Как уже упоминалось, в сельском хозяйстве действует огромное количество электродвигателей, преимущественно серий А02 и 4А . Условия работы электродвигателей в сельском хозяйстве характеризуют как тяжелые следующие факторы: повышенная влажность, наличие в воздухе животноводческих помещений агрессивных газов и пыли в кормоцехах и предприятиях по переработке зерна, повышенная частота возникновения технологических перегрузок, неполнофазные режимы работы, большой диапазон колебаний питающего напряжения, резкие перепады температур и повышенная влажность, недостаточный уровень оснащения двигателей защитными устройствами, невысокий уровень технического обслуживания. Кроме указанных применяются также электродвигатели серий Д, погружные ПЭДВ, МАПЗ, МАПЗМ и АПД.
Обслуживание электродвигателей в целом несложно, но должно быть систематическим. Необходимо следить за нормальным охлаждением и нагревом электродвигателей. Электродвигатель не должен работать с перегрузкой сверх номинальной, должен иметь надежное крепление на фундаменте, не должен испытывать повышенной вибрации. Валы электродвигателя и приводимой машины должны быть надежно соединены. Подшипники подлежат обязательному заполнению смазкой.
Охлаждение обеспечивается при отсутствии нагрева двигателя от постороннего источника тепла (например, солнца, электроводонагревателя и т.п.), исправности вентилятора; корпус должен быть очищен от пыли и грязи. Закрытые обдуваемые электродвигатели имеют между кожухом вентилятора и охлаждающими ребрами станины вентиляционные каналы. Они легко засоряются, что приводит к нарушению охлаждения, поэтому при работе в запыленном воздухе (на зерноперерабатывающих, кормоприготовительных, деревообрабатывающих и других машинах) электродвигатели периодически нужно очищать от пыли, что может осуществляться работниками соответствующих производств. Защита от солнца выполняется путем установки козырька или зонта, от других источников тепла - теплоизолирующими перегородками. При этом следует иметь в виду, что закрывать электродвигатель сплошным кожухом нельзя, поскольку при этом нарушается тепло- и воздухообмен и двигатель перегревается.
При осмотрах электродвигатель очищается, проверяется его крепление, заземление и зануление, электропроводка и пуско-защитная аппаратура, а также связь с рабочей машиной. При этом у обслуживающего персонала следует поинтересоваться состоянием, работой и неисправностями рабочей машины для того, чтобы в дальнейшем учесть особенности режима работы машины и их действие на электродвигатель, а неисправности устранить. Работы, не относящиеся к электрооборудованию, выполняются соответствующими ремонтными службами и специалистами. В процессе обслуживания проверяется состояние вводной коробки электродвигателя - она очищается, чтобы не возникло проводящих мостиков из грязи и пыли между зажимами колодки. Обращается внимание на состояние выводных проводников и их изоляционных втулок и на плотность затяжки зажимных гаек на болтах. Если на месте соединения выводного провода с электросетью появилась затвердевшая изоляция, т.е. потерявшая свою эластичность, то это верный признак перегрева этого места. В таком случае соединение разбирается, проверяется и затем собирается заново. Все болтовые соединения (крепление на основании подшипниковых щитков, крышек подшипников, кожуха вентилятора) проверяются и подтягиваются. У электродвигателей с контактными кольцами и щетками проверяется их износ и исправность. Щетки должны быть хорошо притерты, плотно посажены и должны беспрепятственно перемещаться в держателях, усилие нажатия должно быть 150-200 г/см2 рабочей поверхности щетки. Если основание крепления двигателя изношено, повреждено либо расслаблены гайки крепления, то это может указывать на несоосность вала двигателя и рабочей машины, вызывающей усиленную вибрацию.
Если в процессе эксплуатации электродвигателя будут замечены различные отклонения и особенности, то по ним можно легко определить неисправности. Так, общий перегрев активной стали статора может быть вызван повышенным напряжением электросети, а перегрев обмотки статора свидетельствует о том, что либо двигатель перегружен, либо нарушена его вентиляция, либо напряжение электросети ниже номинального. Если будут замечены местные перегревы активной стали или обмотки статора, то причиной тому - замыкание отдельных листов стали между собой из-за заусенцев, которые следует удалить, или межвитковое замыкание в обмотке, выявляемое измерением сопротивления фаз. Перегретые стяжные болты пакетов стали свидетельствуют об ухудшении их изоляции. При перегреве обмотки ротора причину следует искать в его неудовлетворительном охлаждении, в нарушении контактов как в самой обмотке, так и между отдельными стержнями и короткозамыкающими кольцами либо в неисправности пускового реостата в цепи ротора или в пониженном напряжении электросети. Одностороннее притяжение ротора электродвигателя, как правило, происходит из-за неравномерного зазора между статором и ротором или виткового замыкания в обмотке статора, выявляемого путем измерения сопротивления.
