Двигатели постоянного тока - Ремонт

Машины повреждаются чаще всего из-за недопустимо длительной работы без ремонта, плохого эксплуатационного обслуживания или нарушения режима работы, на который они рассчитаны. Повреждения электрических машин бывают механические и электрические.
К механическим повреждениям относят: выплавку баббита в подшипниках скольжения; разрушение сепаратора, кольца, шарика или ролика в подшипниках качения; деформацию или поломку вала ротора (якоря); образование глубоких выработок («дорожек») на поверхности коллекторов и контактных колец; ослабление крепления полюсов или сердечника статора к станине; разрыв или сползание проволочных бандажей роторов (якорей); ослабление прессовки сердечника ротора (якоря) и др.
К электрическим повреждениям относят пробой изоляции на корпус; обрыв проводников в обмотке; замыкание между витками обмотки; нарушение контактов и разрушение соединений, выполненных пайкой или сваркой; недопустимое снижение сопротивления изоляции вследствие ее старения, разрушения или увлажнения и др.
Электрослесарь по ремонту электрических машин должен хорошо знать характерные признаки, а также способы выявления и устранения различных повреждений и неисправностей, возникающих в этих машинах.
Наиболее распространенные неисправности и возможные причины их возникновения в электрических машинах приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Неисправности электрических машин и возможные причины их возникновения
Признак неисправности
Возможная причина
Искрение под всеми щетками на холостом ходу
Щетки установлены не на магнитной нейтрали или расстояния между отдельными бракетами неодинаковые; щетки неправильно установлены в щеткодержателях; сильно загрязнен коллектор
Искрение под частью щеток на холостом ходу
Неодинаковые расстояния между бракетами по окружности коллектора или отдельные бракеты слабо закреплены и вибрируют; отдельные щетки неплотно прилегают к коллектору или очень прижаты к нему; загрязнены или окислены контакты в токособирающих кольцах, между щеткодержателями и бракетами, щеткодержателями и щетками
Машина начинает искрить при частичной нагрузке, а на холостом ходу не искрит
Щетки находятся не на нейтрали; неправильно включена обмотка добавочных полюсов, что дает неправильное чередование главных и добавочных полюсов
Щетки равномерно искрят при нагрузке, а на холостом ходу машина не искрит
Большой или малый зазор между якорем и добавочными полюсами; отдельные добавочные полюса слабо прижаты или не поставлены прокладки между станиной и полюсами
Щетки искрят, генератор плохо возбуждается, а двигатель плохо разворачивается или работает с ненормальной скоростью, обмотка якоря местами сильно нагревается
Витковое замыкание в обмотке якоря, некоторые соседние пластины имеют задиры и между ними происходит замыкание; замыкание витков в катушке от оставшегося при пайке олова

Продолжение таблицы 1
Признак неисправности
Возможная причина
Щетки искрят, наблюдается почернение коллекторных пластин. После чистки чернеют одни и те же коллекторные пластины. Изоляция между коллекторными пластинами выгорела
Нарушение соединений между обмоткой якоря и коллектором; отпаялись уравнительные соединения

Якорь сильно нагревается даже в ненагруженной машине, а щетки одного полюса искрят сильнее щеток других полюсов

Неравномерный зазор в машине (плохая центровка при монтаже машины, износ подшипников)
При работе машины наблюдается легкое круговое искрение, по поверхности коллектора со щеток одного полюса на щетки другого полюса перескакивают отдельные искры
Коллектор сильно загрязнен в результате сильного износа щеток; неровная поверхность коллектора; несоответствующий тип щеток; плохой уход за машиной
Щетки дрожат; искрят, очень шумят; коллектор и щетки сильно нагреваются
Биение коллектора, вызванное его неровной поверхностью, между пластинами выступает изоляция; неправильная установка щеток
Круговой огонь по коллектору
Щетки установлены не на нейтрали; обмотка добавочных полюсов включена неправильно и поэтому главные и добавочные полюса неправильно чередуются
Вся машина равномерно перегрета
Перегрузка машины; вентиляционные пути и каналы забиты; не работает вентилятор
Генератор плохо возбуждается, а двигатель плохо разворачивается или разворачивается толчками
Витковое замыкание в обмотке якоря; замыкание отдельных коллекторных пластин
Перегрев обмотки возбуждения
Большой ток возбуждения; витковое замыкание в обмотке возбуждения; неправильно соединены катушки возбуждения

