- Ремонт роторов с короткозамкнутой обмоткой
- Увеличение времени пуска.
- Удаление поврежденных стержней из пазов.
- Пайка медных стержней.
- Ремонт трехфазного асинхронного двигателя
- Ремонт трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Основные неисправности асинхронного двигателя с фазным ротором. Объем и нормы испытаний электродвигателя. Охрана труда при выполнении работ, связанных с ремонтом электродвигателя.
- Подобные документы
Ремонт роторов с короткозамкнутой обмоткой
У короткозамкнутых роторов асинхронных электродвигателей наиболее часто наблюдается повреждение беличьей клетки, выражающееся в ослаблении стержней в пазу, нарушении контакта в местах пайки стержня с короткозамыкаюшими кольцами, образовании трещин и обрывов стержней.
Ослабление крепления стержня в пазу приводит к увеличению его вибрации, что вызывает знакопеременные деформации, в результате которых образуются трещины в месте выхода стержня из паза и в местах соединения с короткозамыкающими кольцами. Эти трещины могут привести к надлому стержня, а надорванные концы стержня, изгибаясь под действием центробежных сил, могут повредить изоляцию лобовых частей. Такие повреждения характерны для электродвигателей, имеющих большое число пусков.
У некоторых типов электродвигателей наблюдается повышение вибрации из-за ослабления крепления или поломки распорных клиньев стержней обмотки ротора. Выявление этих дефектов производится при разборке электродвигателя.
На работающем электродвигателе на наличие в беличьей клетке оборванных стержней указывают следующие признаки.
Увеличение времени пуска.
У агрегатов с тяжелым пуском электродвигатель может вообще не развить номинальной частоты, а если оборвано несколько стержней, то даже не тронуться с места.
Усиление вибрации, вызываемой асимметрией магнитных потоков ротора и появлением дополнительных сил одностороннего магнитного тяжения.
Появление шума, не характерного для нормальной работы электродвигателя данного типа, также свидетельствующее о нарушении симметрии магнитных потоков.
При обрыве одного-двух стержней вышеуказанные признаки могут проявляться очень слабо, что практически затрудняет обнаружение по ним дефекта беличьей клетки. Поэтому обнаружение неисправностей производится осмотром ротора.
При осмотре короткозамкнутых обмоток следует обращать внимание: на наличие цветов побежалости и подгары на короткозамыкающих кольцах в местах соединений со стержнями; подгары болтов, соединяющих короткозамыкающие сегменты пусковых клеток; волнообразный изгиб короткозамыкающих колец (или сегментов), появляющийся от неравномерного удлинения отдельных стержней; изгиб концов стержней в направлении вращения ротора, возникающий от скручивания короткозамыкающим кольцом. Такие дефекты могут наблюдаться в роторах с большими окружными скоростями и массивными короткозамыкающими кольцами.
Встречается прогиб выступающих из активной стали концов стержней. Такой дефект могут иметь все или некоторые стержни беличьей клетки как асинхронных, так и синхронных электродвигателей (причем у последних это наблюдается у крайних стержней на каждом полюсе). Среди прочих неисправностей наблюдается также смещение беличьей клетки вдоль оси ротора.
Повреждения без обрыва короткозамкнутой обмотки в процессе эксплуатации ничем себя не обнаруживают. Они могут быть выявлены только при внимательном осмотре короткозамкнутой обмотки в период профилактического ремонта. С особой тщательностью следует вести поиск трещин на выступающих концах стержней, используя при этом оптический, химический (протравливанием подозрительных мест реактивами) или электромагнитный (с помощью приборов) способы.
Определение поврежденных стержней способом, основанным на измерении магнитного потока рассеяния, предполагает, что над стержнями, обтекаемыми током, магнитный поток рассеяния будет иметь максимальное значение, а между пазами над оборванными стержнями — минимальное. При неполном обрыве стержня магнитный поток рассеяния над этим стержнем будет иметь какое-то промежуточное значение. Измерение производят прибором типа ВАФ-85 (вольтамперфазоиндикатор). Питание на короткозамыкающие кольца ротора подается от понижающего трансформатора 220—127/12 В, от вторичной обмотки которого можно получить ток 10—30 А. Магнитный поток рассеяния над стержнями и между пазами измеряют по всей окружности бочки ротора.
Сравнивая относительное изменение магнитного потока рассеяния по пазам, судят об исправности стержней ротора и определяют поврежденные стержни.
Рис. 1. Схема измерения сопротивления стержней
Для определения дефектов паек, трещин и обрывов стержней короткозамкнутой обмотки путем непосредственного измерения активного сопротивления стержней используют микроомметр М-246 и игольчатые щупы, подключаемые к концам стержней в непосредственной близости от места паек их к короткозамыкающему кольцу (рис. 1). О качестве пайки или о наличии трещин и обрывов стержней судят по значению сопротивления. В случае полной исправности стержней и мест паек прибор покажет полное сопротивление всех параллельно включенных стержней ротора. При обрыве стержня (или плохом контакте в месте пайки) прибор измерит сопротивление одного стержня, которое в несколько раз больше сопротивления всей обмотки. Если сопротивление, измеряемое на этом стержне, будет в 1,5 раза и более превышать сопротивление, измеренное на других стержнях, то это будет свидетельствовать о наличии значительных дефектов в стержне или в месте пайки его к короткозамыкающему кольцу.
Повреждение в обмотке ротора может быть выявлено с использованием способа трех амперметров. К обмотке статора, в каждую фазу которого включаются амперметры, подводится напряжение, равное 0,2—0,25 номинального. Ротор медленно поворачивают и определяют максимальное и минимальное значения тока статора по амперметрам. При исправной обмотке ротора ток в фазах статора во всех положениях ротора будет одинаковым, а при обрыве или наличии плохого контакта в местах соединения стержней с короткозамыкающими кольцами будет измеряться в зависимости от положения ротора.