Другую широко распространенную группу неисправностей представляют такие, при которых двигатель после подключения к электросети не развивает номинальную частоту вращения. Причины здесь могут быть самыми разнообразными. Например, пониженный крутящий момент может свидетельствовать о коротком замыкании между фазами или неправильном соединении катушек в фазе. Эти неисправности отыскиваются путем проверки сопротивления фаз и изоляции между фазами, а также проверки тока в фазах, который во всех трех фазах неодинаков. Если же ток в фазах одинаковый, но двигатель не разгоняется, то причиной могут быть: неправильное соединение обмотки статора, отсутствие питания в одной из фаз электросети, обрыв в обмотке ротора, одностороннее притяжение ротора вследствие неравномерного воздушного зазора между статором и ротором. Часто случается, что после подачи напряжения электродвигатель не вращается и гудит либо не гудит, но после раскручивания вручную вращается со значительно пониженной частотой. В первом случае может быть обрыв в фазе статора, во втором - отсутствие питания в одной из фаз от электросети, например, из-за перегорания предохранителя или повреждения контакта автоматического выключателя, защищающих электросеть. При вращении электродвигателя с пониженной частотой на холостом ходу с сильным гудением можно диагностировать неверное соединение одной фазы статора.
Среди других неисправностей, встречающихся менее часто, можно отметить перегревы подшипников из-за загрязнения, отсутствия или избытка смазки, несоответствия сорта смазки, повышенной вибрации ротора или отсутствия осевого зазора, шероховатостей поверхностей и неудовлетворительной центровки, наличия подшипникового тока. Повышенный шум может быть обусловлен вентилятором или слабой запрессовкой статор- ной стали.
Большинство работ может проводиться на месте установки электродвигателя, или, при большом их объеме, в ремонтной мастерской. Если обнаруженные неисправности и ремонт требуют разборки обмоток, активной стали и различных измерительных и поверочных работ, то их относят за счет капитального ремонта и работы выполняют в специализированных мастерских и электроремонтных предприятиях. К капитальному ремонту относят также ремонт вала ротора, подшипниковых узлов, коллекторов и колец, ликвидацию трещин и поломок.
Важным фактором является время пуска электродвигателя. В зависимости от мощности и момента сопротивления рабочей машины оно не должно превышать 5-7 с. При затяжном пуске происходит перегрев обмоток двигателя пусковым током, обусловливающий тепловой и механический износ, старение изоляции. Причиной этого могут быть пониженный пусковой момент двигателя, неисправность рабочей машины или ее чрезмерная загрузка, а также глубокое понижение напряжения электросети, причиной чего в свою очередь может быть недостаточное сечение проводов BЛ или внутренней электропроводки, а также заниженная мощность трансформатора питающей подстанции.
Разумеется, могут быть и другие виды неисправностей электродвигателей, но перечислены здесь наиболее часто встречающиеся, а прочие, как правило, требуют капитального ремонта электродвигателей и устранению на месте не подлежат.
Электротермическое оборудование. Как уже упоминалось, для преобразования электрической энергии в тепловую используются устройства прямого и косвенного нагрева, выполняемые в виде установок элементного и электродного нагрева. Используются также установки радиационного, индукционного и электродугового нагрева. Наиболее широко применяются установки первого типа, представленные в сельском хозяйстве емкостными элементами (электроводонагревателями типа ВЭТ, УАП) и проточными типа ВЭП и ЭПВ, электродными электроводонагревателями типа ЭПЗ и КЭВ, электродными электрокотлами для получения пара типа КЭПР, а также электрокалориферными установками типа СФОА.
На рис. 2, например, изображен электрический водонагреватель типа ВЭП-600. Он представляет собой стационарную установку проточно-рециркуляционного типа. Водонагреватель состоит из следующих основных составных частей: водонагревателя 1, насоса центробежного 2 с электродвигателем 3, шкафа управления 4. Водонагреватель содержит бачок, кожух, нагревательный блок, предохранительный клапан, термодатчик № 1, измерительный показывающий термометр и три обратных клапана. Нагревательный блок состоит из трех электронагревателей, смонтированных на фланце, который крепится к бачку болтами.
Рис. 2. Водонагреватель электрический ВЭП-600:
1 - водонагреватель; 2 — насос центробежный с подачей 6,5 м3/ч; 3 - электродвигатель 4АА63,0,37 кВт; 4 — шкаф управления; 5 - термометр в оправе; 6 - термодатчик № 1; 7 — клапан предохранительный; 8 - клапан обратный; 9 - рукав (изолирующая вставка); 10 - крышка блока электронагревателей (10,5 кВт); 11 - кабель питания 380 В; 12 - кабель к блоку электронагревателей; 13 - кабель к электродвигателю насоса; 14 - кабель к термодатчику № 1; 15 - кабель к термодатчику № 2; 16 - крепление насоса на стене
Предохранительный клапан 7 пружинного типа, срабатывающий при давлении 0,3 МПа, устанавливается на бачке и служит для предотвращения аварии в случае выхода из строя системы автоматического отключения электронагревателей. Термодатчик № 1, в корпусе которого установлен термоконтактор с точкой срабатывания на 10 (16,22, 80°С), предназначен для передачи сигнала в систему автоматического контроля о достижении температуры воды в бачке заданного значения. Обратные клапаны служат для предотвращения обратных потоков в циркуляционной системе автопоения.
