Асинхронные электрические машины ремонт

Ремонт асинхронного электродвигателя

В статье рассмотрим ремонт асинхронного электродвигателя и его частей. Асинхронный электродвигатель – самый простой, долговечный и распространенный электромотор. Спектр его применения: заточные станки, мини-пилорамы и другие устройства, не требующие работы от аккумуляторов и регулировки скорости. В старых стиральных машинах они работают до сих пор.

Эксплуатируются трехфазные и однофазные асинхронные электродвигатели. Некоторые трехфазные моторы приспосабливаются для работы в однофазных сетях включением подключением фазосдвигающего конденсатора.

Рассмотрим характерные неисправности асинхронных двигателей и методы их устранения.

Ремонт асинхронного электродвигателя: устранение механических неисправностей

Проблемы с механикой у асинхронных моторов связаны с износом подшипников. Определяется проблема по звуку: при увеличении зазоров в подшипниках качения шум работы двигателя становится громче, возникает вибрация. Торцевые части в районе вала нагреваются. Это приводит к высыханию смазки, подшипник, работая «на сухую», теряет свои качества еще быстрее. Иногда при остановке вала после выключения слышно, как перекатываются шарики.

Чтобы электродвигатель работал бесперебойно читайте статью про «Устройства плавного пуска двигателей»

Выход из строя подшипников не всегда связан с их старением и выработкой ресурса. Недостаточная или неправильная смазка проводит к преждевременным поломкам. Не смазываются только полностью закрытые подшипники качения, сепараторы которых закрыты от воздействия внешней среды, смазка помещается в них на заводе. Остальные смазываются Литолом-24 или ее аналогами так, чтобы она полностью обволокла сепараторы с шариками.

Устройство закрытого подшипника качения

Увеличение зазоров в подшипниках приводит к еще одному явлению: вал с ротором получает дополнительную свободу в перемещениях в радиальном и поперечном направлениях. В итоге:

• Приводимый во вращение механизм вращается неравномерно и тоже выходит из строя;
• Ротор цепляется за крышки двигателя и за магнитопровод статора и повреждает их, а также – повреждается сам.

Для замены подшипников нужно разобрать двигатель, при этом подшипники обычно остаются на его валу. В этом случае для их демонтажа используется съемник соответствующих размеров. Можно использовать выколотку из латуни, меди или другого мягкого материала. Выколотку прижимают к внутренней обойме подшипника. Ударяя по ней молотком и проворачивая вал, чтобы усилие распределялось равномерно, старый подшипник снимается с него. Главное – не повредить посадочное место, на которое он одевается.

Съемник для подшипников

Если подшипник остался внутри крышки, то его выбивают, подобрав для этого подходящую по диаметру круглую болванку. Край ее можно заточить под конус, чтобы она точно оказалась в центре внутренней обоймы. Необходимо бить по болванке строго перпендикулярно плоскости подшипника, чтобы его наружная обойма не повредила посадочное место.

Пример применения съемника

Для установки нового подшипника на вал двигателя используется металлическая трубка, желательно из мягкого материала. Внутренний ее диаметр должен быть чуть больше диаметра вала. Трубку плотно прислоняют к внутренней обойме подшипника и легкими ударами молотка по ней загоняют его на место.

При установке крышки следят, чтобы она садилась на место без перекосов, иначе наружная обойма подшипника повредит свое посадочное место.

На роторе двигателя установлены лопасти, предназначенные для вентиляции внутренних полостей мотора. Если происходит скол одной или нескольких лопастей, нарушается балансировка ротора. Это приводит к его биению, и подшипники выходят из строя чаще. Новый ротор найти сложно, поэтому такой двигатель придется выбросить.

Расположение лопастей вентилятора на роторе

Ремонт электрической части асинхронного электродвигателя

Признаками неисправностей асинхронного электродвигателя, связанных с электрикой, являются:

• Срабатывание защитных устройств от перегрузки или короткого замыкания
• Появление запахов горелой изоляции
• Искрение и дым внутри мотора

Перегрев корпуса в процессе работы может указывать на неисправность в обмотке двигателя, но чаще он свидетельствует о недопустимой механической нагрузке на валу. По той же причине срабатывает защита от перегрузки. Но она работает и при витковых замыканиях в обмотке статора. Поэтому первое, что нужно проверить после срабатывания защиты – свободно ли вращается вал, а также попытаться запустить двигатель без нагрузки, отсоединив от него агрегат.

