Пайка и сварка обмоток электрических машин реферат

Обновлено: 05.07.2024

Основные типы проводов с эмалевой изоляцией, применяемые для изготовления обмоток различных электродвигателей и электрических аппаратов, - поливинилацеталевые провода ПЭВ и провода повышенной нагревостойкости ПЭТВ на полиэфирных лаках. Достоинство этих проводов заключается в небольшой толщине их изоляции, что позволяет увеличить заполнение пазов электродвигателя. Для обмоток асинхронных двигателей мощностью до 100 кВт в основном применяют провода ПЭТВ.

Токоведущие части также должны быть изолированы от других металлических деталей электродвиагателя. Прежде всего необходима надежная изоляция проводов, уложенных в пазах статора и ротора. Для этой цели используют лакоткани и стеклоткани, представляющие собой ткани на основе хлопчатобумажных, шелковых, капроновых и стеклянных волокон, пропитанных лаком. Пропитка повышает механическую прочность и улучшает изоляционные свойства лакотканей.

В период эксплуатации изоляция подвергается воздействию различных факторов, влияющих на ее характеристики. Главными из них следует считать нагрев, увлажнение, механические усилия и химически активные вещества в окружающей среде. Рассмотрим влияние каждого из этих факторов.

Обмоточные провода. Обмоточные провода изготовляют из меди и алюминия с волокнистой, эмаль волокнистой и эмалевой изоляцией.

Для изготовления машин с изоляцией нагревостойкости класса А ранее применялись провода:

с двойной хлопчатобумажной оплеткой марки ПБД;

одной хлопчатобумажной и другой лавсановой (к проводнику) оплетками марки ПЛБД;

с эмаль волокнистым покрытием марки ПЭЛБО.

В настоящее время они почти полностью заменены проводами с эмалевой изоляцией марки ПЭВ-2 (винифлексовая изоляция).

Провода с эмалевой изоляцией имеют меньшую толщину изоляционного покрытия, чем провода с эмаль волокнистой и волокнистой изоляциями. Они имеют также скользкую гладкую поверхность, облегчающую укладку проводов в пазы сердечников.

Для машин других классов нагревостойкости изоляции больше применяют провода:

для классов Е и В - эмаль провода марки ПЭТВ (покрытые полиэтилентерефталатными лаками ПЭ - 939 и ПЭ - 943), провода со стекловолокнистой изоляцией марок ПСД с нормальной толщиной изоляции (0,23 - 0,33 мм) и марки ПСДТ с тонкой изоляцией (толщиной 0,18 - 0,23 мм);

для класса F - провод с полиэфирполимидным покрытием марки ПЭТ - 155, а также провода марок ПСД и ПСДТ;

для класса Н — провода марок ПСДК и ПСДКТ, имеющие стекло волокнистую изоляцию, подклеенную кремнийорганическими лаками К - 44 или К - 47.

Изоляционные материалы. В качестве основных изоляционных материалов применяются электрокартон, лакоткани и стеклоткани, пленки из синтетических материалов, стеклоленты, асбестовые материалы и материалы на основе слюды (гибкий, формовочный и прокладочный миканиты, микаленты и стекломикаленты, различные слюдинитовые и слюдопластовые материалы).

Лакоткани и стеклолакоткани применяются в качестве основной изоляции обмоток нагревостойкости класса А, а в сочетании с электрокартоном - в качестве пазовой изоляции.

В электрических машинах с изоляцией класса Е для изолирования пазов сердечников широко применяется синтетическая пленка типа лавсан толщиной 0,05 мм, обладающая высокими электроизоляционными свойствами и высокой механической прочностью.

Пазовые гильзы изготовляют из лавсановой пленки в сочетании с электрокартоном, толщина которого 0,2 мм.

Для более высоких классов нагревостойкости в электрических машинах в качестве изоляции применяют миканитовые, слюдинитовые и стекло волокнистые материалы.

Материалы для изолирования обмоток и пазов сердечников применяются в виде лент и простынок.

Пропиточные материалы. Для пропитки обмоток применяют лаки: маслянобитумные марок 458 и 447; масляноглифталевые марок ГФ - 95, МГМ - 8, МЛ - 82; термореактивные марок АФ -17 и ФЛ - 98; водоэмульсионные марок 321Т и ПФЛ - 86; кремнийорганические марок К-47 и К-47К и лаки без растворителей типа КП.

Кроме лаков, для пропитки катушек возбуждения класса А и статорных обмоток высоковольтных электродвигателей используют термопластичные битумные компаунды, не содержащие растворителей и твердеющие при охлаждении.

Для пропитки обмоток некоторых машин специального назначения применяют термореактивные полиэфирные компаунды марок КМГС - 1, КМГС - 2 и МБК.

Применение того или иного лака или компаунда определяется классом нагревостойкости изоляции, назначением и условиями работы электрической машины.

Так, лаком 458 пропитывают обмотки с изоляцией класса А, лаком 447 — классов А и В.

Водоэмульсионные лаки применяются для пропитки обмоток с изоляцией классов А, Е и В.

Маслянобитумные, масляноглифталевые, термореактивные и кремнийорганические лаки разбавляют органическими растворителями (ксилол, толуол, уайт-спирит). Растворителем водоэмульсионных лаков (типа 321Т и ПФЛ - 88) служит обыкновенная вода с добавлением эмульгатора ОП - 10 и аммиака.

Для удаления растворителей после пропитки подвергают обмотки длительной печной сушке. Длителен и процесс компаундирования асфальтобитумными компаундами, которые применяются для пропитки обмоток с изоляцией класса А - полюсных катушек и катушек статоров высоковольтных электрических машин.

Наиболее технологичными являются лаки без растворителей типа КП ( КП - 10; КП - 18; КП - 23; КП - 24), которые обладают способностью быстрого отвердевания в толстом слое.

Лаки типа КП, имеющие нагревостойкость класса В, обладают хорошей цементирующей способностью, но имеют серьезный недостаток — невысокую влагостойкость, что сужает область их применения. Лаки типа КП могут применяться только для электрических машин нормального исполнения.