Критерием годности обмотки ротора является соотношение, %:
Если это соотношение не превышает 3%, то обмотка ротора считается исправной.
Следующий способ не требует специальных приборов и может быть применен в любых эксплуатационных условиях. Для нахождения поврежденных стержней ротор несколько выдвигают из статора и надежно предохраняют от проворачивания.
Рис. 2. Прибор с жестким магнитопроводом для отыскания дефектных стержней: 1 — ротор; 2 — магнитопровод; 3 — обмотка трансформатора 
Рис. 3. Прибор с гибким магнитопроводом для отыскания дефектных стержней: 1 — стержни обмотки ротора; 2 — катушка-датчик; 3 — измерительная обмотка; 4 — индикаторный прибор, измеряющий разницу ЭДС; 5 — гибкий магнитопровод
Состояние стержней проверяют с помощью тонкой стальной пластины, поочередно накладываемой на каждый паз так, чтобы перекрылись два соседних зубца ротора. При отсутствии дефекта в стержне (или в месте пайки) пластина будет притягиваться и дребезжать, а над пазом с поврежденным стержнем притяжение и дребезжание значительно ослабнут или вовсе исчезнут. Эту операцию следует производить достаточно быстро, чтобы не допускать перегрева обмоток.
Способ магнитной порошковой дефектоскопии заключается в применении понижающего трансформатора, вторичная обмотка которого способна пропустить ток 300— 500 А при напряжении 1,5—2,5 В, и стальных опилок, которые насыпают на плотный слой белой бумаги, которой предварительно обертывают ротор. При протекании тока по параллельно включенным стержням роторной клетки вокруг каждого стержня создается магнитное поле, под воздействием которого опилки располагаются плотной линией вдоль целых стержней. У стержней, имеющих обрывы, плотность опилок будет резко отличаться.
Кроме вышеуказанных способов отыскание дефектных стержней может быть осуществлено приборами трансформаторного типа с жестким или гибким магнитопроводами (рис. 2, 3).
При ослаблении стержня обмотки ротора в пазу активной стали, если расклиновка уже выполнена и она не дает полного устранения ослабления, дополнительно выполняется расчеканка стержня. Эта операция производится ударами чекана по прямоугольной части стержня в пределах всей длины активной части стали ротора. При расчеканке стержней в крайних пакетах ротора во избежание надлома места спая стержня с короткозамыкающим кольцом между стержнем и нажимной шайбой прокладывают металлическую прокладку.
При ремонте роторов асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором в условиях мастерской, оснащенной необходимым станочным парком, может быть произведена полная замена беличьей клетки. Для этих целей стержни обмотки и короткозамыкающие кольца могут быть изготовлены в условиях мастерской или получены от завода-изготовителя электродвигателя.
Удаление поврежденных стержней из пазов.
Способ удаления стержня зависит от его конструкции. Так, стержни бутылочного профиля, плотно сидящие в пазах за счет их расчеканки по всей длине ротора, следует удалять высверливанием сверлами с удлиненным хвостовиком или предварительной прорезкой в стержне продольной щели шириной 2—3 мм. Эту операцию можно выполнить вулканитовым камнем, предназначенным для резки труб. Приспособление устанавливается на каретке, перемещаемой в направляющих, изготовленных из уголка и прикрепленных скобами к обойме вала ротора. Прорезанная щель ослабляет крепление стержня в пазу, и он выбивается из паза на длину 50—80 мм, необходимую для захвата его зажимом, с помощью которого производится полное извлечение стержня из паза.
Частичный ремонт короткозамкнутой обмотки может быть выполнен как в условиях мастерской, так и на месте установки электродвигателя, если для этих целей не требуется станочная обработка стержня и короткозамыкающего кольца.
Пайка медных стержней.
При обнаружении трещин на выступающих из активной стали частях стержней принимают меры к их устранению. Если глубина трещины не превышает примерно четвертой части толщины стержня, то ее заваривают, предварительно вырубив в этом месте углубление на величину, превышающую размер трещины. 
Рис. 4. Пайка медного стержня:
1 — короткозамыкающее кольцо: 2 — вставка; 3 — стержень
Если трещина более глубокая, то стержень разрезают и высверливанием удаляют припаянный к короткозамыкающему кольцу участок. Через образовавшееся в короткозамыкающем кольце отверстие в торце оставшейся в пазу части стержня высверливается отверстие на глубину 6— 7 мм. Диаметр этого отверстия не должен превышать половину диаметра стержня. На место удаленной части стержня устанавливают и припаивают вставку (рис. 4), изготовленную из меди марки Ml и М2. При этом односторонний радиальный зазор а между стержнем и короткозамыкающим кольцом и между торцами ремонтируемого стержня и вставки должен быть равен: 0,2 мм при пайке медно-фосфористым припоем МФ-9; 0,1—0,15 мм — серебросодержащими припоями. Выбор марки припоя определяется условиями эксплуатации (тяжелый пуск) и окружной скоростью. При окружной скорости 50 м/с и более применяют припой ПсР-45. Для двигателей, работающих в более легких условиях, — припой МФ-9.
Перед пайкой производят обезжиривание и травление замыкающих колец. Местное обезжиривание производят чистой ветошью, смоченной в пожаробезопасной моющей жидкости, повторяя эту операцию 3—4 раза. Травление выполняют в течение 15—30 с в растворе концентрированной азотной кислоты с содержанием 250—350 г/л при температуре 20°С. Места травления промывают горячей водой, протирают сухой чистой ветошью и просушивают.
