Ремонт электродвигателя

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Электрические машины широко применяют на электрических станциях, в промышленности, на транспорте, в авиации, в системах автоматического регулирования и управления, в быту.

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую, и наоборот. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называются генератором. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.

Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя. Это свойство электрической машины изменять направление преобразуемой ею энергии называется обратимостью машины. Электрическая машина может быть также использована для преобразования электрической энергии одного рода тока ( частоты, числа фаз переменного тока, напряжения постоянного тока ) в энергию другого рода тока.

Такие электрические машины называются преобразователями.

История электрических машин

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую, и наоборот. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называются генератором.

Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.

Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя. Это свойство электрической машины изменять направление преобразуемой ею энергии называется обратимостью машины. Электрическая машина может быть также использована для преобразования электрической энергии одного рода тока ( частоты, числа фаз переменного тока, напряжения постоянного тока ) в энергию другого рода тока. Такие электрические машины называются преобразователями.

В зависимости от рода тока электроустановки, в которой должна работать электрическая машина, они делятся на машины постоянного и переменного тока.

Машины переменного тока могут быть как однофазными, так и много фазными. Наиболее широкое применение нашли трехфазные синхронные и асинхронные машины, а также коллекторные машины переменного тока, которые допускают экономичное регулирование частоты вращения в широких пределах.

В настоящее время асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами. Они потребляют около 50% электроэнергии, вырабатываемой электростанциями страны. Такое широкое распространение асинхронные электродвигатели получили из-за своей конструктивной простоты, низкой стоимости, высокой эксплуатационной надежности. Они имеют относительно высокий КПД: при мощностях более 1кВт кпд=0,7:0,95 и только в микродвигателях он снижается до 0,2-0,65.

Наряду с большими достоинствами асинхронные двигатели имеют и некоторые недостатки: потребление из сети реактивного тока, необходимого для создания магнитного потока, в результате чего асинхронные двигатели работают с соs =1.

Кроме того, по возможностям регулировать частоту вращения они уступают двигателям постоянного тока.

Появление трехфазных асинхронных двигателей связано с именем М.О.Доливо-Добровольского. Эти двигатели были изобретены им в 1889г.

1. Электрические машины

1.1 Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Рис.1 Устройство трехфазного электродвигателя: 1 - вал ротора, 2 - крышка подшипника, 3 - подшипник, 4 - подшипниковый щит, 5 - пакет ротора, 6 - сердечник статора, 7 - корпус, 8 - обмотка, 9 - кожух вентилятора, 10 - вентилятор, 11 - коробка выводов.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором состоит из корпуса 7, неподвижного статора 6, вращающего ротора и двух подшипниковых щитов 4 с подшипниками качения или скольжения, расположенными в центре щитов (рис. 1).

Статор двигателя состоит из сердечника 6 и трехфазной обмотки. 8. Корпус изготовляется из чугуна или из алюминиевых сплавов.

Сердечник статора (рис. 2, а) набирается из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,3 или 0,5 мм, изолированных друг от друга покраской лаком для уменьшения потерь на вихревые токи.

На внутренней поверхности сердечника имеются открытые пазы для укладки в них трехфазной обмотки, выполненной из изолированного провода. Оси обмоток расположены симметрично под углом 120° друг к другу.

Ротор (рис. 2, б) асинхронного электродвигателя состоит из вала, опирающегося на подшипники, сердечника и обмотки. Сердечник ротора набирается из штампованных листов электротехнической стали. На внешней поверхности сердечника имеются пазы, в которых размещаются медные или алюминиевые стержни обмотки ротора без изоляции. Концы стержней путем сварки или литья под давлением соединяются с кольцами. В результате получается короткозамкнутая обмотка ротора, напоминающая беличье колесо (рис. 3).

Рис.2, а Рис.2, б Статор асинхронног Ротор короткозамкнутый электродвигателя 1 - сердечник, 2- скоба, 3 - паз.	Рис.3 Короткозамкнутая обмотка ротора асинхронного электродвигателя

Каждая обмотка-фаза электродвигателя переменного тока имеет маркировку, приведенную ниже.

		по ГОСТ 183-74		по ГОСТ 2.709-89
Фазы		I	II	III		I	II	III
Начала		C1	C2	C3		U1	V1	W1
Концы		C4	C5	C6		U2	V2	W2

1.1.1Принцип действия

Принцип действия асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии индуктированного тока ротора с магнитным потоком статора. При включении обмотки трехфазного двигателя под напряжение источника трехфазного переменного тока внутри расточки статора образуется вращающееся магнитное поле, частота вращения которого равна

n1 = 60fp , (1.1)

где n1 - частота вращения магнитного поля, об/мин; f - частота тока, Гц; p - число пар магнитных полюсов двигателя.

Силовые линии вращающегося магнитного поля пересекают стержни короткозамкнутой обмотки ротора, и в них индуктируется ЭДС, которая вызывает появление тока и магнитного потока в роторе двигателя.

Взаимодействие магнитного поля статора с магнитным потоком ротора создает механический вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться. Частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного поля. Поэтому двигатель называется асинхронным.

Величина, характеризующая отставание ротора от магнитного поля в относительных единицах, называется скольжением, подсчитывают ее по формуле

S = (n1?n2)/n1, (1.2)

где S - скольжение (относительная угловая скорость); n1 - частота вращения магнитного поля, об/мин; n2 - номинальная частота вращения ротора, об/мин.

1.1.2 Схемы соединения обмотки электродвигателя

Для включения двигателя в сеть его статорные обмотки должны быть соединены в "звезду" или "треугольник".

Рис. 4 Схемы соединения: а - треугольник, б - звезда.

Для включения двигателя по схеме «треугольник» нужно начало первой обмотки соединить с концом второй, начало второй обмотки - с концом третьей и начало третьей - с концом первой. Места соединения обмоток подключают к трем фазам сети (рис. 4, а).

Чтобы двигатель включить в сеть по схеме «звезда», нужно все концы обмоток соединить электрически в одну точку, а все начала обмоток присоединить к фазам сети (рис. 4, б).