Покрытие обмоток электромотора покровным лаком и эмалью защищает их от воздействия некоторых химических реагентов и от механических повреждений, а также способствует меньшему загрязнению.

Помимо высоких электроизоляционных качеств, лаки не должны размягчаться и быть эластичными при нагреве до температуры, соответствующей их классу нагрево-стойкости, не оказывать вредного воздействия на медь, сталь и изоляционные материалы, обладать достаточной адгезией не быть токсичными и обладать малой горючестью.

В зависимости от вида изоляции обмоточного провода, а также от исполнения машины выбирают марку лака и эмали, применяют тот или иной режим сушки и пропитки обмоток.

Назначение изоляции обмоточных проводов - предупреждение междувитковых замыканий. В асинхронных двигателях низкого напряжения междувитковое напряжение обычно составляет несколько вольт. Однако при включениях и выключениях возникают кратковременные импульсы напряжения, поэтому изоляция должна иметь большой запас электрической прочности. Появление ослабления в одной точке может вызвать электрический пробой и повреждение всей обмотки. Пробивное напряжение изоляции обмоточных. проводов должно составлять несколько сот вольт.

Обмоточные провода обычно изготавливают с волокнистой, эмальволокнистой и эмалевой изоляцией.

Волокнистые материалы на основе целлюлозы обладают значительной пористостью и высокой гигроскопичностью. Для повышения электрической прочности и влагостойкости волокнистую изоляцию пропитывают специальным лаком. Однако пропитка не предохраняет от увлажнения, а лишь снижает скорость поглощения влаги. Из-за этих недостатков провода с волокнистой и эмальволокнистой изоляцией в настоящее время почти не применяют для обмоток электрических машин.

СУШКА ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Общее время нахождения на воздухе пропитанных обмоток до загрузки их в сушильную печь не должно превышать 40 мин.

Сушку лобовых частей, покрытых эмалью СВД, производят при температуре 60 -70 °С в течение 3 час, затем при температуре 20 °С до прекращения отлипа.

Лакировку лобовых частей обмоток статора производят пульверизатором с последующей сушкой. Наносить эмаль на обмотки при температуре последних 50. 70С.

Качество сушки контролируют по величине сопротивления изоляции после окончательной пропитки и сушки. Величину сопротивления изоляции обмоток статоров после окончательной пропитки и сушки измеряют мегомметром на 500 В по истечении не более 10 мин после выгрузки статоров из печи. Величина сопротивления изоляции при этом должна быть не менее 1 МОм. В случае меньших значений величины сопротивления изоляции производят повторное измерение с замером температуры обмоток, которая должна быть не менее 100 °С.

Обмотки статоров, не удовлетворяющие указанной величине сопротивления изоляции, должны подвергаться дополнительной сушке до получения требуемой величины сопротивления изоляции.

Как нагрев влияет на свойства изоляции электродвигателей

Протекание тока по проводнику сопровождается выделением тепла, которое нагревает электрическую машину. Другие источники тепла - потери в стали статора и ротора, вызываемые действием переменного магнитного поля, а также механические потери на трение в подшипниках.

В целом около 10 - 15% всей потребляемой из сети электрической энергии так или иначе преобразуется в тепло, создавая превышение температуры обмоток двигателя над окружающей средой. При увеличении нагрузки на валу электродвигателя ток в обмотках возрастает. Известно, что количество тепла, выделяемого в проводниках, пропорционально квадрату тока, поэтому перегрузка двигателя приводит к росту температуры обмоток. Как это действует на изоляцию?

Перегрев изменяет структуру изоляции и резко ухудшает ее свойства. Этот процесс называется старением. Изоляция становится хрупкой, ее электрическая прочность резко понижается. На поверхности возникают микротрещины, в которые проникает влага и грязь. В дальнейшем происходит пробой и выгорание части обмоток. При увеличении температуры обмоток срок службы изоляции резко снижается.

Как влага влияет на свойства изоляции электродвигателей

Другим фактором, от которого существенно зависит срок службы изоляции, является действие влаги. При повышенной влажности воздуха на поверхности изоляционного материала образуется пленка влаги. Поверхностное сопротивление изоляции при этом резко понижается. Образованию пленки воды в большой мере способствуют местные загрязнения. Через трещины и поры влага проникает внутрь изоляции, снижая ее электрическое сопротивление.

Провода с волокнистой изоляцией, как правило, невлагостойки. Их стойкость к действию влаги повышается путем пропитки лаками. Эмальволокнистая и эмалевая изоляции более стойки к действию влаги.

Следует отметить, что скорость увлажнения существенно зависит от температуры окружающей среды. При одинаковой относительной влажности, но при более высокой температуре изоляция увлажняется в несколько раз быстрее.

Как мехнические усилия влияют на свойства изоляции электродвигателей

Механические усилия в обмотках возникают при неодинаковых тепловых расширениях отдельных частей машины, вибрации корпуса, при пусках двигателя. Обычно магнитопровод нагревается меньше, чем медь обмотки, их коэффициенты расширения различны. В результате медь при рабочем токе удлиняется больше на десятые доли миллиметра, чем сталь. Это создает механические усилия внутри паза машины и перемещение проводов, что вызывает истирание изоляции и образование дополнительных зазоров, в которые проникает влага и пыль. Пусковые токи, в 6 - 7 раз превышающие номинальные, создают электродинамические усилия, пропорциональные квадрату тока. Эти усилия действуют на обмотку, вызывая деформацию и смещение отдельных ее частей. Вибрация корпуса также вызывает механические усилия, снижающие прочность изоляции.

Стендовые испытания двигателей показали, что при повышенных виброускорениях дефектность изоляции обмоток может повыситься в 2,5 - 3 раза. Вибрация также может быть причиной ускоренного износа подшипников. Колебания двигателя могут возникать из-за несоосности валов, неравномерности нагрузки -, неодинаковости воздушного зазора между статором и ротором и несимметрии напряжений.