Продолжение таблицы 1
Признак неисправности
Возможная причина
Генератор не возбуждается
Генератор утратил остаточный магнетизм, неправильное направление вращения; оборвана цепь параллельной обмотки возбуждения или сопротивление цепи превышает критическое; короткое замыкание в обмотке якоря, между пластинами коллектора; обрыв обмотки якоря; неправильное положение щеток
Генератор возбуждается, но дает пониженное напряжение на холостом ходу
Недостаточная частота вращения; щетки находятся не на нейтрали; неправильное соединение катушек обмотки возбуждения
Генератор на холостом ходу дает номинальное напряжение, но при нагрузке оно резко снижается
В генераторе смешанного возбуждения последовательная обмотка включена встречно и размагничивает поток полюсов; обмотки добавочных полюсов включены неправильно
Двигатель при включении не вращается
Разрыв цепи тока якоря в результате перегорания предохранителей, обрыва цепи в реостате или в двигателе
Двигатель под нагрузкой не запускается, хотя в якоре есть ток
Неправильное включение обмотки возбуждения, которое приводит к резкому ослаблению магнитного потока; витковое замыкание в обмотке возбуждения
Скорость двигателя при номинальном напряжении выше или ниже номинальной
При скорости выше номинальной магнитный поток ослаблен за счет включенных в цепь возбуждения сопротивлений или щетки смещены с нейтрали против направления вращения
Отремонтированная электрическая машина должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней стандартами или техническими условиями.
На ремонтных предприятиях проводят следующие виды испытаний: контрольные — для определения качества электрооборудования; приемосдаточные, проводимые при сдаче отремонтированного электрооборудования ремонтным предприятием и приеме заказчиком; типовые испытания, проводимые после внесения изменения в конструкцию электрооборудования или технологию его ремонта для оценки целесообразности внесенных изменений. В ремонтной практике чаще всего применяют контрольные и приемосдаточные испытания.
Каждая электрическая машина после ремонта вне зависимости от его объема подвергается приемосдаточным испытаниям. При испытаниях, выборе измерительных приборов, сборке схемы измерений, подготовке испытываемой электрической машины, установлении методики и норм испытаний, а также для оценки результатов испытаний используют соответствующие стандарты и инструкции.
Если при ремонте машины не изменена ее мощность или частота вращения, то после капитального ремонта машину подвергают контрольным испытаниям, а при изменении мощности или частоты вращения — типовым испытаниям.
В ремонтной практике встречаются главным образом следующие виды испытаний: до начала ремонта и в процессе его для уточнения характера неисправности; вновь изготовленных деталей машины; собранной после ремонта машины. Общие указания по программе и методике испытаний электрических машин приведены в ГОСТе.
Испытания и проверки собранной после ремонта машины проводят в такой последовательности:
– проверка сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между ними;
– проверка правильности маркировки выводных концов;
– измерение сопротивления обмоток постоянному току;
– проверка коэффициента трансформации асинхронных двигателей с фазным ротором;
– проведение опыта холостого хода;
– испытание на повышенную частоту вращения;
– испытание межвитковой изоляции;
– испытание электрической прочности изоляции.
В зависимости от характера и объема произведенного ремонта иногда ограничиваются выполнением лишь части перечисленных испытаний. Если испытания проводят до ремонта с целью выявления дефекта, достаточно провести часть программы испытаний.
Основными показателями качества произведенного ремонта, определяющими надежность работы отремонтированной электрической машины, являются сопротивление ее изоляции и способность воспринимать номинальную нагрузку. Поэтому при должном соблюдении технологии выполнения ремонтных операций в ремонтной практике в ряде случаев ограничиваются только испытаниями изоляции и послеремонтной проверкой нагрузочной способности электрической машины.
Сопротивление изоляции испытывают мегомметром, а нагрузочную способность — электромагнитным тормозом. Испытания изоляции электрических машин напряжением до 1000В производят мегомметром Ml 101.
В процессе изготовления обмоток ремонтируемых машин выполняют мегомметром Ml 101 необходимые испытания при каждом переходе от одной технологической операции к другой. По мере выполнения операций изготовления обмотки и движения к завершающей стадии испытательные напряжения снижаются, приближаясь к наименьшим допустимым, предусмотренным соответствующими нормами. Это объясняется тем, что после выполнения очередных технологических операций сопротивление изоляции элементов обмотки может снижаться, и если на последующих стадиях ремонта не снижать испытательные напряжения, то возможен пробой изоляции в такой момент готовности обмотки, когда для устранения дефекта потребуется переделка всей ранее проделанной работы.
Испытательные напряжения должны быть такими, чтобы в процессе испытаний выявлялись дефектные участки, но в то же время не повреждалась исправная часть изоляции.
В перечень испытаний входит измерение сопротивления изоляции обмоток до и после пропитки и сушки. Кроме того, испытывают электрическую прочность изоляции обмоток приложением высокого напряжения.
Сопротивление изоляции обмоток электрических машин напряжением до 660 В, измеренное мегомметром на 1000 В после пропитки и сушки, должно быть не ниже: после полной перемотки обмоток — 3 МОм у статора, 2 МОм у ротора; после частичной перемотки обмоток — 1 МОм у статора; 0,5 МОм у ротора.
Указанные сопротивления изоляции обмоток не нормированы, а рекомендуются исходя из практики ремонта и эксплуатации отремонтированных электрических машин.