Проверка сопряжения деталей, обеспечивающих герметичность.	Набор слесарных щупов №1. Набор инструментов, набор отвёрток. Набор головок, герметик.	Величины зазоров указаны в руководстве по эксплуатации.
Проверка наличия смазки в подшипниках электродвигателя, (при наличии пресс маслёнки пополнение).	Смазка ЦИАТИМ - 221, шприц для запрессовки смазки.

	Набор инструментов. Набор отвёрток.
	Кисть, краска (табличка).
Осмотр, зачистка и подтяжка контактных соединений.	Набор инструментов. Шкурка шлифовальная тканевая по ГОСТ 5009-82.	Перекосы, наличие окиси, ослабления контактных соединений не допускаются.
Ревизия узлов автоматических выключателей.	Набор инструментов. Набор отвёрток.
Проверка наличия маркировки кабелей, надписей и обозначений на кожухе, при необходимости восстановление.	Кисть, краска (табличка).	Отсутствие маркировки и надписей не допускаются.

Меры безопасности

Состав бригады

Электромонтер по ремонту электрооборудования, имеющий группу электробезопасности не ниже третьей. Электромонтер по ремонту электрооборудования с третьей группой электробезопасности.

2. Экономика

Виды работ	Повреждение ротора	Повреждение статора	Повреждение вала

Выявление неисправностей
Демонтаж
Запчасти
Диагностика работоспособности

Итого:

Вывод: ремонт деталей асинхронного двигателя экономически выгодней их замены.

3. Охрана труда и экология конвертерного производства ЕВРАЗ НТМК

Производственную практику я проходил в конвертерном цехе ЕВРАЗ НТМК и имел возможность проанализировать экологическую обстановку и условия охраны труда на комбинате в целом и конвертерном цехе в частности. короткозамкнутый ротор асинхронный двигатель

Конвертерный цех ЕВРАЗ НТМК осенью 2013 года отметил 50-летний юбилей. Это одно из самых современных сталеплавильных производств в России. За последние несколько лет здесь проведена полномасштабная реконструкция. Сегодня цех имеет в своём составе конвертерное отделение с четырьмя 160-тонными конвертерами; участок внепечной обработки стали, включающий в себя четыре установки «печь-ковш» и два циркуляционных вакууматора; отделение непрерывной разливки стали из четырех МНЛЗ. Работает установка десульфурации чугуна, которая позволяет выпускать сталь с минимальным содержанием серы.

Снижение негативного воздействия производства на окружающую среду и населения Нижнего Тагила - цель всей экологической политики Нижнетагильского металлургического комбината. В последние годы комбинат инвестировал значительные средства в техническую реконструкцию предприятия, которая наряду с модернизацией в обязательном порядке решила и экологические проблемы города.

К 2007 году были построены и введены в эксплуатацию: комплекс ОНРС в конвертерном цехе в составе машин непрерывного литья заготовок № 1, 2, 3, 4, печь-ковшей № 1, 2, 3, вакууматора;

Как отметил начальник управления охраны природной среды НТМК Сергей Пермяков, только благодаря техническому перевооружению конвертера №4 удалось снизить выбросы в атмосферу почти на 500 тонн в год. На 30 тонн снизились пылевыбросы в результате капитальных ремонтов пылегазоулавливающих установок в доменном и конвертерном цехах. Также были проведены капитальные ремонты грязного цикла оборотного водоснабжения доменного, прокатного и конвертерного производств.

Выполнение данных мероприятия позволило снизить содержание в водных объектах нефтепродуктов на 14 тонн, цинка на 977 кг, фтора на 8 309 кг, железа на 466 кг. Совместно с экологами Нижнего Тагила данная технология была использована и на Нижнетагильском водохранилище.

В июне 2010 года на ОАО «НТМК» успешно проведен внешний ресертификационный аудит системы экологического менеджмента. По результатам аудита продлен сертификат соответствия требованиям международного стандарта ИСО 14001.

Реализация природоохранных мероприятий за последние пять лет позволила снизить ежегодные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на 32 тыс. тонн.

Заключение

В ходе выполнения данной работы мною была проанализирована литература и техническая документация по выбранной теме, изучены и описаны устройство, принцип действия, возможные неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, составлена технологическая карта ремонта и обслуживания, сделан экономический расчёт ремонтных работ, описана экологическая обстановка на участке прохождения производственной практики. Таким образом, можно считать поставленные цели задачи выполненными.

Полученные в ходе выполнения данной работы знания и навыки, приобретенные на производственной практике, пригодятся в моей будущей профессиональной деятельности.

Список литературы

1. Лобзин С.А. Электрические машины. - М.: ИЦ «Академия», 2012.

Москаленко В.В. Справочник электромонтера: Справочник. - М.: ПрофОбрИздат, 2002.

Москаленко В.В. Электрический привод. - М.: ИЦ «Академия», 2000.

Нестеренко В.М. Технология электромонтажных работ. - М.: ИЦ «Академия», 2004.

Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. - М.: ИРПО; Изд. Центр «Академия», 2000.

Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Технология электромонтажных работ. - М.: ИЦ «Академия», 2000.

Сибикин Ю.Д. Электробезопасность при эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. - М.: Изд. Центр «Академия», 2007.