Влияние пыли и химически активных сред на свойства изоляции электродвигателей

Износу изоляции также способствует пыль, содержащаяся в воздухе. Твердые частицы пыли разрушают поверхность и, оседая, загрязняют ее, чем также снижают электрическую прочность. В воздухе производственных помещений присутствуют примеси химически активных веществ (углекислый газ, сероводород, аммиак и др.). В химически агрессивных средах изоляция быстро теряет свои изоляционные свойства и разрушается. Оба этих фактора, дополняя друг друга, сильно ускоряют процесс разрушения изоляции. Для повышения химостойкости обмоток электродвигателей применяют специальные пропиточные лаки.

Комплексное воздействие всех факторов на обмотки электродвигателей

Обмотка двигателя часто испытывает на себе одновременное действие нагрева, увлажнения, химических компонентов и механического воздействия. В зависимости от характера нагрузки двигателя, условий окружающей среды и длительности работы действие этих факторов может быть различным. В машинах, работающих с переменной нагрузкой, преобладающее действие может оказать нагрев. В электроустановках, работающих в животноводческих помещениях, наиболее опасным для двигателя оказывается действие повышенной влажности в сочетании с парами аммиака.

Можно представить возможность конструирования такого двигателя, который мог бы противостоять всем этим неблагоприятным факторам. Однако такой двигатель, по-видимому, был бы слишком дорогим, так как потребовалось бы усиление изоляции, значительное улучшение ее качества и создание большого запаса прочности.

Поступают иначе. Для обеспечения надежной работы двигателя применяют систему мероприятий, обеспечивающих нормативный срок службы. Прежде всего за счет применения более качественных материалов улучшают технические характеристики двигателя и его способность противостоять действию разрушающих изоляцию факторов. Совершенствуют средства защиты двигателей. И, наконец, обеспечивают техническое обслуживание для своевременного устранения неисправностей, которые в дальнейшем могут привести к авариям.

Похожие страницы:

Характеристика испытаний электрических машин и трансформаторов

. электрических машин после ремонта 8 6.1 Нормы испытаний электрических машин после ремонта (по ПЭЭП) 9 6.1.1 Всыпные обмотки статора 9 6.1.2 Обмотки . без изготовления электрической машины. В процессе производства электрической машины предусмотрен ряд .

Электрические машины (3)

. или комплекта, и необходима для изготовления, комплектования конструкторских документов и планирования запуска . Чертежи изделий с электрическими обмотками и магнитопроводами На чертежах якорей, статоров и индукторов электрических машин в продольном разрезе .

Электрические машины и охрана труда

Электрические машины малой мощности

. электрические машины. В асинхронной машине поле создается в обмотке статора и взаимодействует с током, наводимым в обмотке ротора. Среди асинхронных машин . надежностью, обеспечивающейся специальной технологией изготовления и системой контроля качества. .

Электрические машины и трансформаторы

. нейтрала, а их обмотку включают последовательно с обмоткой якоря, чем . коммутации применим лишь в нереверсируемых электрических машинах, работающих с неизменной нагрузкой. . дает возможность для изготовления автотрансформатора использовать магни-топровод .

ГЛАВА XVI
ПАЙКА И СВАРКА СОЕДИНЕНИЙ В ОБМОТКАХ
§ 16-1. Общие вопросы
При изготовлении электрических машин токоведущие части их соединяют при помощи пайки или сварки.
Пайка — это процесс соединения металлов при помощи легкоплавкого металла или сплава, называемого припоем.
Для пайки соединяемые поверхности деталей очищают от окислов, жировых и других загрязнений и нагревают до определенной температуры, при этом указанные поверхности остаются в твердом состоянии.
Между спаиваемыми поверхностями вводится расплавленный припой, который, смачивая их, прочно скрепляет соединяемые части после затвердевания и охлаждения.
Сваркой называется способ соединения металлов за счет местного расплавления соединяемых частей.
Расплавление металла производится за счет тепла электрической дуги (электросварка) или тепла, образующегося при горении газа (газовая сварка).
Соединения, получаемые методом сварки, неразъемные. Спаянные детали можно разъединить на составные части, если нагреть место спайки до температуры плавления припоя.
Процесс пайки — это наиболее распространенный способ соединения деталей в электромашиностроении.

Припои для пайки.

В зависимости от температуры плавления припои разделяются на мягкие и твердые.
К мягким припоям относятся олово и сплавы олова со свинцом; марка и состав припоев определяются по ГОСТ 1499—54. Согласно стандарту для пайки применяются припои ПОС-90, ПОС-61, ПОС-50, ПОС-40, ПОС-30, ПОС-18. В обозначении слово ПОС означает припой оловянно-свинцовый, а цифра указывает процент содержания олова. Все ПОСы имеют низкую точку кристаллизации (183°). Наиболее прочными и технологичными являются припои ПОС-61 и ПОС-50, а ПОС-90 обладает высокой коррозионной стойкостью.
Твердые припои имеют температуру плавления 600—850°. Наиболее употребляемыми из них являются сплавы на основе серебра (припои марок Пер) и медно-фосфористый припой марки ПМФ-7. содержащий 93% меди и 7% фосфора.
Припой ПМФ-7 применяется для пайки выводных концов всыпных и стержневых обмоток статоров и роторов.
Припои на основе серебра являются наиболее дорогими припоями и их применяют для пайки концов обмоток с петушками коллектора и лужения бандажей машин с рабочей температурой от 180° и выше (припой Пср-2,5).
Для пайки алюминиевых проводов и алюминия с медью тестированных припоев нет. Заводы электромашиностроения применяют припои различных марок на основе сплава алюминия, меди, цинка, кремния, олова и других металлов.

Флюсы.