Работает водонагреватель так. Вода под давлением водопроводной сети через рукав и обратный клапан поступает в водонагреватель, где подогревается до заданной температуры. Подогретая вода поступает в систему автопоения либо для других нужд. При понижении температуры воды в системе автопоения ниже заданной по команде термодатчика № 2 включается насос 2, который подает из водонагревателя в систему подогретую воду, осуществляя периодическую циркуляцию. Контроль за работой водонагревателя осуществляется по сигнальной лампе на двери шкафа управления 4, на котором расположены также органы ручного управления.
Техническое обслуживание и ремонт нужно проводить для всего находящегося в эксплуатации электротермического оборудования.
В процессе технического обслуживания электроводонагреватели и электрокотлы, электрокалориферные установки очищают снаружи от пыли, грязи. При этом убеждаются в отсутствии течей баков и трубопроводов. Для проверки внутренних элементов конструкции осуществляют частичную разборку корпусов, съем крышек, проверяют состояние присоединительных контактов. При осмотре внутренних электропроводок обязательно обращают внимание на состояние и внешний вид изоляции проводов, особенно в зоне выделения тепла. В электродных аппаратах осматривают поверхности электродов и в случае необходимости очищают их от отложений. Во всех видах оборудования обязательно выясняется степень работоспособности заземления и зануления, где все проводники и контакты должны быть в исправном состоянии, а сопротивление растеканию тока не должно превышать нормы. Это объясняется тем, что электротермическое оборудование является источником повышенной электроопасности. Из-за воздействия тепла и влаги изоляция электрооборудования стареет, что приводит к пробоям на корпус. Некоторые виды оборудования, например электроводонагреватели ЭПЗ-100И2, ЭПЗ-100ИЗ, нуждаются в модернизации, целью которой является усиление электробезопасности эксплуатации этих нагревателей. При асимметрии напряжений в фазах электросети на корпусах нагревателей появляется опасное для жизни напряжение. Для устранения этого недостатка в комплектные щиты управления нагревателей встраиваются реле контроля трехфазного напряжения, например типа ЕЛ-10УЗ, подключаемые к фазным проводам перед контактором подачи напряжения на электроды нагревателя. Выходной контакт реле следует включить последовательно в цепь питания схемы управления щита. При исчезновении напряжения в одной из фаз или ухудшении его качества реле отключит нагреватель от электросети.
Реле контроля трехфазного напряжения применяют при необходимости непрерывного контроля наличия и качества напряжения во всех фазах при потере фазы, несимметрии напряжений в фазах, и т.п., в схемах АВР электропитания, для защиты электродвигателей глубинных насосов, для контроля работы различного технологического и энергетического оборудования. Кроме реле ЕЛ-10УЗ может быть использовано реле ЕЛ-11УЗ.
Текущий ремонт проводят без демонтажа с частичной разборкой оборудования. Выполняют те же работы, что и при обслуживании, а также ряд дополнительных работ, связанных с заменой изношенных деталей, промывкой и продувкой клапанов и вентилей; промывают внутренние поверхности и очищают изолирующие вставки. Окислившиеся или покрытые коррозией места зачищают до металлического блеска, при необходимости окрашивают. Если на нагревателях будут замечены дефекты, например трещины и сколы, прогары или потемнение изоляции, то такие нагреватели следует заменить. Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм. Электрик должен также проверить работоспособность системы управления и измерительных приборов.
Как уже упоминалось, часто устанавливаются специальные виды технического обслуживания, где виды и сроки работ четко конкретизированы. Так, например, для электроводонагревателя ВЭП-600 установлены три вида технического обслуживания: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) и периодическое техническое обслуживание, состоящее из технического обслуживания № 1 (ТО-1), проводимого через 75-90 ч работы, и технического обслуживания № 2 (ТО-2), проводимого через 275-300 ч работы. В процессе ЕТО проверяют: герметичность соединения рукавов, нагревательного блока и бачка, где не должно быть течей; надежность заземления; состояние и работу шкафа управления, дверь которого должна быть плотно закрыта на замок; работу водонагревателя по термометру. Трудоемкость ЕТО составляет 0,3 чел-ч. При ТО-1 проводят те же работы, а также дополнительно проверяют отсутствие воды на нижней крышке водонагревателя, надежность всех резьбовых соединений. Трудоемкость ТО-1 0,7 чел-ч. Техническое обслуживание № 2 включает работы ЕТО и ТО-1 и, кроме того, при отключенном от электросети водонагревателе проверяют техническое состояние электрооборудования и контактных соединений токоведущих частей, сопротивления контура повторного заземления и изоляции по отношению к токоведущим частям, надежность крепления электронагревателей и отсутствие воды 26 под местами крепления, целостность спиралей электронагревателей; обновляют поврежденную окраску. Трудоемкость ТО-2 3,5 чел-ч. Кроме того, 1 раз в год из водонагревателя сливают воду, демонтируют нагревательный блок, очищают от осадков бачок водонагревателя, отсоединяют для проверки работоспособности клапаны, проверяют целостность прокладок.
Конкретное содержание технического обслуживания и ремонта устанавливается для различного оборудования заводами-изготовителями.