Схемы включения всегда приводятся на обратной стороне крышки, закрывающей коробку выводов электродвигателя.

Для изменения направления вращения трехфазного асинхронного электродвигателя достаточно поменять местами две любых фазы сети независимо от схемы включения электродвигателя. Для быстрого изменения направления вращения двигателя применяют реверсивные рубильники, пакетные выключатели или реверсивные магнитные пускатели.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором наряду с простотой конструкции, высокой надежностью в работе, долговечностью, низкой стоимостью и универсальностью, обладает одним существенным недостатком: при его пуске возникает пусковой ток, значение которого в 5-7 раз больше номинального. Большой пусковой ток, на который электрическая сеть обычно не рассчитана, вызывает значительное снижение напряжения, что, в свою очередь, отрицательно влияет на устойчивую работу соседних электроприемников.

Чтобы уменьшить пусковые токи трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей больших мощностей, их включают с помощью переключателя схем со "звезды" на "треугольник". При этом сначала обмотки двигателя соединяются по схеме "звезда", потом, после того как ротор двигателя наберет номинальную частоту вращения, его обмотки переключаются в схему "треугольник".

Снижение пускового тока двигателя при переключении его обмоток со звезды на треугольник происходит потому, что вместо предназначенной для данного напряжения сети схемы "треугольник" каждая обмотка двигателя включается на напряжение в v3 раз меньшее, а потребляемый ток снижается в три раза. Снижается также в три раза и мощность, развиваемая электродвигателем при пуске. Поэтому изложенный способ снижения пускового тока можно использовать лишь при нагрузке не более 1/3 номинальной.

На каждом электрическом двигателе должен быть технический паспорт в виде металлической пластинки, укрепленной на его корпусе. В паспорте трехфазного асинхронного электродвигателя приводятся его основные технические данные, тип электродвигателя, заводской номер, соответствие стандартам, номинальные: напряжение, ток, мощность, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, масса и др.

На практике получили распространение короткозамкнутые электродвигатели серии: А, А2, 4А, АИР и др.



1.2 Принцип действия асинхронного электродвигателя

Асинхронная машина обладает свойством обратимости, то есть может быть использована как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Из-за ряда существенных недостатков асинхронные генераторы практически не применяются, тогда, как асинхронные двигатели получили очень широкое распространение.

Многофазная обмотка переменного тока создает вращающееся магнитное поле, частота вращения которого в минуту рассчитывается по формуле:

n1=60f1/p (1.3)

где: n- частота вращения магнитного поля статора;

f - частота тока в сети;

р - число пар полюсов.

Если ротор вращается с частотой, равной частоте вращения магнитного поля статора, то такая частота называется синхронной.

Если ротор вращается с частотой, не равной частоте магнитного поля статора, то такая частота называется асинхронной.

В асинхронном двигателе рабочий процесс может протекать только при асинхронной частоте, то есть при частоте вращения ротора, не равной частоте вращения магнитного поля.

Номинальная частота вращения асинхронного двигателя зависит от частоты вращения магнитного поля статора и не может быть выбрана произвольно. При стандартной частоте промышленного тока f1=50Гц возможные синхронные частоты вращения (частоты вращения магнитного поля)

n1=60f1/p=3000/p (1.4)

Работа асинхронного электродвигателя основана на явлении, названном “диск Араго - Ленца”

Это явление заключается в следующем: если перед полосами постоянного магнита поместить медный диск, свободно сидящий на оси, и начать вращать магнит вокруг его оси при помощи рукоятки, то медный диск будет вращаться в том же направлении. Это объясняется тем, что при вращении магнита его магнитное поле пронизывает диск и индуктирует в нем вихревые токи. В результате взаимодействия вихревых токов с магнитным полем магнита, возникает сила, приводящая диск во вращение. На основании закона Ленца направление всякого индуктивного тока таково, что он противодействует причине, его вызвавшей. Поэтому вихревые токи в теле диска стремятся задержать вращение магнита, но, не имея возможности сделать это, приводят диск во вращение так, что он следует за магнитом. При этом частота вращения диска всегда меньше, чем частота вращения магнита. Если бы эти частицы почему-либо стали одинаковыми, то магнитное поле не перемещалось бы относительно диска, и, следовательно, в нем не возникали бы вихревые токи, то есть не было бы силы, под действием которой диск вращается.

В асинхронных двигателях постоянный магнит заменен вращающимся магнитным полем, создаваемым трехфазной обмоткой статора при включении ее в сеть переменного тока.

Вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники обмотки ротора и индуктирует в них ЭДС, то есть электродвижущую силу. Если обмотка ротора замкнута на какое-либо сопротивление или накоротко, то по ней под действием индуктируемой электродвижущей силы проходит ток.

В результате взаимодействия тока в обмотке ротора с вращающемся магнитным полем обмотки статора создается вращающейся момент, под действием которого ротор начинает вращаться по направлению вращения магнитного поля.

Если предположить, что в какой-то момент времени частота вращения ротора оказалась равной частоте вращения поля статора, то проводники обмотки ротора не будут пересекать магнитное поле статора и тока в роторе не будет. В этом случае вращающийся момент станет равным нулю и частота вращения ротора уменьшится по сравнению с частотой вращения поля статора, пока не возникнет вращающейся момент, уравновешивающий тормозной момент, который складывается из момента нагрузки на валу и момента сил трения в машине.

Асинхронная машина кроме двигательного режима может работать в генераторном режиме и режиме электромагнитного тормоза.

Генераторный режим возникает в том случае, когда ротор с помощью постоянного двигателя вращается в направлении вращения магнитного поля с частотой вращения, большей частоты вращения магнитного поля. Поэтому работе асинхронной машины в генераторном режиме соответствуют скольжения в пределах от 0 до- .Если ротор под действием посторонних сил начнет вращаться в сторону, противоположную направлению вращения магнитного поля, то возникает режим электромагнитного тормоза.

Режим электромагнитного тормоза начинается при n=0 и может продолжаться теоретически до n= , поэтому скольжение находиться в пределах от 1.