Для хорошего смачивания расплавленным припоем, а следовательно, и получения качественной пайки сильно загрязненные поверхности зачищают до металлического блеска механически — напильником, шкуркой. Однако как бы ни были хорошо очищены спаиваемые поверхности, на них всегда имеется тонкая пленка окислов, которая препятствует смачиванию припоем.
Для удаления с поверхности спаиваемых деталей пленки окислов я их защиты от окисления в процессе пайки применяют различные флюсы в виде порошков, паст или растворов.
Различают флюсы для мягких и твердых припоев и в зависимости от спаиваемых металлов.
При пайке оловянно-свинцовыми припоями обмоток электрических машин применяют в качестве флюса канифоль. Она хорошо очищает поверхность и не вызывает коррозию спаянных поверхностей.
Канифоль употребляется в твердом виде или растворенная в бензине или этиловом спирте. Для пайки меди твердыми припоями применяется в качестве флюса бура в порошке.
При пайке серебряными припоями флюсом служит бура, а для серебряно-кадмиевого припоя Пср-2,5 — флюс состава: спирт — 66%; канифоль сосновая — 30%; цинк хлористый — 3%, аммоний хлористый — 1%.
Алюминиевые провода паяют с применением флюса в составе: хлористый калий — 54—56%, хлористый литий — 29—35%, фтористый натрий — 9—11%, хлористый цинк — 8—12%.

ПАЙКА, ИЗОЛИРОВКА И УВЯЗКА СХЕМЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.


При изготовлении обмотки электродвигателя токоведущие части соединяют при помощи пайки или сварки.
Пайка — это процесс соединения металлов при помощи легкоплавкого металла или сплава, называемого припоем.
Для пайки соединяемые поверхности деталей очищают от окислов, жировых и других загрязнений и нагревают до определенной температуры, при этом указанные поверхности остаются в твердом состоянии.
Между спаиваемыми поверхностями вводится расплавленный припой, который, смачивая их, прочно скрепляет соединяемые части после затвердевания и охлаждения.
Сваркой называется способ соединения металлов за счет местного расплавления соединяемых частей.
Расплавление металла производится за счет тепла электрической дуги (электросварка) или тепла, образующегося при горении газа (газовая сварка).
Соединения, получаемые методом сварки, неразъемные. Спаянные детали можно разъединить на составные части, если нагреть место спайки до температуры плавления припоя.
Процесс пайки - это наиболее распространенный способ соединения деталей в электромашиностроении.

После укладки всех сторон катушек в пазы сердечников необходимо произвести соединение концов отдельных катушечных групп в фазы согласно схемы, указанной в чертеже. Для этого выводные концы отдельных катушек расправляют и подравнивают по длине, размечают согласно схеме, а затем конец одной катушки скручивают с началом другой.
К началу и концам фаз согласно схеме присоединяют выводные кабели, после чего производят пайку или сварку скруток:

Концы катушек, подлежащие сварке, скручивают между собой. К ним подводят один из концов сварочного однофазного трансформатора, второй конец трансформатора соединяют с угольным электродом. При касании электродом торцов свариваемых проводов возникает электрическая дуга, которая оплавляет концы проводов, соединяя их в единое целое.
Для защиты глаз от вредного воздействия на них дуги сварку необходимо производить в защитных сварочных очках.
При сварке возникновение электрической дуги и оплавление концов проводов происходят за доли секунды. Любая передержка дуги может привести к пережогу металла. Соединение становится хрупким и при изгибе проводов в процессе сборки схемы рядом с местом сварки провода могут обломиться. Вот почему некоторые заводы предпочитают не сваривать, а паять межкатушечные соединения припоем ПМФ.

Соединения концов катушечных групп между собой и с выводными кабелями изолируют двумя слоями стеклолакоткани, собирают по торцу схемы в один жгут, который после бандажировки стеклолентой привязывают к лобовым частям обмотки.

Выводные кабели без перекрещивания выводят наружу (при укладке обмотки в пакет, находящийся в статоре) или располагают по торцу схемы (при укладке обмотки в отдельный пакет).
Для удержания на роторе в процессе вращения лобовых частей всыпных обмоток их привязывают стеклолентой к специальным металлическим кольцам, сидящим на валу ротора.

Работа содержит 1 файл

ИВАН.doc

Ремонт электрических машин

Электрическую и механическую части электромашин ремонтируют соответственно в обмоточном и механическом отделениях ремонтного предприятия.

Ремонт электрической части заключается в устранении замыканий обмоток на корпус и между фазами, замене общей изоляции и полной замене обмоток.

Общую изоляцию заменяют только при полной исправности проводниковой и междувитковой изоляции. Для снятия изоляции обмотку нагревают до температуры 60—70°С. После удаления общей изоляции катушку испытывают на отсутствие замыканий между витками. Новую изоляцию выполняют микалентой по всему контуру катушки. Каждый последующий виток ленты следует накладывать на половину предыдущего. Если необходимо полностью заменить обмотку, то ее вынимают из пазов и освобождают от изоляции. В зависимости от состояния полностью восстанавливают поврежденную обмотку с использованием старого провода или изготовляют новую по заводской документации.

Обмотки можно разделить по способу изготовления на шаблонные (наматываются до укладки в пазы на шаблоне), обмотки впротяжку и стержневые. Катушки шаблонных обмоток изготовляют при помощи специальных шаблонов на намоточных станках. Шаблонные обмотки бывают с мягкими катушками, которые наматывают из круглого провода, и жесткими формованными катушками — наматывают проводом прямоугольного сечения. Обмотку в протяжку выполняют вручную, протягивая в паз провода из бухты или мотка. Для изготовления стержневой обмотки используют обычно провода большого сечения (шины), которые вставляют в сердечник с торца. В случае отсутствия провода требуемого диаметра можно заменить его двумя проводами меньшего диаметра, соединенными параллельно (сумма сечений проводников должна быть равна расчетному сечению провода).

При сборке обмотки должны соблюдаться заводские размеры секций. Схема соединений катушек обмотки до и после ремонта должна быть одинаковой.

Медные провода соединяют между собой пайкой (при диаметрах до 1 мм) и электросваркой (при больших диаметрах). Для пайки используют как мягкие припои (например, ПОС-40, ПОС-61), так и твердые, медно-фосфорные. Нельзя паять с кислотой, так как ее остатки могут разрушить изоляцию и создать токопроводящие участки вследствие хорошей проводимости кислоты. Для повышения электрической и механической прочности, влагостойкости вновь изготовленные обмотки пропитывают.

