Ремонт сердечников электродвигателей. Основные дефекты сердечника статора

Какие бывают неисправности у электродвигателя?

С каждым годом бензиновые двигатели все больше и больше вытесняются электромоторами, устанавливаемыми на новом типе машин, именуемом электромобилями. Однако, как и двигатели внутреннего сгорания, электрические силовые агрегаты могут ломаться, вызывая проблемы в функционировании транспортного средства. Основная масса неисправностей электродвигателя возникает вследствие сильного износа деталей механизма и старения материалов, что подкрепляется неправильной эксплуатацией такого автомобиля. Причин появления характерных неполадок может быть множество, и о некоторых (наиболее распространенных) мы Вам сейчас расскажем.

Причины неисправности электродвигателя

Все возможные неисправности двигателя электромобиля можно разделить на механические и электрические. К причинам механических неполадок относят перекосы корпуса электромотора и его отдельных деталей, ослабление креплений и повреждения поверхности составляющих элементов или их формы. Кроме того, частой проблемой является перегрев подшипников, вытекание из них масла и появление ненормального рабочего шума. К наиболее типичным неисправностям электрической части приписывают короткие замыкания внутри обмоток электромотора, а также между ними, замыкания обмоток на корпус и обрывы в обмотках или во внешней цепи, то есть в питающих проводах и пусковой аппаратуре.

В результате появления тех или иных неполадок, в работе транспортного средства могут наблюдаться следующие сбои: невозможность запуска мотора, опасное нагревание обмоток, ненормальная частота вращения электродвигателя, неприродный шум (гул или стук), неравное значение силы тока в отдельных фазах.

Типичные неполадки в работе электродвигателя

Давайте рассмотрим поломки электродвигателей более детально, определив их возможные причины.

Электродвигатель переменного тока

Проблема: при подключении к сети питания электромотор не развивает номинальной частоты вращения и издает неприродные звуки, а при прокручивании вала рукой наблюдается неравномерность в работе. Причиной такого поведения, скорее всего, является обрыв двух фаз при соединении обмоток статора треугольником, или обрыв при соединении звездой.

Если ротор двигателя не вращается, издает сильный гул и нагревается выше допустимого уровня, с уверенностью можно утверждать, что виной тому обрыв фазы статора. Когда двигатель гудит (особенно при попытке запуска), а ротор хоть медленно, но вращается, зачастую причиной появления проблемы является обрыв в фазе ротора.

Бывает, что при номинальной нагрузке на валу электродвигатель устойчиво работает, но частота его вращения несколько меньше номинальной, а ток в одной из фаз статора увеличен. Как правило, это является следствием обрыва в фазе при соединении обмоток треугольником.

Если на холостом ходу электродвигателя присутствуют местные перегревы активной стали статора, то это значит, что из-за порчи межлистовой изоляции или выгорания зубцов вследствие повреждения обмотки листы сердечника статора замкнулись между собой.

При перегреве обмотки статора в отельных местах, когда двигатель не может развить номинального момента и сильно гудит, причину такого явления следует искать в витковом замыкании одной фазы обмотки статора или межфазном замыкании в обмотках.

Если весь электродвигатель перегревается равномерно, то неисправен вентилятор системы вентиляции, а перегрев подшипников скольжения с кольцевой смазкой обусловлен односторонним притяжением роторов (из-за чрезмерной выработки вкладыша) или плохим прилеганием вала к вкладышу. Когда перегревается подшипник качения, издавая при этом ненормальный шум, вполне вероятно, что причина этого кроется в загрязнении смазки, чрезмерном износе тел качения и дорожек или в неточной центровке валов агрегата.

Стук в подшипнике скольжения и в подшипнике качения объясняется серьезным износом вкладыша или разрушением дорожек и тел качения, а повышенная вибрация – это следствие нарушения балансировки ротора из-за взаимодействия со шкивами и муфтами, либо же результат неточной центровки валов агрегата и перекоса соединительных полумуфт.

Электродвигатель постоянного тока также может иметь свои характерные неисправности:

Под серьезной нагрузкой якорь машины может не вращаться, а если попытаться развернуть его внешним усилием, то двигатель будет работать «вразнос». Причины: плохой контакт или полный обрыв цепи возбуждения, межвитковые или короткие замыкания внутри обмотки независимого возбуждения. В условиях номинальных значений напряжения сети и тока возбуждения частота вращения якоря может быть меньше или больше установленной нормы. В этом случае виновниками такой ситуации являются щетки, сдвинутые с нейтрального положения по направлению вращения вала или против него.