Для изменения направления вращения ротора, то есть для реверсирования двигателя, необходимо изменить направление вращения магнитного поля, созданного обмотками статора. Это достигается изменением чередования фаз обмоток статора, для чего следует поменять местами по отношению к зажимам сети любые два из трех проводов, соединяющих обмотку статора с сетью.

1.3.1.Реверсивнный пуск асинхронного двигателя

Существуют различные виды схем пуска асинхронного двигателя, например нереверсивный (Рис. №5), реверсивный (Рис. №6).

Рис. №5 нереверсивный

Реверс мы получаем, изменяя порядок чередования фаз на двигателе или магнитном пускателе

Можно двигатель включить по средствам прямого пуска, то есть с помощью рубильника или автоматического выключателя. Также асинхронный двигатель можно включить с помощью различной коммутационной аппаратуры, то есть через контактор, магнитный пускатель, и так далее.

На рисунке №6 изображена электрическая схема реверсивного пуска асинхронного двигателя.

Рис. №6 реверсивный

Принцип работы схемы следующий: включаем автоматический выключатель QF, тем самым подавая напряжение на схему. Нажимаем кнопку SBC, «пуск». При этом питание подается на катушку магнитного пускателя КМ, магнитный пускатель включается, при этом его силовые контакты замкнутся, замкнется так же его вспомогательный замыкающий контакт, шунтирующий кнопку «пуск». Кнопку «пуск» можно отпустить. Как только силовые контакты магнитного пускателя замкнулись, включается двигатель М и начинает работать в заданном режиме.

Для отключения двигателя необходимо нажать кнопку SBT, КНОПКУ «СТОП». При этом мы размыкаем цепь катушки магнитного пускателя КМ. Магнитный пускатель КМ отключится, разомкнуться его силовые контакты, разомкнется вспомогательный замыкающий контакт КМ, и при этом двигатель М отключиться.

2. Ремонт электродвигателя

2.1 Обслуживание и ремонт электрических машин

Существуют различные виды обслуживания и ремонта электрических машин. Такие виды обслуживания как:

Межремонтное обслуживание - обязательно для электрических машин, находящихся в эксплуатации.

Технического обслуживание - осуществляют надзор за нагрузкой и вибрацией электродвигателей, температурой их подшипников, контроль за температурой входящего и выходящего воздуха в замкнутых системах вентиляции, проверку отсутствия ненормальных шумов и искрения под щетками, уход за подшипниками и контроль количества смазки. Перечисленные операции проводит дежурный персонал цеха. Этот же персонал ежемесячно выполняет наружный осмотр и чистку электродвигателей и аппаратуры от пыли и загрязнений.

Периодические осмотры - электродвигателей проводят по графику, установленному главным энергетиком. Целью осмотров является определение технического состояния электродвигателя и выявление объема работ, которые должны быть выполнены при очередном ремонте. Кроме того при осмотре проводят уход за подшипниками, коллекторами, кольцами, щетками и мелкий ремонт без разборки машин.

Мелкий ремонт и устранение незначительных неисправностей электродвигателей проводят во время плановых перерывов в работе технологического оборудования (в обеденные перерывы, нерабочие смены, выходные дни). К этим работам, выполняемым оперативно-ремонтным персоналом цеха, относится подтяжка резьбовых крепежных соединений и соединительных муфт, затяжка разъемных контактных соединений и фундаментных болтов, регулировка защиты и аппаратов управления, регулировка положения траверс, уход за коллекторами, кольцами и щеточными устройствами.

Кроме указанных работ дежурный персонал цеха осуществляет постоянный контроль за состоянием изоляции и исправностью заземляющих устройств электроприводов, ведет надзор за соблюдением правил технической эксплуатации электродвигателей и правил электробезопасности труда мотористов производственных механизмов и технологического персонала цеха, а также принимает участие в приемо-сдаточных испытаниях электродвигателей и их систем управления и защиты после монтажа, ремонта и наладки.

Перед включением электрической машины в работу дежурный электромонтер убеждается в отсутствии посторонних предметов на машине или внутри ее, проверяет состояние контактных колец или коллектора, положение рукоятки пускового реостата, которая должна быть в положении «Пуск». В небольших машинах провертывают ротор вручную. Устройства защиты, автоматического пуска и остановки, имеющиеся в схеме блокировки и управления, провертывают и регулируют в соответствии с инструкцией, утвержденной главным энергетиком предприятия.

Подготовка электрических машин к пуску после их ремонта проводится силами заводской электролаборатории в присутствии дежурного электромонтера. При наличии на подшипниках электрической машины указателя уровня масла в подшипниках, проверяют наличие и нормальный уровень масла.

После пуска электрической машины контролируют нагрев корпуса машины и подшипников, вибрацию, шум и гудение, искрение на коллекторе, биение ременной передачи или соединительной муфты с механизмом.

Аварийная остановка работающей электрической машины производится в следующих случаях: при несчастном случае, когда требуется остановка машины, при появлении дыма или огня из машины или пускорегулирующей аппаратуры, при поломке приводимого механизма, при сильной вибрации, угрожающей целостности машины, при чрезмерном нагреве машины с заметным снижением частоты вращения

2.2 Виды неисправности электродвигателей

Неисправности электродвигателей возникают в результате износа деталей и старения материалов, а также при нарушении правил технической эксплуатации. Причины возникновения неисправности и повреждений электродвигателей различны. Нередко одни и те же неисправности вызываются действиями различных причин, а иногда - и совместными их действием. Успех ремонта во многом зависит от правильного установления причин всех неисправностей и повреждений поступающего в ремонт электродвигателя.

Повреждения электродвигателей по месту их возникновения и характеру происхождения делят на электрические и механические. К электрическим

Относят повреждение или токопроводящих частей обмоток, коллекторов, контактных колец и листов сердечников. Механическими повреждениями считают ослабление крепежных соединительных резьб, посадок, нарушения формы и поверхности деталей, перекосы и поломки. Повреждения обычно имеют очевидные признаки или легко устанавливаются измерениями.

Таблица №1 Неисправности электрических двигателей и возможные причины их возникновения.