Ремонт валов электродвигателей является одной из самых ответственных работ и имеет ряд особенностей. Среди них следует отметить, что ремонтируемый вал нельзя в большинстве случаев отделить от сопряженных с ним основных деталей (коллектор, сердечники и др.). Это в значительной степени усложняет ремонт. Дефекты у валов устраняют шлифованием или проточкой на токарном станке (при общей площади повреждений не более 15% общей посадочной площади), переточкой вала на меньший диаметр, наплавкой с последующей его обработкой, металлизацией с последующей обработкой. Гнезда под подшипники в подшипниковых щитах восстанавливают наплавкой или запрессовкой специальных втулок, которые затем растачивают под нужный размер. Небольшие трещины заваривают методом холодной сварки чугуна или скрепляют прошивкой. Этот способ ремонта состоит в том, что вдоль трещины по обе стороны ее в шахматном порядке вворачивают стальные шпильки, проходящие насквозь стенок щита. Концы шпилек с каждой стороны соединяют стальными электродами и заваривают. Подшипниковые щиты, имеющие трещины до места посадки подшипников, заменяют новыми. У электродвигателей постоянного тока и трехфазного тока с. фазным ротором одной из причин ненормальной работы является износ соответственно коллектора и контактных колец. Чаще всего у них повреждается рабочая поверхность. Небольшие подагры, шероховатости у контактных колец 'устраняют зачисткой и последующей полировкой при рабочей частоте вращения вала без демонтажа колец. При значительных повреждениях рабочей поверхности и при нарушении цилиндрической формы кольца снимают и протачивают. Толщина проточенного кольца должна составлять не менее 80% толщины нового.

Контактные кольца следует заменить, если из-за износа расстояние между рабочей поверхностью и отверстием токопровода достигнет предельной величины. Новые кольца изготовляют с внутренним диаметром, равным заводскому, только при условии, что будет выдержана необходимая толщина изоляции. Уменьшение толщины изоляции приводит к снижению ее электрической прочности, а увеличение — ослаблению напряженности посадки кольца.

В короткозамыкающем механизме обычно оказываются изношенными боковые ребра кольца, пружинные контакты и увеличен зазор между короткозамыкающим кольцом и валом. Если износ боковых ребер по толщине составляет 50%, то их восстанавливают металлизацией с последующей проточкой. Поврежденные пружинные контакты заменяют новыми, изготовленными из кремнистой бронзы или твердотянутой латуни.

Более сложные работы приходится выполнять при ремонте коллектора. Часто из-за неравномерного износа медных пластин и миканитовой изоляции, прокладываемой между ними, последняя выступает над поверхностью коллектора, что нарушает правильную работу щеток. В этом случае изоляцию фрезеруют (продороживают) на глубину около 1 мм от поверхности пластин. Эту операцию выполняют на специальном станке или приспособлении.

В случае нарушения формы коллектора из-за неравномерного износа его поверхности, коллектор протягивают с последующим продороживанием, шлифованием стеклянной шкуркой и полированием.

Скорость резания не должна превышать номинальную окружную скорость коллектора, а глубина резания — 0,1 — 0,2 мм. После ремонта биение поверхности коллектора должно составлять не более 0,03 мм. Все его нерабочие части покрывают электроизоляционной эмалью.

Методы обнаружения неисправностей

электрических машин.

Неисправности электрических машин определяют при предварительных испытаниях. Основными признаками, указывающими на то, что электродвигатель (генератор) неисправен и требует ремонта, являются:

изменение частоты вращения и вращающего момента у двигателя и изменение напряжения у генератора;

неустойчивость характеристик, т. е. недопустимые колебания скорости вращения или напряжения; общий или местный перегрев электромашины;

вибрация и сильный шум; искрение под щётками. К числу неисправностей, приводящих к указанным изменениям режима работы электромашины, относятся: обрыв обмоток, уменьшение сопротивления изоляции ниже допустимого, пробой изоляции на корпус между фазами и между витками (около 80% всех видов неисправностей); изменение воздушного зазора между ротором и статором, повреждение стали сердечников, ослабление или разрыв бандажей; увеличение тока холостого хода;

распайка соединений проводников;

механические повреждения — износ подшипников, шеек валов, изгиб и скручивание валов, трещины в подшипниковых щитах.

Применяют следующие способы обнаружения неисправностей.

В случае подключения к концам исправных фаз прибор будет показывать приблизительно равные по величине сопротивления, а при подсоединении к неисправной обмотке — сумму сопротивлений, полученных в двух предыдущих измерениях.

При соединении обмоток звездой один зажим прибора подключают к нулевой точке, а другой — по очереди к концам фаз. Если подсоединить прибор к нулевой точке невозможно, то фазу, имеющую обрыв, определяют, касаясь концами прибора попарно всех выводов обмотки.

Уменьшение сопротивления изоляции и ее пробой происходят из-за потери изоляцией обмоток и проводов своих свойств или при ее механическом повреждении. Изоляционные свойства ма­териала теряются при чрезмерном его увлажнении, попадании на него токопроводящей пыли (металлической, угольной и т. п.) и старении. Механические повреждения изоляции возможны при уменьшении зазора между ротором и статором из-за износа подшипников, а также при значительном перегреве обмоток двигателя, что приводит к хрупкости изоляции, появлению в ней трещин.

Состояние изоляции обмоток определяют испытанием ее на электрическую прочность и измерением величины сопротивления.

На электрическую прочность изоляцию обмоток относительно корпуса машины и между обмотками испытывают при помощи испытательного трансформатора приложением переменного напряжения соответствующей величины в течение 1 мин. Изоляцию отно­сительно корпуса испытывают поочередно в каждой электрически независимой цепи, один вывод источника питания подключают к выводу обмотки, другой надежно заземляют и подключают к заземленному корпусу электромашины, с которым на время испытаний данной обмотки электрически соединяют все остальные.

Для измерения сопротивления изоляции обычно используют малогабаритный переносной мегомметр Ml 101, состоящий из встроенного генератора постоянного тока и стрелочного измерительного прибора, шкала которого проградуирована в единицах кОм и МОм.

Замыкание между фазами, а также фазу, замыкающую на корпус, можно определить тестером или мегаомметром после разъединения фаз (при наличии шести выводов у статорных обмоток) или их распайки.