Может быть и такое, что щетки одного знака искрят немного сильнее, нежели щетки другого знака. Возможно, по окружности коллектора расстояния между рядами щеток не одинаковые, или присутствует межвитковое замыкание в обмотках одного из основных или дополнительных «плюсов». Если к искрению щеток добавляется еще и почернение пластин коллектора, которые расположены на определенном расстоянии друг от друга, то виновником такой ситуации, скорее всего, является плохой контакт или короткое замыкание в обмотке якоря. Также, не стоит забывать и о возможности обрыва в катушке якоря, присоединенной к почерневшим пластинам.

В тех случаях, когда темнеет лишь каждая вторая-третья пластина коллектора, причиной неисправности может быть ослабшая прессовка коллектора или выступивший миканит изоляционных дорожек. Щетки могут искрить даже при нормальном нагревании мотора и полностью исправном щеточном аппарате, что объясняется недопустимым износом коллектора.

Причинами повышенного искрения щеток, перегрева коллектора и потемнения его большей части обычно выступают дорожки изоляции (говорят – коллектор «бьет»). При вращении якоря мотора в разных направлениях щетки тоже искрят с различной интенсивностью. Тут причина одна – смещение щеток с централи.

Если на коллекторе наблюдается повышенное искрение щеток, то стоит проверить плотность их прилегания, а также провести диагностику на предмет наличия дефектов рабочей поверхности щеток. Кроме того, причина может заключаться в неодинаковом давлении щеток или в их заклинивании в щеткодержателе. Естественно, при обнаружении любой из перечисленных проблем ее необходимо грамотно устранить, но довольно часто сделать это могут только высококвалифицированные специалисты.

Устранение неисправностей электродвигателя

Качественный капитальный ремонт электродвигателей можно произвести только на специализированных предприятиях. В ходе выполнения текущих ремонтных работ выполняется разборка силового агрегата и последующая частичная замена износившихся деталей. Давайте рассмотрим порядок выполнения всех действий на примере асинхронного электрического мотора.

На начальном этапе с помощью винтового съемника со шкива электродвигателя снимают шкив или полумуфту. После этого нужно открутить болты крепления кожуха вентилятора и снять его. Дальше, используя все тот же винтовой съемник, надо отвернуть стопорный винт и снять сам вентилятор. При необходимости, этим же инструментом можно снять с вала двигателя и подшипники, а затем, отвернув болты крепления, демонтировать и их крышки.

После этого следует выкрутить болты крепления подшипниковых щитов и легкими ударами молотка через деревянную прокладку снять эти щиты. Чтобы не повредить сталь и обмотки, в воздушный зазор помещают картонную прокладку, на которую опускают ротор. Сборка электромотора проводится в обратном порядке.

После выполнения ремонтных работ (особенности проведения зависят от характера поломки) электродвигатель следует протестировать. Для этого просто проверните ротор, взявшись за шкив, и если сборка выполнена правильно, то агрегат должен легко вращаться. Если все нормально, двигатель устанавливают на место, подключают к сети и проверяют работоспособность в режиме холостого хода, после чего мотор подсоединяют к валу станка и снова тестируют. Давайте рассмотрим варианты устранения неисправностей электродвигателя на примере некоторых характерных поломок.

Итак, представим себе, что мотор не запускается из-за отсутствия напряжения в сети, отключения автомата или перегорания предохранителей. Наличие напряжения можно проверить при помощи специального устройства – вольтметра переменного тока, обладающего шкалой 500 В, или же используя низковольтный индикатор. Устранить проблему можно путем замены перегоревших предохранителей. Обратите внимание! Если хотя бы один предохранитель перегорает, двигатель будет издавать характерный гул.

Обрыв фазы обмотки статора можно обнаружить с помощью мегомметра, но перед этим следует освободить все концы обмоток мотора. Если внутри фазы обмотки обнаружен обрыв, то двигатель придется отправить в профессиональный ремонт. Допустимой нормой понижения напряжения на зажимах двигателя при его запуске принято считать показатель в 30% от номинального значения, который обусловлен потерями в сети, недостаточной мощностью трансформатора или его перегрузкой.

Если Вы заметили снижение напряжения на зажимах электромотора, необходимо выполнить замену питающего трансформатора или же увеличить сечение проводов подводящей линии. Отсутствие контакта сети питания в одной из обмоток статора (выпадение фазы) вызывает увеличение тока в обмотках элемента и снижение количества оборотов. Если Вы оставите двигатель работать на двух обмотках, то он просто сгорит.