Признаки неисправности	Причины неисправности	Способы устранения
Двигатель при включении в сеть не развивает нормальной частоты вращения, издает не нормальный шум, при проворачивание вала от руки работает неравномерно	Возможен обрыв фазы при соединении обмоток статора звездой или двух фаз при соединении треугольником	Наиболее вероятное место повреждения - межкатушечные соединения или окисления контактных поверхностей замыкающих колец (у двигателей с фазным ротором). Производят ремонт соединения, зачистку контактов, ремонт обмотки
При работе электродвигателя на холостом ходу наблюдаются местные перегревы активной стали статора	Замкнуты между собой листы сердечника статора из-за порчи межлистовой изоляции или выгорания зубцов при повреждениях обмотки	Удалить заусеницы, обработав места замыкания острым напильником, разъединить листы и покрыть их лаком. При сильном выгорании листов - вырубить поврежденные места, между листами проложить тонкий электрокартон и пролакировать
Перегрев обмотки статора в отдельных местах при несимметрии токов в фазах; двигатель гудит и не развивает номинального момента	Витковое замыкание одной фазы в обмотке статора; межфазное замыкание в обмотках статора	В случае необходимости - перемотать поврежденную часть обмотки
Признаки неисправности	Причины неисправности	Способы устранения
Равномерный перегрев всего электродвигателя	Неисправен вентилятор (система вентиляции)	Снять защитный кожух и отремонтировать вентилятор
Частота вращения якоря меньше или больше номинальной при нормальных значениях напряжения сети и тока возбуждения	Щетки сдвинуты с нейтрали соответственно в направлении вращения или против направления вращения вала	Чаще всего неисправность бывает в регуляторе возбуждения
При нормальном нагреве двигателя и совершенно исправных щеточном аппарате и поверхности коллектора щетки искрят	Ослабла прессовка коллектора или выступает миканит дорожек изоляции Недопустимый износ коллектора	Проверить пайку всех соединений между обмоткой якоря и почерневшими пластинами коллектора. Обнаруженные неисправности соединения - пропаять

Неисправности часто можно установить лишь по косвенным признакам. При этом приходится производить не только измерения, но и сопоставлять обнаруженные факты с известными из опыта и делать соответствующие выводы.

2.2.1 Предремонтные испытания

Для электродвигателей, поступающих в ремонт, когда это, возможно, следует проводить предремонтные испытания.

Объем испытаний устанавливают в каждом случае в зависимости от вида ремонта, результатов анализа карт осмотра и внешнего состояния электродвигателя. Работа по предметному выявлению неисправности машин называется дефектацией. Перед испытаниями электродвигатель подготавливают к работе с соблюдением всех требований правил технической документации: измеряют размеры зазоров в подшипниках и воздушные зазоры, осматривают доступные узлы и детали и оценивают возможность их использования при испытаниях. Непригодные детали по возможности заменяют исправными (без разборки)

В асинхронных двигателях на холосто ходу измеряют ток холостого хода, контролируют его симметрию и оценивают визуально или с помощью инструментов все параметры, подлежащие контролю при эксплуатации.

В электродвигателях с фазным ротором и двигателях постоянного тока оценивают работу контактных колец, коллекторов. Щеточного аппарата. Нагружая электродвигатель в допустимой мере оценивают влияние нагрузки на работу его основных узлов, контролируют равномерность нагрева доступных частей, вибрацию, определяют неисправности и устанавливают возможные их причины.

Типичные признаки и причины неисправностей асинхронных электродвигателей при номинальных параметрах питающей сети и правильном включении обмоток электродвигателя приведены в таблице №1.

2.3 Разборка электродвигателя

Разборку электродвигателя начинают со снятия:

- шкива или полумуфты.

- крышки подшипников качения, отпускают хомуты траверс, отвинчивают гайки со шпилек, стягивающих фланцы шарикоподшипников.

- выпускают масло из подшипников скольжения.

- снимают подшипниковые щиты.

- вынимают ротор электродвигателя.

- снимают с вала подшипники качения, вытаскивают из щитов втулки или вкладыши подшипников скольжения.

- промывают бензином или керосином щиты, подшипники, траверсы, вкладыши, масленки, уплотнения и т. п.

- очищают обмотки от пыли или продувают их очищенным сжатым воздухом.

- загрязненные обмотки после продувки протирают чистой тряпкой, смоченной в бензине.

- производят распайку соединений и вынимают обмотки из пазов.

Разборку электродвигателя следует проводить так, чтобы не повредить отдельных деталей. Поэтому при разборке не разрешается применять слишком больших усилий, резких ударов, пользоваться зубилами.

Туго выворачивающиеся болты смачивают керосином и оставляют на несколько часов, после чего болты ослабляют и выкручивают.

При разборке электродвигателя все мелкие детали складывают в специальный ящик. Каждая деталь электродвигателя должна иметь бирку, на которой указывают номер ремонтируемого электродвигателя. Болты и шпильки после разборки лучше ввернуть на свои места, что предотвратит возможную их утерю.

Шкив, полумуфту и шарикоподшипник снимают с вала при помощи съемника (рис. 7), желательно чтобы съемник был с тремя скобами.



Рис.№7 Съемник

2.3.1 Ремонт обмотки статора

Перед ремонтом внимательно осматривают обмотки, обращая особое внимание на места выхода обмотки из пазов статора. Замасленные места обмоток протирают обтирочным материалом, смоченным в бензине. Места обмотки с незначительными повреждениями изоляции (отслоение, механическое повреждение, оголение проводов и др.) покрывают изоляционным лаком или эмалью воздушной сушки, нанося лак щеткой или пульверизатором.

Оборванные, ослабленные или потерявшие механическую прочность бандажи осторожно снимают и бандажируют лобовые части обмоток, используя тафтяную ленту при изоляции обмотки класса нагревостойкости А и стеклоленту при изоляции классов Е, В и F. Бандаж укладывают по окружности лобовых частей обмотки через один или два паза с помощью специального шила (рис 8) с натяжением. Затем пропитывают бандажи одним из лаков или эмалей воздушной сушки.