В случае пробоя изоляции между витками обмотки образуется короткозамкнутый контур. Основной признак, по которому находят его местоположение,— это нагрев корпуса в месте расположения контура. Для этого необходимо отключить обмотку от питающей сети и тщательно ощупать ее. Фазу, в которой имеются коротко-замкнутые витки, можно определить по сопротивлению ее обмотки постоянному току. Измерение можно проводить методом постоянного тока или методом амперметра и вольтметра. Для проведения измерений надо разъединить две фазы, если они соединены треугольником. Поврежденная фаза будет иметь минимальное сопротивление.

Если фазы разъединить невозможно, то измеряют три междуфазных сопротивления и по их соотношению определяют место повреждения.

б) Величину зазора между статором и ротором замеряют специальным щупом, состоящим из набора калиброванных пластин, с обеих сторон машины в четырех точках, отстоящих друг от друга на 90°. При измерениях щуп должен соприкасаться со сталью статора и ротора, не попадая на бандаж или пазовый клин. В каждой точке зазор измеряют 3—4 раза и определяют его среднее арифметическое значение. Затем определяют средний зазор, вычисляя среднее арифметическое значение для всех точек.

При увеличении у электродвигателя зазора на 20—25% по сравнению с нормальным заводским его обмоточные данные перед ремонтом пересчитывают. Если зазор увеличен более чем на 25%, то электромотор выбраковывают.

Характерные дефекты стали сердечников электрических машин: повреждения зубцов, распушение крайних пакетов, замыкания между отдельными местами пакетов стали вследствие неправильной обработки или задевания ротора за статор во время работы из-за износа подшипников. Определяют эти неисправности по перегреву сердечника и гудению машины при работе, а также осмотром после ее разборки. Бандажи роторов и якорей ремонтируют при их ослаблении или разрыве и перемотке обмоток, когда бандаж приходится снимать.

в) Ток холостого хода электродвигателя не нормируется, однакоего увеличение указывает на некоторые дефекты двигателя. Это максимальное смещение ротора по отношению к статору, увеличение зазора между ними, заложение при предыдущих ремонтах меньшего числа витков в обмотке. Для определения тока холостого хода в каждую фазу питающей сети включают амперметр. Нагрузку (приводимые механизмы) от вала испытываемого двигателя отсоединяют. Неравномерность тока холостого хода по отдельным фазам не должна превышать 4,5% среднего значения.

Монтаж электрического соединения
При соединении и ответвлении медных и алюминиевых жил проводов и кабелей применяют газовую сварку (пропано-воздушную и пропано-кислородную), термитную сварку, электросвар­ку, пайку, опрессовку, а также механические способы соединения с помощью сжимов и зажимов.

При пропано-воздушной и пропано-кислородной сварке приме­няют сжиженные топливные газы — бутан, пропан или их смеси. Состав смеси определяют в зависимости от температуры окружаю­щей среды. В теплое время года применяют смеси с большим содержанием бутана, а в холодное - с меньшим.

Сварку алюминиевых и медных жил сечением до 10 мм 2 контак­тным разогревом выполняют с помощью угольного электрода, закрепляемого в электрододержателе и подключенного к зажиму вторичной обмотки трансформатора мощностью не менее 0,5 кВА и напряжением во вторичной обмотке 9-12 В. Зачищенные и плотно скрученные жилы закрепляют в держателе, подключенном к другому зажиму (рис. 1).



Рис. 1. Сварка жил угольным электродом:

а - сварка; б – алюминиевые жилы, подготовленные к соединению; в, г – алюминиевая и медная жилы, подготовленные к соединению; д – сварное соединение алюминиевых жил; е, ж – сварное соединение алюминиевой жилы с медной; 1 – алюминиевая жила; 2 – медная жила.

При сварке алюминиевой жилы с медной оголенную алюминиевую жилу плотно навивают (три-четыре витка) на медную жилу так, чтобы конец последней выступал на 3-4 мм из-под витков. Скрученные жилы перед сваркой на длине 5-6 мм покрывают тонким слоем флюса. Электрод прижимают к торцу выступающего конца медной жилы. После расплавления выступающего конца медной жилы и одного-двух витков алюминиевой электрод отводится и сварка прекращается.

При большом объеме работ сварку алюминиевых жил сечением 2,5-4 мм 2 выполняют без флюса с помощью аппарата ВКЗ-1 (рис. 2).



Рис. 2. Сварка алюминиевых жил аппаратом ВКЗ-1:

а – схема питания аппарата ВКЗ-1 при сварке; б – положение жил и электрода при сварке; в – готовое соединение; 1 – губки зажима проводов; 2 – угольный электрод диаметром 10 мм; 3 – передняя стойка с отверстием; 4 – передний бортик стержня; 5 – полый стержень подачи; 6 – задний бортик стержня; 7 – задняя стойка с отверстием; 8 – пружина подачи; 9 – сварочный пистолет; 10 – контакт отключения; 11 – контакт включения; 12 – спусковой рычаг; 13 – снование; 14 – трансформатор сварочный 220/10 В; 15 – реле включения; 16 – трансформатор 220/36 В.

Зачищенные и предварительно скрученные жилы зажимают в губках держателя аппарата таким образом, чтобы их концы опирались в лунку угольного электрода. Нажатием на спусков рычаг включают ток, угольный электрод под действием пружины подается вперед по мере оплавления жил. Сварка выполняется автоматически.

Для соединения жил проводов и кабелей больших сечений снимают изоляцию и очищают жилу от грязи и пропиточного состава тряпкой, смоченной в бензине, ацетоне или уайт-спирите. Для медных жил, имеющих металлопокрытие, на этом подготовку заканчивают. Медные жилы без металлопокрытия и алюминиевые жилы зачищают металлической щеткой или наждачной шкуркой до металлического блеска. Алюминиевые жилы для опрессовки зачищают под слоем нейтральной смазки. При подготовке алюми­ниевых жил к сварке или пайке смазку при очистке не применяют. Длину разделки делают в зависимости от способа соединения и сечения жилы.