При срабатывании защиты от коротких замыканий проверка на холостом ходу не требуется. Порядок действий при этом такой:

Средство проверки

Действие	Норма
Отсоединить кабель от двигателя и проверить его сопротивление изоляции.	Если оно менее 0,5 МОм, кабель заменить	Мегаомметр на напряжение 1000 В
При наличии фазосдвигающих или пусковых конденсаторов – проверить их исправность	Мультиметр
Проверить исправность коммутационной аппаратуры	У трехфазного двигателя на него должны поступать все три фазы, иначе он перегреется и сгорит	Мультиметр или указатель напряжения
Убедиться, что в барно электродвигателя нет следов короткого замыкания и перегрева контактов	Визуально
Измерить сопротивление изоляции между обмоткой двигателя и его корпусом	Не менее 0,5 МОм	Мегаомметр на напряжение 500 В

Сопротивление изоляции, если оно равно нулю, определяется и мультиметром. Но ее увлажнение или неполное повреждение покажет только мегаомметр. Он измеряет сопротивление, прикладывая к тестируемому объекту повышенное напряжение.

Мегаомметр

Если сопротивление низкое, то обмотку статора можно попробовать просушить, пропуская через него горячий воздух от строительного фена или поместив в печь. Если корпус двигателя из силумина, температура сушки выбирается такой, чтобы его не расплавить.

Если просушка не помогла или изоляция обмоток электродвигателя равна нулю, его вскрывают и осматривают. Хотя при любом результате осмотра: механическое повреждение обмоток статора, потемнение или обугливание обмотки – статор отправляется в перемотку. Перемотать самостоятельно асинхронный двигатель очень сложно.

Если причину отключения от защиты установить не удалось, возможно, в обмотке витковое замыкание. У трехфазного двигателя оно определяется сравнением сопротивлений обмоток по фазам. У однофазных сопротивление обмоток сравнивают с паспортными значениями. Но для этого недостаточно мультиметра – его точности не хватит, чтобы почувствовать разницу. Для измерений применяют специальные приборы – омметры с классом точности 0,5 и выше.

Замыкание между собой нескольких витков приводит к нагреву замкнутого участка. Иногда его можно определить по потемнению изоляции, иногда – только прибором. В любом случае потребуется перемотка статора.

Сгоревшая обмотка статора

Еще один дефект, требующий отправки статора двигателя в перемотку – обрыв обмотки. Его можно определить и мультиметром. Иногда обрыв можно устранить, найдя места соединений обмоточного провода с выводами и место соединения обмоток в звезду. Если контакт пропал там, то провода нужно зачистить и спаять снова.

Источник

Ремонт асинхронных электродвигателей

Своевременный и качественный ремонт асинхронных электродвигателей является одним из наиболее действенных средств поддержания оборудования в должном техническом состоянии и продления сроков его эксплуатации. После ремонта поврежденная электрическая машина не только возвращается в строй; в нужном направлении изменяются ее технические параметры (частота вращения, напряжение и частота питающей сети, класс нагревостойкости изоляции), совершенствуется ее конструкция, повышается надежность. Электродвигатель более полно удовлетворяет конкретным требованиям и условиям эксплуатации.

В промышленности применяется система ППР, основным содержанием которой является плановое осуществление комплекса работ и мероприятий по уходу за электрооборудованием и его ремонту. Чередование, периодичность и объемы ремонтов устанавливаются в соответствии с этой системой в зависимости от режимов работы и условий эксплуатации электрооборудования с учетом необходимости обеспечения бесперебойной работы предприятия и безопасности эксплуатационного персонала. Система ППР является плановой системой мероприятий, обеспечивающей продолжительную безаварийную работу оборудования.

Создание зональных и ведомственных специализированных электроремонтных заводов способствовало централизации ремонта электрооборудования многочисленных мелких и средних предприятий, повышению качества ремонта и снижению затрат на его проведение. На ряде крупных предприятий созданы отдельные электроремонтные цехи, где ремонт асинхронных электродвигателей производится по технологии, принятой на специализированных электроремонтных заводах.

В промышленности применяют централизованную, децентрализованную и смешанную системы организации ремонта. При централизованной системе ремонт электрооборудования выполняют специализированные ремонтные службы, подчиненные главному энергетику предприятия. Обслуживание работающего электрооборудования и мелкий ремонт выполняет персонал, также подчиненный главному энергетику.

При децентрализованной системе специальные ремонтные службы отсутствуют. Все ремонтные работы выполняет персонал, находящийся в подчинении у начальников производственных подразделений.

Смешанная система отличается тем, что в производственных подразделениях имеются не только свои электроремонтные мастерские и бригады, выполняющие небольшие по объему и сложности работы, но и специализированные ремонтные службы, выполняющие сложные и большие по объему работы.

На предприятиях предусмотрено выполнение нескольких видов ремонтов: текущего и капитального, среднего и капитального или текущего, среднего и капитального. Наиболее прогрессивной формой является проведение для большей части оборудования двух видов ремонта — текущего и капитального. Средние ремонты в настоящее время практически не применяются.