Пайку выполняют ацетилено-кислородным пламенем горелкой №4 или 5. Пайка должна выполняться не позднее чем через 8 ч после травления. В качестве флюса используют буру или флюс № 209. При выполнении пайки второй горелкой поддерживают температуру стержня и короткозамыкающего кольца и после их разогрева. Расплавление припоя производят касанием им наиболее нагретых мест. Не допускают плавления припоя в пламени горелки. Флюс наносят на спаиваемые поверхности разогретым прутком припоя. Пайку вставки с короткозамыкающим кольцом выполняют при вертикальном положении ротора. После пайки зачищают и опиливают соединенные места и проверяют лупой качество пайки. После ремонта ротор балансируют.
Ремонт алюминиевых стержней и короткозамыкающих колец. Участки с трещинами разделывают, как указано на рис. 5. Перед заваркой разделанные места и прилегающие участки шириной 30—40 мм подвергают механической зачистке с предварительным и последующим обезжириванием.
Рие. 5. Пайка алюминиевых стержней:
а — на вылете стержня; б — в месте соединения с короткозамыкающим кольцом; h — по месту (на 1—2 мм больше глубины трещины); в — приварка к кольцу спаренных стержней
Механической зачисткой удаляют плотный слой окиси алюминия. Эта операция выполняется стальной щеткой из проволоки диаметром 0,1—0,15 мм из нержавеющей стали.
Обезжиривание производят пожаробезопасной моющей жидкостью.
Полностью оборванные стержни и стержни с глубиной трещины, превышающей половину его ширины, удаляют из обмотки ротора. Заварку разделки в стержнях толщиной более 10 мм производят с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 100—150 °С. Подогревать можно пламенем ацетиленовой горелки или другим источником тепла. Выборки в стержнях заваривают ручной аргонодуговой сваркой на установке УДТ-501. В качестве присадочного материала применяется электродная проволока марки АО, А1 либо прутки из сплава АК, содержащего 5 % кремния.
Режимы ручной аргонодуговой сварки приведены в табл. 1.
При выполнении сварки рабочее место должно быть защищено от сквозняков, ветра и дождя. Сварка выполняется в нижнем положении, маленькой ванной, не допуская перегрева.
Таблица 1. Режимы ручной аргонодуговой сварки
Источник
Ремонт трехфазного асинхронного двигателя
Ремонт трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Основные неисправности асинхронного двигателя с фазным ротором. Объем и нормы испытаний электродвигателя. Охрана труда при выполнении работ, связанных с ремонтом электродвигателя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.01.2011 |
Управление образования и науки Липецкой области
Государственное областное образовательное учреждение
Начального профессионального образования
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ №10
По профессии: «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования»
Тема: «Ремонт трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»
1. Введение
Электротехническая промышленность играет важную роль в решении задач электрификации, технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства, механизации, автоматизации и интенсификации производственных процессов. Объем производства электроэнергии в России к 2005 году превысил 1 трлн. кВт/ч. Установленная электрическая мощность отдельных предприятий достигает 3 млн. кВт, а количество электрических машин на них — 100 тыс. шт. Годовое потребление электроэнергии на ряде предприятий уже сегодня превышает 5 млрд. кВт/ч. За каждые 10 лет производство и потребление электроэнергии в мире увеличиваются примерно в два раза. В этих условиях 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. Обслуживание электроустановок промышленных предприятий осуществляют сотни тысяч электромонтеров, от квалификации которых во многом зависит надежная и бесперебойная работа электроустановок.
На фоне развития промышленности все более возрастает роль электропривода, надежных и мощных электрических машин с высоким КПД.
Одним из самых распространенных видов электрических двигателей является трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Такие двигатели бывают мощностью от десятков ватт, до нескольких мегаватт, при напряжении обмотки статора до 6 кВ. Их используют для привода станков, насосов, вентиляторов, грузоподъемных механизмах и др. У него есть неоспоримые преимущества: простота конструкции, надежность. При прочих равных эксплуатационных условиях обычно выбирают именно этот тип двигателей. Однако существует ряд серьезных недостатков: трудности, связанные с регулированием частоты вращения, низкий cos (0,85 — 0,9 при полной нагрузке и 0,2 — 0,3 в режиме холостого хода).
2. Ремонт трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
2.1 Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Двигатель состоит из неподвижной (статора) и вращающейся (ротора) частей.
Основными деталями статора являются корпус и сердечник с обмоткой. Корпус отливают из алюминия (для маломощных двигателей) или из чугуна. Ребра на наружной части корпуса увеличивают площадь поверхности охлаждения. Сердечник статора собран из листов электротехнической стали, покрытых лаком.
Ротор состоит из шихтованного сердечника с обмоткой и вала. Вал ротора вращается в подшипниках качения, расположенных в подшипниковых щитах.
Двигатель охлаждают обдувом наружной поверхности корпуса. Поток воздуха создается центробежным вентилятором, прикрытым кожухом.
Концы обмоток статора присоединены к зажимам коробки выводов; для крепления двигателя используют лапы, для заземления — болт.
На внутренней стороне полого цилиндра сердечника статора имеются пазы, в которые закладывают статорную обмотку. Обмотку статора машины переменного тока обычно выполняют в виде катушечных групп, которые укладывают в пазы сердечника, которые бывают открытыми, полуоткрытыми и закрытыми. Группа состоит из катушек, (секций), катушка — из одного или нескольких витков. Катушки соединяют последовательно, а катушечные группы — последовательно или параллельно. У трехфазного двигателя обмотка трехфазная и число катушек ее в этом случае равно трем (3, 6, 9, и т.д.) Аналогичные пазы имеются и на роторе — роль обмотки выполняют алюминиевые стержни, которые заливаются в обмотку, заклиниваются, и соединяются по торцам.
