НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРОМАШИН И ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ
Трехфазные асинхронные двигатели
Обмотка электродвигателя с низким сопротивлением изоляции.
При эксплуатации двигателей сопротивление изоляции изменяется в значительных пределах. Нестабильность сопротивления изоляции объясняется тем, что изоляционные материалы, применяемые при изготовлении обмоток, гигроскопичны. Кроме того, сопротивление изоляции в сильной степени зависит от температуры: в холодных обмотках значительно больше влаги, чем в нагретых. Уменьшают величину сопротивления изоляции агрессивные среды, например, животноводческих помещений, в воздухе которых содержится аммиак.
Лаковая пленка, покрывающая обмотку, затрудняет проникновение влаги в изоляцию. Однако в эксплуатации под воздействием механических усилий, повышенных температур и агрессивных сред лаковая пленка, покрывающая обмотку, частично разрушается, что обусловливает резкое уменьшение сопротивления изоляции. Низкое сопротивление изоляции, как правило, способствует пробоям обмотки на корпус или между фазами, то есть выходу двигателя из строя.
Сопротивление изоляции необходимо измерять перед установкой двигателя, а также при каждом профилактическом ремонте. Перед измерением двигатель надо отсоединить от сети (на клеммном щитке).
Сопротивление изоляции обмоток измеряют мегомметром на 500 в при температуре обмоток 20° С (293 К). Скорость вращения рукоятки мегомметра должна соответствовать величине, указанной на нем (обычно 120 об/мин). Если двигатель с шестью выводами, делают три замера: размыкают звезду или треугольник, соединяют концы С2 и С3 с корпусом двигателя и замеряют между С2 и корпусом двигателя, далее С1 и С2 меняют местами и снова замеряют. Поменяв местами С2 и С3, делают последний замер.
Если двигатель с тремя выводными концами, замеряют один раз. В этом случае мегомметр подключают к одному из выводных концов и корпусу.
Зажим мегомметра с меткой «земля» должен быть подключен к корпусу двигателя, и показание мегомметра следует фиксировать тогда, когда его стрелка окончательно установится; измеряют сначала в положении «мегомы», а потом в положении «килоомы».
Сопротивление изоляции роторных обмоток двигателей с фазными роторами замеряют между любым роторным выводом и корпусом.
Схема измерения сопротивления изоляции статорной обмотки с шестью выводными концами показана на рисунке 110.
Сопротивление изоляции обмоток новых электродвигателей и двигателей после капитального ремонта с заменой обмотки должно быть не менее чем рассчитано по формуле:
где Uн — номинальное линейное напряжение данной обмотки, в;
Sn — номинальная мощность машины, киловольт-ампер.
Для электродвигателей мощностью до 100 кВт это требование сводится к следующему — сопротивление изоляции обмоток должно быть не менее 1000 Ом на 1 в номинального линейного напряжения.
Если в паспорте двигателя указано напряжение 380/220 в, то сопротивление изоляции его обмоток должно быть не менее
Rиз =1000Uн = 1000 · 380 = 380 000 Ом = 0,38 мОм.
Обычно в двигателях значительно более высокое сопротивление изоляции, хотя оно и не нормировано. Большинство двигателей имеют сопротивление изоляции 2—3 мегома.
Из опыта практической работы можно рекомендовать следующие минимально допустимые величины сопротивления изоляции для двигателей, включенных в эксплуатацию.
Рис. 110. Измерение сопротивления изоляции обмотки электродвигателя мегомметром: 1— электродвигатель; 2 — клеммный щиток; 3 — мегомметр.
Для двигателей напряжением до 500 в включительно сопротивление изоляции статорных обмоток должно быть не менее 500 Ом на 1 в номинального линейного напряжения, а для роторных обмоток 300 Ом на 1 в номинального линейного напряжения.
Сопротивление изоляции при очередном плановом замере должно быть не менее половины величины сопротивления предыдущего замера. Если это сопротивление окажется меньше указанных выше значений, двигатель надо считать неисправным.
Неверно сделана маркировка выводных концов (или ее нет) обмоток электродвигателя.
При эксплуатации двигателей и профилактических ремонтах может быть неверно сделана или вовсе потеряна маркировка выводных концов обмотки статора. Иногда маркировку выводных концов теряют при небрежной транспортировке или хранении двигателей.
В отдельных случаях выводные концы могут быть неправильно замаркированы.
Рис. 111. Холостой ход электродвигателя при номинальном напряжении: 1 — «перевернутая» фаза.
Включение в работу двигателя с неверно замаркированными выводными концами непременно приведет к быстрому выходу обмотки из строя.
Чтобы убедиться в правильной маркировке выводных концов, перед первым включением двигателя необходимо запустить его на холостом ходу при пониженном напряжении.
Схема опыта показана на рис. 111.
При минимальном напряжении индукционного регулятора подключают двигатель и увеличивают напряжение на двигатель, наблюдая за показаниями амперметров в фазах.
При правильной маркировке выводных концов показания должны быть одинаковыми, двигатель будет нормально развертываться при некотором значении напряжения ниже номинального. Перед постановкой опыта надо убедиться, что напряжение, подведенное к двигателю, одинаковое между всеми фазами.
При номинальном напряжении двигателя токи в фазах составляют обычно 20 ч- 60% номинального (паспортного) значения.
В тихоходных двигателях малой мощности токи относительно выше.
Если маркировка выводных концов неверная, токи в фазах будут резко отличаться, двигатель будет вращаться с ненормальным гулом, часто скорость вращения ротора окажется наполовину ниже номинальной.
Чрезмерный перегрев подшипников
Подшипники качения.
Нормально эти подшипники (шариковые, роликовые и т. п.) не должны нагреваться выше 95° С (368° К) при всех режимах работы двигателя. При более высоких температурах подшипники разрушаются. Аварии двигателей из-за выхода подшипников из строя бывают очень тяжелыми. Нередко при разрушении подшипников ротор при вращении задевает за расточку статора, разрушаются обмотки статора и ротора, активная сталь ротора и статора оплавляется. Выход из строя подшипников в быстроходных машинах с большими маховыми моментами будет свидетельствовать о непригодности машины к дальнейшей работе.
Подшипники двигателей могут перегреваться из-за отсутствия смазки, применения очень тугоплавкой смазки, ослабления крепления подшипниковых щитов, из-за неправильного сопряжения двигателя с приводным механизмом (перетяжка ремней, неправильная центровка полумуфт)! При ремонте подшипники перегреваются из-за тугих посадок на вал или в подшипниковые щиты и в результате неправильной ориентации подшипников и фланцев в осевом направлении.
Подшипники скольжения.
Эти подшипники с кольцевой смазкой более капризны в эксплуатации, чем подшипники качения. Рабочая температура подшипников не должна превышать 80° С (353 К). Их применяют в электродвигателях старых серий, они представляют собой полый чугунный цилиндр, залитый баббитом, с окном для кольца, канавками и отверстиями для смазки.
Выход из строя подшипников скольжения приводит к тем же результатам, что и при подшипниках качения.
В процессе эксплуатации подшипники скольжения чаще всего выходят из строя по следующим причинам: отсутствует или мало масла в буксе подшипникового щита, масло повышенной вязкости, букса загрязнилась, смазочное кольцо не вращается, сопряжение двигателя с приводным механизмом неправильное, ослаблены болты подшипниковых щитов.
Подшипники перегреваются из-за неправильной установки их в буксы (неправильный осевой разбег), плохого пришабривания и разделки. Надо иметь в виду, что подшипники скольжения не выдерживают осевых давлений (нагрузок).