Помимо перечисленных электрических неполадок, электродвигатели могут страдать и от неисправностей механического характера. Так, причиной чрезмерного нагревания подшипников часто становится неправильная сборка этих деталей, плохая центровка мотора, загрязнение подшипников или слишком сильный износ шариков и роликов.

В любом случае, прежде чем переходить к непосредственным действиям, следует провести полную диагностику электродвигателя и взаимодействующих с ним деталей. Процедура осмотра начинается с проверки аккумуляторной батареи, и если она находится в исправном состоянии, тогда следующий шаг – это проверка поступления питания на электросхему контроллера (ЭБУ, который управляет скоростью вращения электродвигателя). Вполне возможно, что на отрезке пути от аккумулятора до платы Вы обнаружите обрыв проводов. Поломка электронной платы – явление нечастое, но если имеются хотя бы малейшие сомнения насчет ее исправности, то лучше сразу визуально оценить состояние детали. Если имел место сильный нагрев элементов платы, Вы сразу обнаружите почерневшие и вздувшиеся участки с возможными подтеками.

В том случае, когда автовладелец обладает хотя бы минимальными знаниями в области электроники, он может самостоятельно проверить предохранители, полупроводниковые детали (вроде диодов и транзисторов), все контакты, емкости и качество пайки.

Когда во включенном состоянии на выходе ЭБУ имеется рабочее напряжение, то, как правило, причину неисправности стоит искать в самом электродвигателе. Сложность ремонта агрегата зависит от конкретной неисправности и типа механизма. Так, при обследовании электромоторов переменного тока с роторным питанием, прежде всего, необходимо проверить контактные щетки, ведь именно они чаще всего являются причиной поломок двигателей указанного типа. После этого следует проверить обмотки на наличие обрыва или короткого замыкания. В случае обрыва тестер не покажет никакого значения сопротивления, а при коротком замыкании – показатель сопротивления будет соответствовать нулю или единице Ома.

Обнаружив неисправность, ее, конечно же, нужно устранить. Сделать это можно либо путем ремонта и замены вышедших из строя частей (например, щетки), либо посредством замены всего мотора на исправный аналог.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

Тема № 3. ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ ПРОВЕРКИ

КАЧЕСТВА РЕМОНТА СТАЛЬНЫХ ЛИСТОВ ШИХТОВАННЫХ СЕРДЕЧНИКОВ

 

Цель работы– изучение методов проверки качества ремонта шихтованных сердечников.

 

Методические указания

При самостоятельной подготовке к практической работе необходимо предварительно познакомиться с конструкцией двигателей и генераторов постоянного и переменного тока.

Краткие теоретические сведения

Повышенный нагрев активной стали статора.Нагрев активной стали статора может возникнуть из-за перегрузки, а также от замыкания в листах шихтовки сердечника при слабой прессовке на заводе-изготовителе. При слабой прессовке сердечника происходят микроподвижка листов шихтовки с частотой перемагничивания 100 Гц, а также повышенная вибрация активной стали.

В процессе вибрации активной стали происходит истирание изоляции листов. Листы с повреждённой изоляцией контактируют между собой и в образовавшемся стальном неизолированном пакете вихревые токи нагревают сердечник. При этом может произойти расширенное замыкание по всей расточке статора или местное.

В зависимости от площади замыкания в листах может возникнуть так называемый «пожар в железе», сильно перегревающий изоляцию и приводящий к ее повреждению. Это явление опасно в крупных синхронных машинах, особенно в турбогенераторах.

Испытание стали статора

Испытание проводится при повреждениях стали, частичной или полной переклиновке пазов, частичной или полной замене обмотки статора до укладки и после заклиновки новой обмотки.

Первые испытания активной стали (если они не выполнялись по указанным ниже причинам) производятся на всех генераторах мощностью 12 МВт и более, проработавших свыше 15 лет, а затем через каждые 5-8 лет у турбогенераторов и при каждой выемке ротора – у гидрогенераторов.

У генераторов мощностью менее 12 МВт испытание проводится при полной замене обмотки и при ремонте стали, по решению главного инженера энергопредприятия, но не реже чем 1 раз в 10 лет.

Определяемый с помощью приборов инфракрасной техники или термопар наибольший перегрев зубцов (повышение температуры за время испытания относительно начальной) и наибольшая разность нагревов различных зубцов не должны превышать 25 и 15 °С.