Места выводных проводов обмотки статора электродвигателя с механическими повреждениями изоляции покрывают несколькими слоями изоляционной ленты. Выводные провода заменяют новыми, если их изоляция по всей длине имеет трещины, отслоения или механические повреждения, распространяющиеся на медную жилу. При замене снимают бандаж с лобовой части обмотки и рассоединяют поврежденный провод с выводами катушечной группы обмотки статора.

Рис.№8

Если обмотка электродвигателя намотана медным проводом, то на длине 35--40 мм ножом (рис 8, б) зачищают концы проводов катушечных групп и выводного провода. Зачищенные концы скручивают скруткой, как это показано на рисунке 9а, причем длина скрутки не должна быть меньше 20--25 мм. Место скрутки проводов пропаивают припоем ПОС-30 или ПОС-40 или сваривают угольным электродом. При сварке один зажим трансформатора присоединяют.. к скрутке, а второй -- к угольному электроду (рис9,в). Напряжение на дуге должно быть 16--18В.

Если обмотка электродвигателя выполнена алюминиевым проводом, то концы проводов катушечных групп зачищают на длине 70--80 мм, а конец медного выводного провода -- на длине 50 мм. Зачищенные концы соединяют скруткой таким образом, чтобы все жилы медного провода находились внутри четырех-пяти витков алюминиевого провода и конец медного провода выступал над алюминиевым на 3--4 мм (рис 9б). Кисточкой наносят на торцевую поверхность скрутки флюс (канифоль--25%, спирт этиловый--75%) и оплавляют угольным электродом до получения качественного соединения проводов. Оплавление начинают с торцевой поверхности медного провода. После сваривания со скрутки удаляют остатки флюса.

Место соединения проводов изолируют, надев на скрутку линоксиновую трубку (рис9, г) или намотав несколько слоев изоляционной ленты. Затем бандажируют лобовые части обмотки, разместив витки бандажа через один или два паза по окружности лобовой части обмотки, и пропитывают лаком воздушной сушки.

Рис.№9

2.3.2 Выжигание обмотки статора

Для размягчения изоляции статор электродвигателя помещают в печь-термостат и постепенно поднимают температуру до 300 С и выдерживают статор при ней в течение 4-5 ч. При этом происходит деструкция и размягчение связующего состава изоляции обмотки. Затем демонтируют катушки статора, выполняя ряд ремонтно-технологических операций (срезают изоляцию с мест пайки схемы, распаивают схему, выбивают пазовые клинья из пазов, извлекают обмотки из пазов, очищают пазы от остатков изоляции и т.д.).

Следует обращать внимание на состояние витковой изоляции. У катушек, не имеющих повреждения изоляции, объем восстановительных работ существенно сокращается, так как нагрев обмотки в термостате не вызывает нарушения изоляции. При необходимости поврежденную витковую изоляцию удаляют, используя различные способы очистки провода от изоляции (проволочные щетки-круги и т.п.)

Катушки с уложенной витковой и корпусной изоляцией рихтуют на шаблоне, подсушивают в термостате при температуре до 100°С, опрессовывают в пресс-форме их пазовую часть, укладывают в статор по типовой технологии и запекают в печи-термостате при температуре 150°С в течение 6-8 ч.

2.3.3 Выемка обмотки статора

Установить статор на токарный станок.

Обрезать лобовую часть обмотки статора со стороны соединения катушек.

Разогреть изоляцию обмоток статора в тупиковой электропечи при температуре 250…300 °С в течение 30…40 мин (при загрузке и выкатке тележки из электропечи нагреватели должны быть отключены, а местный отсос включен).

При остывании статора до температуры 80…90 « установить держатель активной стали и удалить по частям обмотку из пазов на установке для выемки обмоток.

Снять держатель активной стали.

2.3.4 Изготовление обмотки

Для намотки катушек необходимо заготовить медного эмалированного провода марки ПЭЛ 120 г. Диаметр провода без изоляции должен быть равен 0,23 мм (с изоляцией 0,25 мм). За неимением провода такого диаметра можно использовать провода диаметром 0,21 или 0,25 мм. 

Каждая катушка должна состоять из 670 витков этого провода. 

Указанные обмоточные данные соответствуют тому случаю, когда электродвигатель должен работать от сети напряжением 127 а. 

Укладку витков провода на шаблоне следует стремиться производить возможно ровнее. Витки должны прилетать друг к Другу, образуя так называемую слоеную обмотку. После окончания намотки катушки и снимите катушку с шаблона без опасения, что витки разойдутся.

Освободите шаблон от скрепляющего его витка, снимите щёки и осторожно удалите из полученной катушки сердечник. Таким же образом намотайте и вторую катушку. Намотанные катушки подвергаются пропитке и сушке. 

Чтобы выводы катушек не переломились при перегибах, их выполняют гибким изолированным кабелем сечением 0,5 ко. мм или, если кабеля не достанете, медным проводом диаметром 0,8- 1,0 мм. Места припайки выводов должны быть изолированы от витков обмотки. Выводы должны быть припаяны аккуратно, чтобы не осталось острых мест от наплывов припоя, которые могут привести к замыканию между собой витков катушек или на корпус. 

После припайки катушки изолируются полосами из лакоткани или лаколентой шириной 10-12 мм в полна- хлёста; каждый оборот ленты должен наполовину перекрывать предыдущий оборот. Сверх этой изоляции катушки должны быть изолированы тафтяной или батистовой лентой шириною 10-М2 мм, также в пол нахлёста. 

На внутренних углах катушек, чтобы не получалось утолщений, следует ленту сужать, подрезая её ножницами. 