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором наиболее прост, надежен в работе и дешев.
Рис.1. Устройство трехфазного асинхронного двигателя:
1, 11 — подшипники качения; 2 — вал; 3, 9 — подшипниковые щиты; 4 — клеммная коробка; 5 — сердечник ротора; 6 — сердечник статора; 7 — корпус статора; 8 — обмотка статора; 10 — вентилятор; 12 — кожух; 13 — ребра охлаждения; 14 — лапы; 15 — болт заземления
2.2 Принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Сердечники статора и ротора образуют магнитную цепь асинхронной машины. При прохождении трехфазного тока по трехфазной обмотке статора создается вращающееся магнитное поле частоты:
n1= 60f ?p или щ=2рf ? p ?n1 ? 9,55
где f — частота питающей сети; p — число пар полюсов на фазу.
Магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них ЭДС Е2. Под действием ЭДС в замкнутой обмотке ротора, пересекаемый магнитным полем, действует сила Fэм. Силы, действующие на все проводники обмотки ротора, создают вращающий момент, увлекающий ротор вслед за полем.
Ротор двигателя вращается с асинхронной скоростью k меньшей, чем синхронная скорость вращения поля n. Разность скоростей вращения поля и ротора характеризуется скольжением S, часто выражаемым в процентах:
Наличие разности скоростей n и k принципиально необходимо (в двигателе),
так как только при этом создается электромагнитный вращающий момент. Если скольжение отсутствует, то магнитное поле не пересекает проводники ротора, в них не наводится ЭДС, не возникают токи, не создается электромагнитный вращающий момент.
Это достигают переключением двух фаз, т.е. двух из трех проводов, соединяющих обмотку статора с сетью.
Рис.3. Технологическая схема ремонта электрических машин.
2.3 Основные неисправности асинхронного двигателя с фазным ротором
Не развивает номинальную скорость вращения и гудит
Одностороннее притяжение ротора вследствие:
а) износа подшипников; б) перекоса подшипниковых щитов; в) изгиба вала
Плохо развивает скорость и гудит, ток во всех трех фазах различен и даже на холостом ходу превышает номинальный
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
1. Нарушено центрирование соединительных полумуфт или соосность валов
2. Неуравновешены 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
1. Витковое замыкание в обмотке статора
2. Загрязнение обмоток или вентиляционных каналов
1. Увлажнение или загрязнение обмоток
2. Старение изоляции
2.4 Осмотр, дефектация и подготовка электрической машины к ремонту
Электрическая машина, поступающая для ремонта, должна быть укомплектована всеми необходимыми деталями, очищена от грязи и пыли, шкив или полумуфта должны быть сняты. Нужно проверить состояние корпуса, крепящих деталей, фланцев, панелей зажимов, выводных концов, осмотреть подшипниковые щиты. Замерить величину воздушного зазора не менее чем в четырех точках с обеих сторон машины, а также величину осевого перемещения ротора, проверить целостность обмоток, замерить их омическое сопротивление и сопротивление изоляции.
Измерение сопротивления изоляции выполняют мегаомметром 1000-2500 В.
Измерение сопротивления обмоток или ее частей рекомендуется производить универсальным мостом сопротивлений или специальными щупами методом амперметр-вольтметр. Кроме того существуют специальные аппараты СМ-1, СМ-2 или ЕЛ-1, позволяющие определить витковые замыкания, обрывы в обмотках, нахождение паза с короткозамкнутым витком, правильность соединения обмоток, маркировку выводных концов и другие повреждения.
Если неисправности, выявленные при внешнем осмотре, не препятствуют включению машины под напряжение, ее запускают вхолостую. При этом контролируют вибрацию, нагрев отдельных частей, обращают внимание на уровень шума.
Температуру отдельных доступных мест электродвигателя определяют спиртовыми термометрами палочного типа, имеющими цилиндрическую форму и сравнительно небольшие размеры по высоте и оп диаметру (6-7мм). Резервуар термометра обертывают фольгой, чтобы можно было плотнее прижать к нагретой поверхности. Широко распространенный способ измерения температуры — термопара с индикатором температуры. Температура подшипника может быть выше нормы в результате повреждения его или отсутствия смазки.
Результаты осмотра, замеров и наблюдений заносят в протокол, журнал или ведомость дефектов (ремонтную ведомость), которые являются основными документами для ремонта.
2.5 Ремонт асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
При текущем ремонте электрических машин производятся следующие работы:
проверка степени нагрева корпуса и подшипников, равномерности воздушного зазора между статором и ротором, отсутствия ненормальных шумов в работе электродвигателя;
чистка и обдувка электродвигателя без его разборки, подтяжка контактных соединений у клеммных щитков и присоединений проводов;
смена и долив масла в подшипники.
При необходимости производят:
полную разборку электродвигателя с устранением повреждений отдельных мест обмотки без ее замены;
промывку узлов и деталей электродвигателя:
замену неисправных пазовых клиньев и изоляционных втулок, мойку, пропитку и сушку обмотки электродвигателя, покрытие обмотки покрывным лаком, проверку крепления вентилятора и его ремонт, проточку шеек ротора и ремонт беличьей клетки (в случае необходимости), смену фланцевых прокладок;
замену изношенных подшипников качения;
промывку подшипников скольжения и при необходимости их перезаливки, при необходимости их перезаливки, при необходимости заварку и проточку крышек электродвигателя, сборку и проверку работы электродвигателя на холостом ходу и под нагрузкой.