Текущий ремонт асинхронных электродвигателей включает замену небольших деталей, устранение мелких дефекттов, регулировку пускорегулирующей аппаратуры и обеспечивание нормальной работы двигателя до очередного ремонта. К текущему ремонту относятся также чистка двигателя, обработка обгорелых контактов аппаратов, промывка подшипников, смена износившихся щеток, подтягивание креплений и т. д. В процессе выполнения текущих ремонтов проверяют состояние изоляции обмоток, а также проводят различные профилактические испытания с целью выявления и своевременного устранения имеющихся неисправностей. Как правило, текущий ремонт асинхронных электродвигателей выполняется без разборки электрооборудования во время кратковременных остановок технологического оборудования.

При капитальном ремонте восстанавливают или заменяют отдельные основные узлы и детали электрооборудования. К капитальному ремонту относятся перемотка роторной или статорной обмоток, перезаливка подшипников скольжения и т. д. Капитальный ремонт асинхронных электродвигателей подразумевает разборку двигателей. В ряде случаев при капитальном ремонте их модернизируют, улучшая их энергетические показатели и конструкцию, повышают надежность и ремонтопригодность. Основная цель модернизации при капитальном ремонте — приближение характеристик старого двигателя к характеристикам появившегося нового, технически более совершенного, а также максимальное приспособление серийного двигателя к конкретному механизму. Затраты средств, времени, труда и материалов при модернизации должны быть оправданы полученными техническими или экономическими результатами.

Под средним ремонтом понимают ремонт асинхронных электродвигателей , при котором предупреждают опасность чрезмерного износа наиболее ответственных частей электрооборудования или предотвращают его аварийный выход из строя. В состав среднего ремонта асинхронного двигателя входит восстановление надежности электрических соединений, устранение дефектов изоляции лобовых частей обмоток, ремонт щеткодержателей с заменой пружин и гибких связей, шлифовка контактных колец и т. д.

Ремонты электрооборудования планируют на основе межремонтных периодов, ремонтных циклов и их структуры. Межремонтным периодом считается время работы электрооборудования между двумя очередными плановыми ремонтами, например между соседними текущими или текущим и капитальным.

Ремонтный цикл — отрезок времени, в течение которого электрооборудование работает между двумя капитальными ремонтами или с момента ввода в эксплуатацию до первого капитального ремонта.

Под структурой ремонтного цикла понимают совокупность текущих и средних ремонтов, выполняемых между капитальными ремонтами, т. е. в течение одного ремонтного цикла.

Основой для определения продолжительности межремонтного периода и ремонтного цикла асинхронного двигателя служит расчетное или действительное время, в течение которого он может нормально работать в заданных режимах. Одним из факторов, определяющих минимальный период, является продолжительность работы наиболее быстроизнашивающихся частей и деталей. Обычно ремонты планируют на один год с разбивкой .по кварталам и месяцам. Такое планирование называется текущим. Наряду с текущим осуществляется и оперативное планирование с использованием сетевых графиков.

Различают два метода ремонта электрооборудования — принудительный и послеосмотровый. Принудительный метод ремонта применяется главным образом для особо ответственных машин и заключается в том, что через определенные периоды времени машины в обязательном порядке подвергают капитальному ремонту с перемоткой обмоток. Также через строго определенное время производят текущий и средний ремонты.

Основанием для определения ремонтного цикла, как указывалось, является расчетное время износа отдельных частей машины, подтверждаемое данными эксплуатации. Срок безаварийной службы наиболее слабого звена принимается как продолжительность межремонтного периода или цикла.

При принудительной системе ремонта ресурс электрической машины не всегда бывает использован полностью; перемотке может быть подвергнута машина, которая еще значительное время могла бы работать без замены обмотки. Поэтому принудительный метод ремонта является наиболее дорогим.

Послеосмотровый метод ремонтов предполагает планирование капитальных ремонтов после осмотра и профилактических испытаний во время очередной ревизии или текущего ремонта. Если дефектов при этом не обнаруживают, то машину включают в график ремонтов на последующий год. Ресурс машины при этом методе ремонта используется более полно, чем при принудительном, поэтому стоимость ремонтов снижается. Но в то же время из-за возможности внеочередных ремонтов усложняется организация их проведения.