Укладка катушек статора. Взять комплект секций на электродвигатель и положить слева от подставки. Взять одну группу фазы и развязать нитки, связывающие группу. Первую секцию согнуть. Секцию сгибать так, чтобы части секции, вкладываемые в пазы» были параллельны. Вязки сдвинуть на лобовые части. В первый паз вставить одну сторону секции, заправляя проводники ножом, оправкой, изготовленным из твердых пород дерева или текстолита, эбонита и т. д. Первым пазом считается паз (если смотреть слева), лежащий напротив кармана или места выхода из статора выводных концов. Укладку производят по часовой стрелке. Закрепить секции пазовой крышкой. Обжать секцию в пазу гладилкой и заклинить клином. В зависимости от шага по пазам отсчитать необходимый паз и вставить в него вторую сторону секции, повторяя операции по укладке первой стороны. Уложить в том же порядке остальные катушки секции. Согласно схеме обмотки уложить остальные секции. Установить шаблон для формовки лобовых частей в расточку статора и оправкой отформовать лобовую часть. Вставить лобовые межфазные прокладки. Повернуть электродвигатель другой стороной, повторить процесс формовки лобовой части. Вставить лобовые межфазные прокладки. Статор установить вертикально, расправить концы секций и надеть на них поливинилхлоридные или линоксиновые трубки. На концы секций в местах межкатушечных соединений надеть поливинилхлоридные или линоксиновые трубки по одной на каждое. Зачистить места сварки от изоляции и соединить катушки.

Присоединение выводов электродвигателя. Места соединений сварить при помощи сварочного трансформатора. Концы обмотки свариваются на стыковом аппарате. Для этого к зачищенным и скрученным вместе проводам прикладывают металлический электрод. В данном случае используют плоскогубцы, к которым присоединен один провод от сварочного трансформатора. Ручки плоскогубцев изолированы. К концу скрутки прикладывают угольный электрод. Возникшая дуга оплавляет провода и сваривает, их.

Зачистить место сварки, отогнуть скрутку и надвинуть трубку. Надвинуть линоксиновую (поливинилхлоридную) трубку большего диаметра на отогнутую скрутку с выводным концом так, чтобы каждый ее конец находил на трубку меньшего диаметра не меньше чем на 10 мм. Уложить выводные концы, направив их к карману или месту вывода, а затем связать в пучок. Бандажировка обмоток электродвигателя. Забандажировать лобовую часть хлопчатобумажным шнур-чулком или стеклошнур-чулком, прошивая обмотку возле каждого паза. Шнур завязать узлом у первого паза. Повернуть статор и забандажировать вторую лобовую часть. Установить статор в приспособление для опрессовки. Выводные концы заправить в соответствующую прорезь. Опрессовать лобовую часть. Повернуть статор и опрессовать вторую лобовую часть. После опрессовки произвести перетяжку бандажа. Развязать крепление шнур-чулка, выбрать слабину, образовавшуюся при опрессовке и завязать узлом заново. При изготовлении приспособления для опрессовки лобовых частей статор; необходимо учитывать, что после опрессовки обмотки лобовых частей немного пружинят, увеличивая размер на 2...3 мм. Кроме того, необходимо также учитывать увеличение размера лобовых частей обмотки на 2...3 мм после пропитки и сушки. Установить шаблон для оправки лобовых частей и оправить последние с обеих сторон статора. Произвести контроль обмотки на контрольном стенде. Отправить статор на пропитку и сушку.

2.3.5 Пропитка лаком

Для пропитки обмотки статора в бак по патрубку подается сжатый воздух давлением 0,45 - 0,5 МПа, с помощью которого уровень лака поднимается до заполнения всей обмотки, но ниже верхней части кромки станины статора. По окончании пропитки выключают подачу воздуха и выдерживают статор примерно 40мин (для слива остатков лака в бак), снимают заглушку с коробки выводов. После этого статор направляют в сушильную камеру.

Это же приспособление используют для пропитки обмоток статора под давлением. Необходимость в этом возникает в тех случаях, когда в пазах статора очень плотно уложены провода и при обычной пропитке (без давления лака)лак не проникает во все поры изоляции витков. Процесс пропитки под давлением заключается в следующем. Статор устанавливается как и в первом случае, но сверху закрывается крышкой. Сжатый воздух подается в бак и цилиндр, который прижимает крышку к торцу станины статора через установленную прокладку уплотнения. Поворотная траверса, укрепленная на колонке, и винтовое соединение крышки с цилиндром позволяют использовать это приспособление для пропитки обмоток статоров различной высоты.

Пропиточный лак в резервуар подается из емкости, расположенной в другом, не пожароопасном помещении. Лак и растворители являются токсичными и пожароопасными и в соответствии с правилами охраны труда работа с ними должна проводиться в защитных очках, рукавицах, резиновом фартуке в помещениях, оборудованных приточно-вытяжной вентиляции.

2.3.5 Сушка обмотки статора

Применяется несколько способов сушки. Наиболее целесообразно в условиях участка сушить обмотки в сушильном шкафу при температуре 80-90° С в течение 7-10 ч. Для сушки обмоток электродвигателей можно использовать шкаф ОП-4443 (рис.10). Крышка шкафа в открытом положении служит площадкой для установки электродвигателей при съеме с кран-балки или другого подъемного средства, а рольганг на крышке и внутри шкафа - для подачи двигателей в камеру шкафа.

Рис.№10

Изоляция обмоток считается высушенной, если ее сопротивление при установившейся температуре не изменяется в течение 2-3 ч.

При сушке обмоток на месте установки электродвигателей обычно пользуются одним из трех способов нагрева: внешним нагревом (терморадиационный способ), нагревом током, пропускаемым через обмотки электродвигателя или индукционным нагревом.

Для сушки обмоток внешним нагревом в большинстве случаев применяют лампы инфракрасного излучения типа ЗС мощностью 250, 500, 1000 Вт, обычные осветительные лампы мощностью 100-250 Вт или трубчатые электронагреватели типа ТЭН. Лампы и трубчатые электронагреватели размещают в расточке статора так, чтобы обмотка нагревалась равномерно. Во время сушки контролируют температуру нагрева и сопротивление изоляции обмоток. Температуру нагрева контролируют термометром со шкалой 0-150° С, а сопротивление изоляции - мегомметром на 500 В. В начале сушки температуру измеряют через 15-30 мин, а после установления температуры-через каждый час. Температура обмотки в наиболее нагретом месте не должна превышать 90° С, а время нагрева обмоток до температуры 70-90° С должно быть не менее 2-2,5 ч. Для электродвигателей серии СХ допустимая температура обмоток при сушке составляет 110°С. Чтобы избежать рассеивания тепла, статор и ротор при сушке следует оградить листами из негорючего материала.