При капитальном ремонте производятся следующие работы: полная или частичная замена обмотки; правка, проточка шеек или замена вала ротора; балансировка ротора; замена вентилятора и фланцев; чистка, сборка и окраска электродвигателя и испытание его под нагрузкой.
2.6 Разборка электрической машины
Рис.4. Снятие кожуха вентилятора.
Разборку производят осторожно, избегая ударов молотком или больших усилий. Туго отвинчивающиеся болты или гайки предварительно смачивают керосином и оставляют на несколько часов, чтобы они легче отвинчивались.
Рис.5. Снятие вентилятора.
На основные узлы и детали навешивают бирки, на которых указывают принадлежность их к данному двигателю. Мелкие детали складывают в ящики. Болты, гайки и шпильки после разборки ввертывают на место во избежание их потери.
Рис.6. Снятие крышек подшипников и подшипниковых щитов.
Отвинчивают болты крепления фланцев подшипников, снимают фланцы, ослабляют крепления. Отвинчивают болты, крепящие подшипниковый щит к корпусу. Не снимая щит, наносят на него и корпус метки, по которым при сборке машины щит устанавливают на свое место. Легкими ударами молотка через деревянную прокладку по выступающим частям щита отделяют его от корпуса. Чтобы предохранить ротор
И статор от повреждения при ремонте тяжелых двигателей, до отделения подшипниковых щитов от корпуса ротор подвешивают при помощи подъемного приспособления. Отделив подшипниковый щит от корпуса, передвигают его вдоль вала машины. Чтобы не повредить железо и изоляцию обмоток при снятии щита, предварительно в воздушный зазор между ротором и статором кладут лист плотного картона, на который и ляжет ротор, когда щит будет снят.
Рис.7. Извлечение ротора из статора.
В небольших машинах после снятия обоих подшипниковых щитов ротор вынимают вручную. В крупных машинах ротор вынимают подъемными приспособлениями. При выемке ротора следят за тем, чтобы он двигался строго по оси машины.
Рис.8. Снятие подшипников.
Шарико- и роликоподшипники снимают с вала съемником. Захваты съемника накладывают на внутреннее кольцо подшипника. В трудных случаях подшипники до съема прогревают, поливая их горячим маслом температурой не более 100° С.
Втулки или вкладыши подшипников скольжения выбивают или выпрессовывают из подшипниковых щитов. В первом случае слегка ударяют молотком по деревянной выколотке, которую прикладывают к торцевой стороне втулки. При этом щит помещают на деревянную подставку, имеющую отверстие, диаметр которого должен быть больше наружного диаметра выбиваемой втулки. Во втором случае пользуются несложным приспособлением, при помощи которого втулку можно выпрессовать и опять запрессовать.
2.7 Технология ремонта узлов и деталей электрических машин
Ремонт сердечников. Сердечники (активная сталь) одновременно служат магнитопроводом и остовом для размещения и укрепления обмотки. При ремонте и замене обмотки необходимо проверить сердечники и устранить обнаруженные дефекты. Основные неисправности сердечников статора и ротора, их причины, а также способы устранения приведены в таблице:
Выпадение вентиляционных распорок.
Ослабление стяжных болтов.
Отлом и выпадение отдельных зубцов
Забить и укрепить клинья
Слабые крайние листы или нажимные шайбы
Подпрессовка. Усиление крайних листов
Заусенцы. Зашлифованные места. Механические повреждения поверхности сердечников
Порча изоляции стяжных болтов
Пробой изоляции обмотки на сталь
Неправильная сборка или монтаж машины. Механические повреждения
Расчистка. Перешихтовка. Правка
2.8 Ремонт деталей механической части
Ремонт вала. Формы валов электрических машин с указанием посадок и шероховатостей показаны на рис.9:
Вал может иметь следующие повреждения: изгиб, трещины, задиры и царапины шеек, общую выработку, конусность и овальность шеек, развал шпоночных канавок, забоины и расклепывание торцов, смятие и износ резьбы на концах вала, потерю напряженности посадки на валу сердечника и в редких случаях поломку вала.
Ремонт валов является ответственной работой и имеет специфические особенности, так как ремонтируемый вал очень сложно отделить от сопряженного с ним сердечника. Допустимая норма на обточку шеек вала составляет 5 — 6% от его диаметра; допустимая конусность 0,0003, овальность 0,002 от диаметра. Валы, имеющие трещины глубиной более 10-15% размера диаметра при длине более 10% длине вала или периметра, подлежат замене. Общее количество вмятин и углублений не должно превышать 10% посадочной поверхности под шкив или муфту и 4% под подшипник.
Ремонт станин и подшипниковых щитов. Основные повреждения станин и подшипниковых щитов: поломка лап крепления станины; повреждение резьбы в отверстиях станины; трещины и коробление подшипниковых щитов; износ посадочной поверхности отверстия щита под посадку подшипника.
Ремонт станины и подшипниковых щитов заключается в заварке трещин, приварке отбитых лап, восстановлении изношенных посадочных мест, разрушенной резьбы в отверстиях и удалении оставшихся оторванных.
Рис.10. Заливка вкладыша центробежным способом
Частота вращения патрона при заливке подшипников баббитом центробежным способом:
Внутренний диаметр подшипника, мм
Частота вращения патрона, об/мин
Внутренний диаметр подшипника, мм
Частота вращения патрона, об/мин
Основные требования к установке подшипников скольжения:
рабочие части вкладышей подшипников должны быть пригнаны (шабрением по шейкам в средней их части по дуге от 60 до 120°);
норма поверхности соприкосновения (при проверке на краску) шейки вала и нижнего вкладыша — два пятна на 1 см 2 поверхности на дуге 60-90°; наличие плотных поясов по концам шейки вала и верхнего вкладыша — одно пятно на 1см 2 .