При пропано-кислородной сварке соединения жил зачищенные жилы укладывают в смазанные мелом полуформы с кольцевыми выступами, исключающими вытекание металла. Полуформы скреп­ляют клиньями, устанавливают охладители и тепловой экран (рис. 3).



Рис. 3. Последовательность операций при пропано-кислородной сварке стыковых соединений жил:

а, б – подготовка к сварке; в – нагрев; г – введение присадки с подогревом; д – перемешивание сварочной ванны; е – готовое соединение; 1 – жила; 2 – сварочная форма; 3 –клин; 4 – охладитель; 5 – экран из листового асбеста; 6 – тазовая горелка; 7 – присадочный пруток; 8 – мешалка.
При сварке секторных жил их предварительно скругляют. Изоляцию жил за охладителями на длине 80—100 мм защищают сухим асбестом у кабелей с бумажной изоляцией или увлажненным асбестом у кабелей с полимерной изоляцией. Сварку выполняют двухфакельной горелкой. Сначала открывают вентили на баллонах с пропаном и кислородом. Рабочее давление пропана устанавливают равным 0,03 МПа (0,3 кг/см 2 ) и кислорода 0 15 МП* (1,5 кг/см 2 ). Открывают вентиль пропана на горелке и поджигают пламенем спички газ, затем открывают вентиль с кислородом и установив нормально пламя, приступают к сварке.

После разогрева формы до красного цвета вводят присадку до полного заполнения литникового отверстия. При этом производят перемешивание сварочной ванны нихромовой мешалкой. Нагрев прекращают после полного расплавления жил кабеля. После осты­вания ванны выбивают клинья, снимают форму, охладители и экра­ны. Ножовкой или специальными клещами удаляют литниковую прибыль и зачищают напильником неровности.

Соединения жил выполняют также с применением термитных патронов. Зажигание патронов осуществляется термитными спич­ками. Термитные патроны, поставляемые с завода-изготовителя россыпью, подготовляют заблаговременно, удаляя жировые и дру­гие загрязнения с поверхности металлических деталей, входящих в комплект патрона; внутреннюю поверхность кокиля покрывают слоем мела, разведенного водой до пастообразного состояния, и просушивают до полного удаления влаги; кокиль вставляют в муфель термитного патрона таким образом, чтобы совпали их литниковые отверстия.

На зачищенные жилы и колпачки (втулки) с помощью волося­ной, кисточки наносят тонкий слой разведенного водой флюса. Алюминиевые колпачки (втулки) насаживают на концы жил и надевают на них термитный патрон. Стык жил должен находить­ся в центре литникового отверстия. Кокиль патрона уплотняют с торцов шнуровым асбестом, накладывают его на оголенные участки жил охладителя и закрепляют их. Между охладителями и термитным патроном устанавливают экраны из асбестового картона. Защитными экранами из асбестового картона защищают также жилы, не участвующие в сварке. Изоляция жил за охладите­лями на длине 80-100 мм должна быть защищена сухим асбестом у кабелей с бумажной изоляцией или слоем увлажненного асбеста толщиной около 10 мм у жил с резиновой или пластмассовой изоля­цией (рис. 4).



Рис. 4. Последовательность термитной сварки встык:

а, б – сборка под сварку соединений жил (а – на напряжение до 10 кВ; б – на 25 и 35 кВ); в – введение присадки в литник и поджигание муфеля; г, д - перемешивание расплава и добавка присадки; е – скалывание остывшего муфеля; ж - удаления кокиля; з – скусывание остывшего муфеля; и, к – готовое соединение жил (и – напряжение до 10 кВ; к – на 25 и 35 кВ); 1 – жила провода или кабеля; 2 - охладитель; 3 – вкладыш охладителя; 4 – асбестовый экран; 5 – уплотнение из асбестового шнура; 6 – алюминиевый колпачок (втулка); 7 – муфель патрона; 8 – стальной кокиль; 9 – алюминиевая гильза для жил кабеля напряжением 20 и 35 кВ; 10 – присадочный пруток; 11 – мешалка; 12 – отвертка; 13 – термитная спичка; 14 – специальные губки клещей ПК-1
Для увеличения начального объема расплавленного металла перед началом сварки рекомендуется конец присадочного прутка сложить несколько раз и ввести в литниковое отверстие термитного па трона.

При сварке жил кабелей сечением 625 и 800 мм на боковую поверхность патрона по обе стороны от литникового отверстия необходимо наложить теплоизоляцию из ленты асбестового картона закрепив жилы бандажами из листовой стали толщиной 1-1,5 мм.

Свои особенности имеет монтаж жестких токопроводящих шин. Контактные соединения жестких шин при монтаже современных ПС и РУ выполняют преимущественно электросваркой, иногда используют болты и сжимы. Для соединения гибких шин и присоединения их к аппаратам применяют болтовые и прессуе­мые зажимы. Болтовые соединения жестких шин внахлестку с помощью сквозных болтов или сжимных накладок (плит) исполь­зуют только в случае присоединения к аппаратам или в местах, где необходим разъем шин. В остальных случаях, как правило, приме­няют сварку.

Болтовое соединение применяют только для шин, выполненных из однородных, медно-алюминиевых переходных пластин. Болтовые соединения стальных шин с алюминиевыми не допускаются. Сварные соединения жестких шин выполняют электродуговой сваркой на постоянном или переменном токе. Сварку на посто­йном токе применяют для соединения алюминиевых шин толщиной до 20 мм и медных шин толщиной до10 мм. Сварку производят с помощью угольно-графитированного электрода с использованием флюса (50 % хлористого калия, 30 % хлористого натрия и 20% криолита) для алюминиевых шин и флюса на основе плавленой буры для медных шин, а также присадочных прутков из того же материала, что и соединяемые шины. Источниками питания при сварке служат сварочные агрегаты и преобразователи типа ПС-300, ПСО-301, ВД-301 (ток до 300 А), ПС-500, ВДУ-500 (ток до 500 А); ПСМ-1000, ВКСМ-1000 (ток до 1000 А), ВДМ-1601 (ток до 1600 А) и ВДМ-3001 (ток до 3000 А).