При сушке токовым нагревом заземляют корпус электродвигателя, обмотки статора соединяет последовательно или параллельно (рис. 11, а) и подключают к вторичной обмотке понижающего трансформатора.

В качестве понижающего трансформатора для сушки обмоток электродвигателей мощностью до 10 кВт можно использовать осветительные трансформаторы ТБС-2 или ОСО-0,25, а для электродвигателей большей мощности - сварочные трансформаторы. Перед началом сушки с помощью реостата или регулятора устанавливают силу тока в обмотках электродвигателя, равную 60-80% его номинального значения. При сушке контролируют температуру нагрева обмоток и сопротивление изоляции.

Чтобы избежать пробоя изоляции, сушить токовым методом можно только обмотки электродвигателей, сопротивление изоляции которых не менее 0,1 МОм. Особенно опасно сушить постоянным током обмотки с низким сопротивлением изоляции, так как при сушке может возникнуть электролитическое действие тока.

Для сушки обмоток индукционным нагревом на станину статора наматывают намагничивающую обмотку (рис.11,б). Обмотки электродвигателя нагреваются за счет тепловых потерь, возникающих вследствие нагрева магнитопровода.

Рис.№11

2.3.6 Сборка Электродвигателя

Сборку электродвигателя начинают со сборки отдельных узлов. В подшипниковые щиты запрессовывают перезалитые вкладыши или выточенные заново втулки. Их надо предварительно пришабрить по валу и выпилить в них по старым размерам канавки для смазки и прорези для смазочных колец.

Вкладыши и втулки запрессовывают в щит при помощи небольшого винтового или гидравлического пресса или осторожными ударами молотка через прокладку. При этих операциях сборки особенно опасны перекосы, которые могут привести к заклиниванию втулок и вкладышей. 

Рис. 12. а- правильная, б- неправильная

Установка подшипникового щита электродвигателя при выбивании вкладыша (рис.12): а - правильная, б - неправильная.

Шарикоподшипники необходимо туго посадить на вал. Для облегчения этой операции подшипник нагревают в масляной ванне до температуры 70 - 75°. При этом подшипник расширяется и легче надевается на вал электродвигателя. При нагревании подшипник не рекомендуется ложить на дно ванны, а надо подвешивать его на проволоке. Подогревать подшипник в пламени паяльной лампы не рекомендуется, чтобы не допустить отпуск стали подшипника.

Насаживают подшипник на вал электродвигателя легкими ударами молотка по трубе, упирающейся во внутреннее кольцо подшипника. При дальнейшей сборке наружная обойма подшипника должна быть посажена нормально в гнездо подшипникового щита. Слишком тугая посадка может привести к зажиму шариков, а слабая вызовет проворачивание наружной обоймы подшипника в гнезде щита, что недопустимо.

Следующую операцию - введение ротора в расточку статора производят так же, как и при разборке. Затем устанавливают подшипниковые щиты, закрепляя их временно болтами. При этом необходимо, чтобы щиты были установлены на свое старое место, что проверяют по совпадению меток, нанесенных на корпусе и щите при разборке.

При одевании щитов на вал электродвигателя надо приподнять смазочные кольца подшипников скольжения, иначе они могут быть повреждены валом.

После установки щитов ротор электродвигателя проворачивают вручную. Ротор правильно собранного электродвигателя должен вращаться сравнительно легко.

Тугое вращение вала электродвигателя может быть вызвано: неправильной посадкой подшипника качения на вал (малый радиальный зазор), недостаточной рас шабровкой втулки или вкладыша подшипника скольжения, наличием в подшипнике опилок, грязи, засохшего масла, перекосами вала, обработкой вала или корпуса, не соответствующей посадке, увеличенным трением кожаных или войлочных уплотнений о вал.

Затем окончательно затягивают болты подшипниковых щитов, заполняют соответствующей смазкой подшипники качения и закрывают их крышками. В подшипники скольжения заливают масло.

Ротор собранного электродвигателя еще раз проворачивают вручную, проверяют отсутствие задевания вращающихся частей за неподвижные, определяют и подгоняют необходимую величину разбега (осевого перемещения ротора).

После сборки электродвигатель подключают к сети и проверяют при работе вхолостую, а затем она поступает на окончательные испытания.

2.3.7 Испытания электродвигателя

Электродвигатели испытываются следующим образом:

Таблица №2

Испытания	Пункты
Приемо-сдаточные испытания при полной или частичной смене обмоток	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
При капитальном ремонте	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
При текущем ремонте	2, 5 , 7.

Объём и нормы приёмосдаточных и профилактических испытаний приводятся (по пунктам) ниже:

1) Измерить сопротивление постоянному току обмоток статора и ротора. Сопротивления обмоток статора и ротора измеряют при капитальном ремонте двигателей напряжением 2 кв и выше. Величины сопротивления обмоток различных фаз не должны отличаться от ранее измеренных величин или заводских данных более чем на 2%.

2) Измерить сопротивление изоляции мегоометром на напряжение 1000--2500 в. Величина сопротивления изоляции не нормируется.

3) Испытать изоляцию обмотки статора повышенным напряжением промышленной частоты.

Величина испытательного напряжения промышленной частоты при испытаниях после капитального ремонта (без смены обмоток) должна соответствовать приведённым ниже данным:

Таблица №3

Номинальное напряжение электродвигателей	Кв, ниже 0,4 и о,5
Испытательное напряжение промышленной частоты	Кв 1, 15

Двигатели напряжением до 500 в включительно после монтажа и ввода ротора испытываются напряжением 1000 в на протяжении 1 мин.