Повреждения и замена подшипников качения. Основным повреждением подшипников качения является износ рабочих поверхностей: обоймы, сепаратора, кольца, шариков или роликов, а также наличие глубоких рисок и царапин, следов коррозии, появления цветов побежалости. Ремонт подшипников качения в ЭлРЦ не производят, а заменяют новыми. У электромашин средней мощности срок службы подшипников качения составляет 2 — 5 лет в зависимости от размера двигателя и режима его работы. Допустимые радиальные зазоры в подшипниках качения электрических машин:
Основные требования к установке подшипников качения:
внутренние кольца подшипников должны быть насажены на вал плотно;
наружные кольца подшипников должны быть вставлены в расточки подшипниковых щитов свободно с зазором 0,05 — 0,1 мм по диаметру;
Внутренний диаметр подшипника, мм
Осевая игра в однорядных шарикоподшипниках, мм, для серии
Радиальный зазор, мм
в новых однорядных шарикопод-шипниках
в новых роликопод-шипниках
Наибольший допустимый при износе подшипников
осевой зазор (величина осевого перемещения одной обоймы относительно другой) не должен превышать 0,3 мм.
Ремонт уплотнений. Попадание смазки из подшипников внутрь электрических машин происходит из-за конструктивных недостатков, неправильного монтажа уплотнений и неправильного применения смазки. Кольцо с зубчиками, насаженное на вал дополнительно к обычному сальниковому уплотнению, не допускает попадания смазки внутрь машины. Для установки такого кольца необходимо укоротить вкладыш подшипника кольцевой смазки.
Для устранения сильной утечки смазки внутрь машины на вал насаживают маслоотражательное кольцо с наклонными отражателями для отбрасывания масла в подшипник. При сильной осевой вентиляции следует устанавливать дополнительные уплотнения лабиринтного типа. Ремонт уплотняющих устройств заключается в замене шпилек с поврежденной резьбой, сверлении и нарезке резьбы в новых отверстиях уплотняющих колец.
Балансировка роторов. Для обеспечения работы электрической машины вибраций после ремонта ротор в сборе со всеми вращающимися частями (вентилятором, кольцами муфтой, шкивом и т.п.) подвергают балансировке.
Различают статическую и динамическую балансировку. Первую рекомендуют для машин с частотой вращения до 1000 об/мин и коротким ротором, вторую дополнительно к первой — для машин с частотой вращения более 1000 об/мин и для специальных машин с удлиненным ротором. Статическую балансировку производят на двух призматических линейках, точно выверенных по горизонтали. Хорошо сбалансированный ротор остается неподвижным, находясь в любом положении относительно своей горизонтальной оси. Балансировку ротора проверяют для 6 — 8 положений ротора, поворачивая его вокруг оси на угол 45-60°. Балансировочные грузы закрепляют сваркой или винтами. Свинцовые грузы забивают в специальные канавки, имеющие форму ласточкина хвоста.
При динамической балансировке место расположения определяют по величине биения (вибрации) при вращении ротора.
Динамическую балансировку производят на специальном балансировочном станке. Установленный для проверки вращающийся ротор при неуравновешенности начинает вместе с подшипниками вибрировать.
Рис.11. Станок для динамической балансировки роторов:
1 — стойка; 2 — балансируемый ротор; 3 — индикатор стрелочный; 4 — муфта; 5 — привод
Чтобы определить место неуравновешенности, один из подшипников закрепляют неподвижно, тогда второй при вращении продолжает вибрировать. К ротору подводят острие цветного карандаша или оставляют на нем метку. При вращении ротора в обратном направлении стой же скоростью тем же способом наносят вторую метку. По среднему положению между двумя полученными метками определяют место наибольшей неуравновешенности ротора.
В диаметрально противоположной по отношению к месту наибольшей неуравновешенности точке закрепляют балансировочный груз или высверливают отверстие в точке наибольшей неуравновешенности. После этого аналогичным способом определяют неуравновешенность второй стороны ротора.
Сбалансированную машину устанавливают на гладкую горизонтальную плиту. При удовлетворительной балансировке машина, работающая с номинальной частотой вращения, не должна иметь качаний и перемещений по плите. Проверку производят на холостом ходу в режиме двигателя.
Ремонт обмоток. Перед ремонтом обмоток необходимо точно определить характер неисправности. Часто направляются в ремонт исправные электродвигатели, ненормально работающие в результате повреждения питающей сети, приводного механизма или неправильной маркировки выводов.
Технологический процесс полной перемотки статора асинхронного электродвигателя.
Демонтаж обмотки статора
Освобождают от крепления лобовые части катушек и соединительные провода после отжига статора; разрезают соединения между катушками и фазами; осаживают клинья вниз и выбивают их из пазов статора; удаляют обмотку из пазов; очищают пазы, продувают и протирают
Приспособления для демонтажа статорных обмоток и очистки пазов
Заготовка изоляции и гильзовка пазов статора электродвигателя
Устанавливают статор на кантователь, замеряют длину и ширину паза; изготавливают шаблон, нарезают гильзы из прессшпана, пояски и другой изоляционный материал; устанавливают гильзы и укладывают пояски
Намотка катушек статора на намоточном станке
Распаковывают бухту, измеряют провода, устанавливают бухту на вертушку; закрепляют провода в поводке; определяют размер витка катушки. Устанавливают шаблон; наматывают катушечную группу, отрезают провод, перевязывают намотанную катушку в двух местах и снимают ее с шаблона.
Микрометр, универсальный шаблон, намоточный станок
Укладка катушек в статор
Укладывают катушки в пазы статора. Устанавливают прокладки между катушками в пазах и в лобовых частях.