Удельные потери в стали не должны отличаться от исходных данных, более чем на 10 %. Избавляются от такого опасного явления в активной стали следующим образом:

– крупные синхронные машины имеют измерительные средства по току и мощности (амперметры и ваттметры), поэтому уровень нагрузки легко контролируется, и меры по снижению нагрузки можно принять быстро. Нагрев обмотки и активной стали контролируется с помощью термопар, заложенных в статор для замера температуры обмотки и сердечника;

– в случае замыкания активной стали, особенно местного характера, это явление обнаруживается в работающей машине только на слух. Возникает зудящая вибрация, и ее слышно приблизительно в том месте статора, где замкнута активная сталь. Для устранения этого явления машину следует разобрать. Обычно крупные синхронные двигатели изготовляют с удлинёнными валами, что даёт возможность снять щиты и сдвинуть статор, в котором можно работать.

Затем для уплотнения стали в зубцы забивают клинья из текстолита, промазанные одним из клеящих лаков (№ 88, МЛ-92 и др.). Перед расклиновкой зубцов активную сталь тщательно продувают сухим компрессорным воздухом.

Если по какой-либо причине возникло замыкание и оплавление железа в зубцах, повреждённые участки тщательно вырубают, зачищают, между листами заливают лак воздушной сушки и листы расклинивают. Если после этого зудящая вибрация не исчезает, следует повторить расклиновку до полного исчезновения вибрации активной стали.

В высоковольтных крупных машинах проверку качества ремонта и шихтовки листов проводят индукционным способом.

В России и за рубежом широко распространён электромагнитный способ контроля состояния изоляции между листами электротехнической стали шихтованных сердечников статоров электрических машин.

Способ состоит в том, что в испытуемом сердечнике с помощью намагничивающей обмотки, намотанной вокруг этого сердечника, создают кольцевой переменный магнитный поток с низким уровнем индукции (не более 0,1 Тл). Устанавливают опорный сигнал равным сигналу индуктивного датчика-сканера, установленного на бездефектном месте расточки сердечника, после чего этим датчиком осуществляют сканирование поверхности расточки сердечника при неизменном опорном сигнале. При этом местные дефекты изоляции листов выявляют по сопоставлению сигнала датчика и опорного сигнала.

Метод основан на допущении, что при нарушении изоляции в теле сердечника образуется замкнутый контур (контур повреждения), активное сопротивление которого намного меньше индуктивного, что, в свою очередь, влечёт за собой синфазность ЭДС, индуцированной в контуре повреждения кольцевым потоком, и порождённого ею тока.

На рис. 3.1 показана часть сердечника электрической машины с датчиком для контроля изоляции шихтованных листов.

Сканирование внутренней поверхности исследуемого сердечника производится датчиком с ферромагнитным сердечником, посредине которого размещается чувствительный элемент, в данном случае – катушка. Концы сердечника в процессе проверки своими сканирующими поверхностями проходят над поверхностью сердечника (конкретно – над поверхностями соседних зубцов), принимая на себя часть потока сердечника, вследствие чего в катушке датчика наводится ЭДС.

 

Рис. 3.1. Датчик для контроля изоляции листов шихтованных сердечников электрических машин: 1 – ферримагнитный сердечник датчика; 2 – сканирующие поверхности сердечника датчика; 3 – первый чувствительный элемент датчика (катушка), располагающийся между сканирующими поверхностями; 4 – зубец исследуемого сердечника; 5 – ярмо исследуемого сердечника; 6 – эквивалентный контур протекания токов в месте повреждения изоляции в пазовой зоне; 7 – эквивалентный контур протекания токов в месте повреждения изоляции в зубцовой зоне; 8 – второй чувствительный элемент, располагающийся на сканирующей поверхности сердечника

 

Наличие дефекта в каком-либо месте определяется по разности фаз между ЭДС катушек сканирующего и опорного неподвижного датчиков. Опорный датчик имеет совершенно ту же конструкцию, что и сканирующий. Во время сканирования опорный датчик неподвижно располагается на каком-либо бездефектном участке рабочей поверхности сердечника. Сканирующие поверхности сканирующего датчика располагают в верхней части и в пазах зубца. Таким образом, за один проход проверяется и пазовая, и зубцовая зоны.

Если случайно датчик все же окажется на повреждённом участке (это выявится в процессе испытаний), величина разностного сигнала в данном месте является характеристикой качества изоляции листов.