Величина испытательного напряжения при полной смене обмоток электродвигателей (продолжительность испытания 1 мин)

Таблица №4

Объект испытания и операция	Испытательное напряжение промышленной частоты (кв) двигателем с номинальным напряжением до 500 Вольт включено с всыпной (мягкой) обмоткой
Новые катушки после закладки в пазы до соединения и пайки	Мощность машин: До 1 квт - 2 U ном + 1 квт 1 - 3 квт - 2 U ном + 2 квт Свыше 3 квт - 2 U ном + 2,5 квт
Главная изоляция обмотки статора (каждая фаза по отношению к корпусу при двух заземленных фазах)	Мощность машин: До 1 квт - 2 U ном + 0,75 квт 1 - 3 квт - 2 U ном + 1,5 квт Свыше 3 квт - 2 U ном + 2 квт

4) Испытать изоляцию обмотки ротора двигателя с фазным ротором от корпуса и бандажей. Производится при капитальном ремонте без смены обмоток и приёмо-сдатомных испытаниях напряжением промышленной частоты величиной, равной 1,5 Uр, но не менее 1000 в, в течение 1мин, где Uр -- напряжение на кольцах при разомкнутом и неподвижном роторе и полном напряжении на статоре. При частичной смене обмоток после соединения, пайки и бандажировки величина испытательного напряжения принимается равной 1,5 Uр, но не менее 1000 в. При полной смене обмоток роторов величина испытательного напряжения принимается 2 Uр 1000 в.

5) Измерить зазоры в подшипниках и между сталью статора и ротора. Величины воздушных зазоров в диаметрально противоположных точках не должны отличаться более чем на ± 10% от среднего значения.

6) Проверить работу электродвигателей на холостом ходу в течение часа. Величина тока холостого хода не нормируется.

7) Измерить вибрацию двигателей. При текущем ремонте производится для двигателей дымососов.

Величина вибрации не должна превышать следующих значений:

Номинальная скорость вращение , оборотов в минуту 3000, 1500 и ниже

Величина вибрации, мм 0,05, 0,1.

8) Измерить разбег в осевом направлении. Величина разбега не должна быть больше 4 мм. При капитальном ремонте производится при выемке ротора.

9) Проверить работу двигателя под нагрузкой.

3. Инструменты, механизмы и материалы

3.1 Инструменты

-Отвертки А 150x0,5

-комплекты торцовых ключей и рожковых ключей

-подшипниковые съемники

-приспособление для вывода ротора

-приспособления для съема вентилятора и подшипниковых щитов

-зубило слесарное

-молоток

-плоскогубцы

-электропаяльник 90 Вт.

Инструмент, применяемый при ремонте обмоток статоров электродвигателей:

-шило для бандажирования лобовых частей обмоток

-нож

-оправка для выбивания пазовых клиньев

-приспособление для забивания пазовых клиньев

-резиновый молоток или киянка для укладки обмоток.

3.2 Механизмы

Тельфер - подвесное грузоподъёмное устройство (таль) с электрическим приводом, обеспечивает значительную скорость как подъёма груза по вертикали, так и перемещения его по складу вдоль балок.

Съемники гидравлические и механические- предназначены для демонтажа деталей и узлов, имеющих посадку с натягом: подшипников, шкивов, шестерён, втулок, муфт, фланцев, зубчатых передач, железнодорожных колес, гребных винтов, крыльчаток, составных коленчатых валов и т.п. Рабочим элементом гидравлического съемника является гидроцилиндр, а механического съемника - шпилька с резьбой.

3.3 Материалы

-Электрокартон

-Лакоткань марки ЛКМ

-Стеклолента

-Обмотка

-Синтетическая пленка типа лавсан

-Пропиточный лак марки: ГФ - 95

4. Техника безопасности

Страховку груза при подъеме производят стропами - короткими кусками цепи или стального каната, снабженного крюками, петлями..

Работы по установке электродвигателей на фундаменты следует выполнять в рукавицах. Электродвигатели массой до 50 килограмм на низкие фундаменты можно установить вручную, но не менее, чем двумя рабочими.

Запрещается перемещение, и установка щитов без принятия мер, предупреждающих их опрокидывание.

При затяжке болтовых соединений полумуфт запрещается : пользоваться вместо гаечных ключей каким-либо другим инструментом ; удлинять гаечные ключи другими ключами, отрезками труб и так далее ; пользоваться неисправными гаечными ключами или ключами несоответствующих размеров.

Перед пробным пуском электродвигателя необходимо проверить: крепление фундаментных блоков и прочих элементов оборудования; отсутствие посторонних предметов внутри или вблизи оборудования; наличие защитного заземления.

5.Экономический расчет

Виды затрат	Единица измерения	Количество	Стоимость единицы руб.	Сумма руб.
Лакоткань ЛКМ	м	3	113	339
Электрокартон	кг	3	8	24
Обмотка	кг	5	400	2000
Стеклолента	м	1	2	2
Пленка Лавсан	кг	3	325	975
Лак Гф-95	кг	1	175	175
Итого		3515

Заключение

В ходе выполнения данной работы мною была использована литература и дополнительные источники по выбранной теме, изучены и описаны устройство, принцип действия, возможные неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, сделан экономический расчёт ремонтных работ. Таким образом, можно считать поставленные цели задачи выполненными. 

Полученные в ходе выполнения данной работы знания и навыки, приобретенные на учебной и производственной практике, пригодятся в моей будущей профессиональной деятельности.

Литература

1.Китаев Е. В. Электротехника с основами промышленной электроники. - М.: Высшая школа, 1980.

2.Токарев Б.Ф. Электрические машины - М.:Энергоатаниздат, 1989.

3.Гусев Н.Н., Мельцер Б.Н. Устройство и монтаж электрооборудования.-Мн.: Высшая школа,1979.

4.Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию:- М.: высшая школа, 1991.

5. Лобзин С.А. Электрические машины. - М.: ИЦ «Академия», 2012.

6. Москаленко В.В. Справочник электромонтера: Справочник. - М.: ПрофОбрИздат, 2002.

7. Москаленко В.В. Электрический привод. - М.: ИЦ «Академия», 2000.

8. Нестеренко В.М. Технология электромонтажных работ. - М.: ИЦ «Академия», 2004.

9. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. - М.: ИРПО; Изд. Центр «Академия», 2000.

10. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Технология электромонтажных работ. - М.: ИЦ «Академия», 2000. ротор электрический двигатель

11. Сибикин Ю.Д. Электробезопасность при эксплуатации электроустановок

промышленных предприятий. - М.: Изд. Центр «Академия», 2007.

Размещено на Allbest.ru

...