Уплотняют провода в пазах и оправляют лобовые части; закрепляют катушки в пазах клиньями, изолируют концы катушек лакотканью и киперной лентой.
Инструмент обмотчика, баночка с клеем
Сборка схемы обмотки статора
Зачищают концы катушек и соединяют их по схеме; сваривают электросваркой (паяют) места соединений, заготавливают и присоединяют выводные концы; изолируют места соединений; бандажируют схему соединения и выправляют лобовые вылеты; проверяют правильность соединения и изоляцию
Напильник, нож, плоскогубцы, молоток. Электродуговой паяльник, мегомметр, контрольная лампа.
Сушка и пропитка обмотки статора лаком
Загружают статор в сушильную камеру при помощи подъемного механизма; выгружают из камеры после просушки обмотки; пропитывают обмотку статора в ванне, дают стечь после пропитки, снова загружают в камеру; сушат; вынимают из камеры и удаляют подтеки лака с активной части магнитопровода растворителем
Покрытие лобовых частей обмотки электроэмалью
Покрывают лобовые части обмотки статора электроэмалью
Кисть или пульверизатор
Рис.12. Укладка в пазы катушек всыпной обмотки
2.9 Объем и нормы испытаний электродвигателя
При ремонтных работах большое внимание уделяют контролю и испытаниям машины и ее отдельных частей как в процессе ремонта, так и при выпуске отремонтированной машины. Различают предремонтные испытания отдельных частей машины в процессе ремонта и испытания машины (выпускные испытания).
В процессе ремонта осуществляют пооперационный контроль, т.е. контроль качества выполняемых работ после каждой операции. При этом убеждаются в отсутствии витковых замыканий после ремонта или после изготовления новой обмотки до пайки схемы в отсутствии обрывов провода уложенных секций и катушек. В процессе ремонта проверяют сопротивление изоляции обмоток между собой и на корпус, расстояния в местах пересечения лобовых частей катушек и секций, вылет лобовых частей обмотки, сечения и маркировку выводных концов.
Перед пропиткой обмотки изоляцию между фазами и на корпус испытывают на электрическую прочность. При этом испытательное напряжение принимают несколько большим, чем при выпускных испытаниях.
Двигатели мощностью до 100 кВт и напряжением до 1000 В подвергают в соответствии с «Нормами испытания электрооборудования» только некоторым электрическим испытаниям.
1. Проверка сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между собой. Эту проверку производят при номинальном напряжением для машин до 1000 В мегаомметром на напряжение 1000 или 2500 В.
2. Измерение сопротивления обмоток постоянному току. Отклонения измеренного сопротивления от расчетного свидетельствуют об обрывах проводов в местах пайки, металлических замыканиях между витками, ошибках при подборе диаметра провода при намотке обмоток и других неисправностях.
3. Испытание изоляции повышенным напряжением (электрической прочности). Эти испытания производят переменным током промышленной частоты путем приложения к изоляции обмоток в течение 1 мин повышенного напряжения. Величина напряжения для обмоток статора равно 0,75 Ч (1000 + Vном) В, но не ниже 1100 В, где Vном — номинальное напряжение машины. Испытания производят мегаомметром.
4. Опыт холостого хода. Эта проверка позволяет установить существенные неполадки, например: повышенный против нормы ток холостого хода указывает на увеличенный зазор между статором и ротором или малое число витков в обмотке статора; повышенные потери мощности при холостом ходе — на междувитковое трение в подшипниках.
Результат испытаний заносят в протокол. Объем и норму испытаний принимают в каждом отдельном случае согласно нормам или ведомственным инструкциям.
Испытания, как правило, проводят в специально оборудованной лаборатории на стендах. Часть испытаний может быть осуществлена на рабочем месте ремонтника с обязательным соблюдением правил безопасности труда.
3. Охрана труда при выполнении работ, связанных с ремонтом электродвигателя
1. Ремонтные работы без разборки электродвигателя. Выводы обмоток и кабельные воронки у электродвигателей закрывают ограждениями, для снятия которых необходимо отвертывание гаек или вывинчивание винтов. Снимать эти ограждения во время работы электродвигателя запрещается. Вращающиеся части электродвигателей — шкивы, муфты, вентиляторы — должны быть ограждены.
Операции по отключению и включению электродвигателей напряжением выше 1000 В пусковой аппаратурой с приводами ручного управления должны производиться с применением диэлектрических перчаток и изолирующего основания. Дистанционное включение и отключение выключателей электродвигателей выполняют дежурные.
Работающие должны остерегаться захвата одежды или обтирочного материала вращающимися частями двигателя.
Запрещается касаться руками одновременно токоведущих частей и заземленных частей машины. Для этого используют инструмент с изолированными ручками. У работающего двухскоростного электродвигателя неиспользуемая обмотка и питающий кабель должны рассматриваться как находящаяся под напряжением.
При ремонтных работах без разборки деталей механизма, приводимого в движение электродвигателем, последний должен быть остановлен, а на ключе управления или приводе выключателя вывешен плакат «Не включать — работают люди». Если при работах на электродвигателе или механизме, приводимым в движение, ремонтный персонал может иметь соприкосновение с их вращающимися частями, то кроме выключателя отключается также разъединитель, на привод которого вывешивается плакат «Не включать — работают люди», а если электродвигатель питается от ячейки КРУ, тележка с выключателем должна быть выкачена в испытательное положение. В журнале должна быть сделана запись о том, для каких работ, какого цеха и по чьему требованию остановлен электродвигатель.
2. Пропитка и сушка обмоток. Пропиточную камеру оборудуют в соответствии с требованиями техники безопасности для пожароопасных помещений. Вентиляционное устройство камеры должно обеспечивать удаление газов и паров, выделяющихся в процессе пропитки и сушки обмоток. В пропиточных камерах запрещается хранить огнеопасные материалы, зажигать огонь и курить, о чем должны оповещать соответствующие предупредительные плакаты.