Порядок выполнения

Для ознакомления с конструкцией предлагается разобрать и собрать статор асинхронного электродвигателя. Определить, есть ли признаки вибрации листов шихтованного сердечника и «пожара в железе» при предыдущей работе электродвигателя. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы

1. Чем опасны замыкания между листами шихтованного сердечника?

2. Какими методами выявляются данные замыкания?

3. На чем основан электромагнитный способ контроля состояния изоляции между листами электротехнической стали шихтованных сердечников статоров электрических машин?

4. Как устраняются замыкания между листами шихтованного сердечника?

Список использованной литературы

 

1. Полуянович Н. К. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт систем электроснабжения промышленных предприятий: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности 140610 направления подготовки 140600 – «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». – СПб.: Лань, 2012. – 400 с. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=2767

2. Михеев, Г. М. Электростанции и электрические сети: диагностика и контроль электрооборудования. – Москва: Додэка-XXI, 2010. – 2 24 с.

3. Объем и нормы испытаний электрооборудования [Электронный ресурс]: РД 34.45-51.300-97 / РАО «ЕЭС России». – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2008. – 240 с. http://www.biblioclub.ru/book/57318/



infopedia.su

Ремонт сердечников электродвигателей | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET

Опубликовано сб, 12/24/2011 - 19:19 пользователем Helper

Повреждения сердечников в электрических машинах происходят по разным причинам. Признаком их обычно является перегрев сердечника и гудение машины при работе. Характерные дефекты сердечников: повреждения зубцов, распушение крайних пакетов сердечника, нарушение изоляции листов, особенно у старых машин, листы которых изолированы бумагой (бумага при перегреве обугливается и выпадает), уменьшение плотности прессовки пакетов. Ремонт сердечника или части его про изводится после удаления обмотки и относится к категории сложного ремонта. Приведем примеры устранения некоторых повреждений. Если поврежденный в результате выгорания и оплавления стали участок зубца невелик, пакет не перешихтовывают. Определяют точную зону повреждения, вырубают зубилом поврежденную часть зубца и зачищают ее наждачным бруском. После этого устраняют замыкание междулистами, удаляют заусенцы. Обработку и зачистку листов стали выполняют осторожно во избежание попадания опилок на оставленную в пазах обмотку. Очищенные участки стали тщательно протирают и покрывают жидко разведенным лаком. Вырубленное место заполняют текстолитовым протезом, по размерам соответствующим удаленному участку зубца. Для устранения распушения крайних пакетов сердечника якоря, ротора или статора из-за поломки крепящих деталей или при вытаскивании обмоток в осевом направлении пользуются несколькими приемами. Устанавливают на зубцы между торцами сердечника и нажимной шайбой дополнительную нажимную шайбу, ребра жесткости или нажимные пальцы. В некоторых случаях сваривают крайние листы между собой в середине зубца швом шириной 1,5-2 мм и длиной 10-15 мм или склеивают эпоксидными смолами. Износ наружной поверхности ротора или внутренней поверхности статора при водит к увеличению воздушного зазора. При значительном увеличении зазора электрическую машину заменяют новой. Увеличение воздушного зазора против номинального влечет за собой повышение тока холостого хода и уменьшение коэффициента полезного действия двигателя. Замер зазора производят с двух сторон статора с помощью щупа. С каждой стороны замер производят в четырех диаметрально-противоположных точках. Зазор определяется как среднеарифметическое по четырем замерам. Щуп вводят через специальные или смотровые люки в торцах щитов. Нарушение изоляции листов стали, как правило, требует полной перешихтовки сердечника. Эта трудоемкая работа может быть выполнена только на крупных ремонтных предприятиях. Ослабление прессовки пакетов устраняют забивкой в зубцы ослабленных пакетов тонких клиньев из твердого изоляционного материала. Торец клина перекрывают загибом ближайшего листа стали для предохранения клина от выпадения. Подпрессованные участки стали покрывают лаком.

diplomka.net

---

• 
  Схема импульсного блока питания обратноходового
• 
  Как определить кпд источника тока
• 
  Твердотельное реле постоянного тока
• 
  Учет электроэнергии дистанционный
• 
  Куда звонить если в доме отключили свет
• 
  Управление тиристорами схема
• 
  Гк энергоснабжение
• 
  Когда нужно подавать показания счетчиков воды
• 
  Электроинструмент какого класса не допускается применять в особо опасных помещениях
• 
  Индуктивность характеризует
• 
  Устройство защитного отключения узо