Типовой объем работ при текущем ремонте электродвигателей

Типовой объем работ при текущем ремонте включает:

• производство операций технического обслуживания;
• отключение от питающей сети и отсоединение от приводного механизма (двигателя);
• очистку наружных поверхностей от загрязнений;
• разборку асинхронного двигателя в нужном для ремонта объеме;
• проверку состояния подшипников, промывку их, замену подшипников качения, если зазоры в них превышают допустимые; проверку и ремонт системы принудительной смазки; замену смазки;
• проверку, очистку и ремонт крепления вентилятора; проверку и ремонт системы принудительной вентиляции;
• осмотр, очистку и продувку сжатым воздухом обмоток и вентиляционных каналов;
• проверку состояния и надежности крепления лобовых частей обмоток, устранение выявленных дефектов;
• устранение местных повреждений изоляции обмоток, сушку обмоток, покрытие лобовых частей обмоток покровным лаком;
• проверку и подтяжку крепежных соединений и контактов с заменой дефектных крепежных деталей;
• проверку и регулировку щеткодержателей, короткозамыкающих устройств, механизма подъема щеток;
• зачистку и шлифовку контактных колец;
• проверку состояния и правильности обозначений выводных концов обмоток и клеммных колодок с необходимым ремонтом;
• замену фланцевых прокладок и уплотнений;
• проверку герметичности взрывозащищенных машин;
• сборку двигателя и проверку защитного заземления;
• присоединение двигателя к сети и проверку его работы на холостом ходу и под нагрузкой;
• устранение повреждений окраски;
• проведение приемосдаточных испытаний и оформление сдачи двигателя в эксплуатацию.

Типовой объем работ при капитальном ремонте электродвигателей

Типовой объем работ при капитальном ремонте включает;

• производство операций текущего ремонта;
• проверку осевого разбега ротора и радиальных зазоров подшипников скольжения с последующей перезаливкой вкладышей;
• замену подшипников качения;
• полную разборку двигателя с чисткой и промывкой всех механических деталей;
• замену дефектных обмоток1 (включая ремонт короткозамкнутых обмоток ротора), очистку и продувку сохраняемых обмоток;
• пропитку и сушку обмоток, покрытие лобовых частей обмоток покровными лаками и эмалями;
• ремонт конктактных колец и щеточных узлов (вплоть до их замены на новые);
• ремонт магнитопровода статора и ротора, включая частичную замену листов;
• восстановление прессовки магнитопроводов;
• ремонт подшипниковых щитов, корпуса, восстановление размеров посадочных мест; ремонт вала;
• ремонт или замену вентилятора;
• замену неисправных пазовых клиньев, различных изоляционных деталей;
• маркировку выводных концов в соответствии с ГОСТ 183—74*; сборку и окраску двигателя;
• проведение приемосдаточных испытаний и оформление сдачи двигателя в эксплуатацию.

Испытание асинхронных электродвигателей

После ремонта асинхронные двигатели подвергаются испытаниям, объем которых зависит от типа ремонта.

Программа испытаний асинхронных двигателей в соответствии с Нормами после капитального ремонта, производимого в сроки, устанавливаемые системой ППР (для двигателей ответственных механизмов и двигателей, работающих в тяжелых условиях, — не реже 1 раза в два года), содержит 14 пунктов;

1. Испытание стали статора двигателей с обмоткой из прямоугольного провода.
2. Измерение сопротивления изоляции обмоток статора, ротора (для двигателей с фазным ротором) и подшипников.
3. Испытание обмоток статора и ротора (фазного) на электрическую прочность повышенным напряжением промышленной частоты на полностью собранном двигателе. Результаты испытаний считаются положительными, если не наблюдалось скользящих разрядов, толчков тока утечки, пробоев или перекрытий и если сопротивление изоляции после этих испытаний осталось прежним.
4. Измерение сопротивления обмоток статора и фазного ротора постоянному току, а также сопротивления постоянному току реостатов и пускорегулирующих резисторов, если последние входят в комплект двигателя.
5. Испытание витковой изоляции обмоток из прямоугольного провода импульсным напряжением высокой частоты.
6. Измерение воздушного зазора (если позволяет конструкция) и расчет эксцентриситета ротора.
7. Измерение зазоров в подшипниках скольжения для решения вопроса о необходимости перезаливки вкладышей подшипников.
8. Проверка работы двигателя на холостом ходу. Сравнение тока холостого хода с его каталожным значением.
9. Измерение вибрации подшипников для высоковольтных двигателей и двигателей ответственных механизмов.
10. Измерение разбега ротора в осевом направлении для двигателей с подшипниками скольжения, двигателей ответственных механизмов и при выемке ротора при ремонте.
11. Проверка работы двигателя под нагрузкой.
12. Гидравлическое испытание воздухоохладителя (если такой имеется в комплекте двигателя).
13. Проверка исправности стержней короткозамкнутой обмотки ротора электродвигателей мощностью 100 кВт и более. Все стержни должны быть целыми.
14. Проверка срабатывания защиты двигателей напряжением до 1 кВ при питании их от сети с заземленной нейтралью.

При текущих ремонтах двигателей Нормы регламентируют проведение испытаний по пп. 2, 14. Величины воздушных зазоров, значения испытательных напряжений, допустимых сопротивлений изоляции и других контролируемых во время испытаний физических величин приводятся в соответствующих типовых положениях и нормах.

Источник