При осмотрах сушильной камеры, аппаратов пропитки под давлением, вакуумной сушки и других работах применяют ручные переносные лампы на напряжение 12 В. Понижающий трансформатор для питания ламп помещают вне камеры. В камере должен находиться полный комплект пожарных приспособлений (сухие огнетушители, ящики с песком, совки или лопаты, крючья и багор). Обслуживающий персонал должен быть обеспечен брезентовыми фартуками.
3. Такелажные работы. Такелажные работы производят только с исправными и проверенными подъемными и транспортными приспособления. Нельзя пользоваться подъемными и транспортными механизмами меньшей грузоподъемности, чем это требуется. К выполнению такелажных, а также транспортных работ нельзя допускать неквалифицированный и необученный персонал.
При работе с подъемно-транспортными механизмами (кранами, кран-балками, электроталями и др.) необходимо следить, чтобы груз не переносили над людьми, оповещать сигналом о движении груза, не оставлять груз висящим на крюке дольше, чем это необходимо для выполнения операции.
При поднятии груза за рымы последние следует предварительно тщательно осматривать. В местах, где канат касается острых углов или выступов машины, необходимо прокладывать подкладки из мягкого материала.
4. Испытания электрической прочности изоляции. При всех операциях должно присутствовать не менее двух человек.
Для высоковольтных испытаний необходимо иметь специальное помещение (камеру) или участок цеха, ограниченный постоянным сетчатым ограждением с запирающимися дверями. На участок высоковольтных испытаний допускают лишь лиц, имеющих на это специальное разрешение. Пол должен быть покрыт электроизоляционным материалом или резиновыми ковриками (дорожками). Все испытания нужно проводить только в резиновых перчатках и галошах. На распределительном щите необходимо иметь автоматическую защиту и сигнальные приборы, оповещающие о нахождении установки под напряжением. Такой же световой сигнал (красный) должен быть установлен над дверью камеры.
При испытании электрической прочности изоляции в цеху с переносной высоковольтной установкой необходимо строго соблюдать все требования техники безопасности в отношении высоковольтных установок, а именно: ограждать места испытаний; дежурить около места работ (чтобы не допускать к месту испытания посторонних лиц); вывешивать предупредительные знаки; проводить испытания могут только специально допущенные к работе с высоковольтными установками лица в количестве не менее двух человек; применять основные защитные средства — резиновые перчатки, галоши, коврики или дорожки.
4. Список использованной литературы
1. Ю.Д. Сибикин, «Эксплуатация и ремонт электрооборудования и сетей машиностроительных предприятий». Москва. «Машиностроение» — 1981г.
2. В.В. Вернер, Г.Л. Вартанов «Электромонтер-ремонтник». Москва. Высшая школа — 1982г.
3. Ю.Д. Сибикин «Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий» Москва. «Академия» — 2009г.
4. М.К. Бечева, И.Д. Златенов, П.Н. Новиков, Е.В. Шапкин «Электротехника и электроника». Москва. «Высшая школа» — 1991 г.
5. А.С. Кокорев «Контроллер сборки электрических машин, аппаратов и приборов». Москва. «Высшая школа» — 1986 г.
Подобные документы
Паспортные данные устройства трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Определение рабочих характеристик двигателя: мощность, потребляемая двигателем; мощность генератора; скольжение; КПД и коэффициент мощности двигателя.
лабораторная работа [66,3 K], добавлен 22.11.2010
Электромагнитный, тепловой и вентиляционный расчет шестиполюсного трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором полезной мощности 45 кВт на напряжение сети 380/660 В. Механический расчет вала и подшипников. Элементы конструкции двигателя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.09.2012
Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Конструкция асинхронного двигателя с фазным ротором. Снижение тока холостого хода. Магнитопровод и обмотки. Направление электромагнитных сил. Генераторный режим работы.
презентация [1,5 M], добавлен 09.11.2013
Разработка проекта трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по заданным данным. Электромагнитный и тепловой расчет. Выбор линейных нагрузок. Обмоточные параметры статора и ротора. Параметры рабочего режима, пусковые характеристики.
курсовая работа [609,5 K], добавлен 12.05.2014
Асинхронный двигатель: сущность и принцип действия. Электромагнитный, тепловой, вентиляционный и механический расчет двигателя. Увеличение срока службы токопроводящих щеток фазного ротора. Технология изготовления статорной обмотки асинхронного двигателя.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 20.08.2012
Данные двигателя постоянного тока серии 4А100L4УЗ. Выбор главных размеров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора, конфигурация его пазов. Выбор воздушного зазора. Расчет ротора и магнитной цепи.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.09.2012
Выбор главных размеров статора, ротора и короткозамыкающего кольца. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с закрытыми пазами. Масса двигателя и динамический момент инерции ротора. Вентиляционный расчет двигателя с радиальной вентиляцией.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.10.2012
Режим электромагнитного тормоза асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (противовключение): механические характеристики режима динамического торможения, принципа действия схемы торможения АД : порядок ее работы и назначение органов управления.
лабораторная работа [200,4 K], добавлен 01.12.2011
Расчет параметров обмотки статора и ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет механической характеристики асинхронного двигателя в двигательном режиме по приближенной формуле М. Клосса и в режиме динамического торможения.
курсовая работа [827,2 K], добавлен 23.11.2010
Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Рабочие характеристики и свойства двигателя, его применение для преобразования электрической энергии трехфазного переменного тока в механическую энергию.
лабораторная работа [117,9 K], добавлен 22.02.2013
Источник