На переменном токе сваривают алюминиевые шины толщиной до 10 мм. В этом случае источниками питания служат сварочные трансформаторы типов СТЭ-34, ТЭС-300, ТД-301, ТС-500, ТД-503, а также сварочные полуавтоматы ПРМ-2 и ПРМ-4. Флюсы, присадку и электроды при сварке применяют те же, что и при постоянном токе. Однако при сварке на постоянном токе достигается более высокая производительность труда и качество шва.

Способ присоединения жестких алюминиевых шин к зажимам аппаратов выбирают в зависимости от конструкции зажима. Слож­ность состоит в том, что контактные части аппаратов, как правило, выполняют из меди. Если аппарат имеет несколько контактных столбов, то алюминиевые шины крепят непосредственно к выводам. Если имеется один болт на фазу, то применяют медно-алюминиевую пластину, которую и присоединяют к аппарату. В последнее время заводы электротехнической промышленности начали изго­товлять специальные зажимы для присоединения алюминиевых шин. Например, у нового малообъемного (горшкового) выключа­теля марок ВМГ-10, ВМП-10 и других аппаратные выводы вы­полнены из алюминиевого сплава и имеют противокоррозионное защитное покрытие. Зачистка таких контактных поверхностей напильником или наждачной бумагой недопустима (можно повре­дить покрытие). Если необходима очистка, то ее осуществляют с помощью растворителей (бензин, спирт).

Гибкие шины к плоским контактным выводам аппаратов присоединяют с помощью болтовых сжимов, изготовляемых для медных проводов, а для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов прессуемых ответвительных зажимов. В последнее время шины к аппаратам распределительных устройств присоединяют сваркой. Шины распределительных устройств после монтажа окрашивают ровным слоем эмали или масляной краски.

Пайкой соединяют металлические части с помощью более легкоплавкого сплава (припоя). В процессе соединения жил проводов и кабелей пайкой необходимо тщательно удалить пленку окиси с их поверхностей. Соединение медных многопроволочных жил пайкой выполняется с помощью медных с применением оловянисто-свинцового припоя марки ПОС-40.

При приемке в эксплуатацию электросварочного оборудования приемочная комиссия обращает внимание на то, что: помещение, в котором располагается оборудование по электродуговой и плаз­менной сварке, при постоянных работах по площади и кубатуре удовлетворяет требованиям Строительных норм и правил (СНиП) и имеет вентиляцию; размещение сварочного оборудования, а так­же расположение его узлов и механизмов обеспечивают безо­пасный и свободный доступ к нему; источники сварочного тока присоединены к электрическим сетям напряжением не свыше 660 В; узлы сварочного оборудования, содержащие конденсаторы, имеют устройства для автоматической разрядки конденсаторов; сварочные установки защищены предохранителями или автомата­ми со стороны питающей сети; все электросварочные установки с источниками переменного и постоянного тока, предназначенные для сварки в особо опасных условиях (например, внутри металли­ческих емкостей, в котлах, отсеках судов, при наружных работах), оснащены устройствами автоматического отключения напряжения холостого хода и ограничения его до напряжения 12 В с выдержкой времени не более 0,5 с.

При обслуживании электросварочных установок следует вы­полнять требования правил ПТБ и ПТЭ, а также указания по Эксплуатации и безопасному обслуживанию, изложенные в ин­струкции завода-изготовителя. Присоединение и отсоединение от сети электросварочных установок, а также наблюдение за их ис­правным состоянием в процессе эксплуатации должны произво­диться электротехническим персоналом данного предприятия. Пе­ред присоединением сварочной установки следует произвести внешний осмотр всей установки и убедиться в ее исправности. Особое внимание при этом надо обратить на состояние контактов и заземляющих проводников; исправность изоляции рабочих про­водов; наличие и исправность защитных средств. При обнаруже­нии каких-либо неисправностей сварочную установку включать запрещается.

При электросварочных работах необходимо пользоваться спе­циальной одеждой (куртка, брюки, ботинки с глухим верхом, рукавицы, фартук с нагрудником и головной убор). Для защиты лица и глаз при работе необходимо применять щиток или маску. Стекла щитка или маски должны подбираться в соответствий с ГОСТом в зависимости от режима сварки.

Осмотры и чистку электросварочной установки и пусковой аппаратуры производят не реже одного раза в месяц. Сроки теку­щих и капитальных ремонтов сварочных установок определяют графиком ППР исходя из местных условий и режима эксплуата­ции, а также указаний завода-изготовителя.

В типовой объем работ при текущем ремонте сварочных выпрямителей и трансформаторов, а также других аппаратов дуговой сварки входят: проверка крепления кремниевых вентилей, выводных и соединительных контактов; мелкий ремонт изоляции трансформатора; ремонт переключателей напряжения, стопоров винтового механизма, ходовой части, вентилятора, ограждений и кожуха; проверка работы воздушных реле; ремонт пускорегулирующих аппаратов; замена и ремонт электрододержателя, изоляционных прокладок; проверка состояния и частичная замена проводов питающей и сварочной цепи; ремонт их соединений и изо­ляции, ремонт и замена струбцин.

В типовой объем при ремонте машин контактной сварки входят: очистка оборудования от грязи и флюса; наружный осмотр и выявление дефектов; проверка контактных поверхностей, электродов, промежуточных и токоведущих подушек, вылетов и шпинделей, контактных соединений токопроводов; удаление следов электроэрозии с контактных соединений вторичных контуров; устранение нагрева в контактных соединениях первичной и вторичной коммутации; замена изношенных деталей токопровода и шинопровода; проверка отсутствия течи в системе водяного охлаждения; проверка исправности пневматических и пневмогидравлических систем и игнитронных прерывателей, а также их регулировка, а при необходимости замена изношенных деталей и узлов; проверка состояния пускорегулирующих аппаратов; устранение нагревов контактов; подтяжка контактных соединений; опробывание машины в рабочем состоянии.

В объем капитального ремонта входят операции текущего ремонта; полная разборка оборудования; ремонт или замена кату­шек трансформатора, дросселя, балластного реостата, осциллято­ра; ремонт магнитопровода; замена изношенных деталей и узлов.

Читайте также: