Краткие теоретические сведения. Условия, в которых работают тяговые двигатели весьма тя­желые

 

Условия, в которых работают тяговые двигатели весьма тя­желые. В отличие от стационарно устанавливаемых машин они подверже­ны воздействиям окружающей среды, динамическим ударам со стороны рель­сового пути и работают в условиях широко, а иногда и резко изменяю­щихся значений тока, напряжения.

Несмотря на принимаемые меры, из окружающей среды в машины попа­дают влага и пыль. Влага проникает в поры изоляции обмоток машин, что приводит к снижению ее электричес­кой прочности, создает условия для возникновения электрического или теп­лового ее пробоя, приводит к ускорен­ному ее старению. В сочетании с низ­кими температурами влага способствует появлению инея и обледенению коллек­тора и щеточного аппарата, что приво­дит к повышенному искрению под щет­ками. Повышенное искрение возникает и от загрязнения коллектора и щеточ­ного аппарата пылью, попада- ющей в машину через неплотности люков и с охлаждающим воздухом.

Температура окружающей среды может доходить до —40 °С зимой и до + 50 °С летом. Высокая температура ухудшает охлаждение электрических машин, способствует их чрезмерному нагреву, а низкая вызывает загустевание смазки в подшипниках, отпоте­вание машин при установке э. п. с. в депо.

При прохождении неровностей пути колесные пары э. п. с. воспринимают значительные динамические силы (осо­бенно при высоких скоростях движе­ния). Эти удары, частично сглаженные системой рессорной подвески, переда­ются тяговым двигателям. Наиболее чувствительны они для тяговых двигателей с опорно-осевым подвешиванием, почти половина массы, которых не под­рессорена. Общий вид тягового двигателя НБ-418К6 показан на рис.12.1.

 

От действия динамических сил в эле­ментах машин могут возникать трещи­ны, изломы, повышенная выработка трущихся поверхностей, усиливаться искрение на коллекторе, слабнуть узлы соединений.

Напряжение в контактном проводе, а следовательно, напряжение, подводи­мое к тяговым двигателям (и другим электрическим машинам), могут отли­чаться от номинального значения на 10—12%. В отдельных случаях (например, при рекуперативном тормо­жении) напряжением на зажимах тяго­вых двигателей может доходить до 1,25 U_ном. Заметно повышается напря­жение на тяговых двигателях, связан­ных с боксующими колесными парами. При отрыве токоприемника от контак­тного провода происходит резкое сни­жение напряжения на тяговых двига­телях, а при грозовых разрядах — его резкое повышение.

Всякое отклонение напряжения от номинального значения ухудшает рабо­ту тягового двигателя и снижает его тяговые свойства. Но особенно опасно повышенное напряжение, которое мо­жет вызвать потенциальное искрение на коллекторе и образование кругового огня, пробой изоляции обмоток, про­водов, изоляции кронштейнов щетко­держателей, выводных кабелей.

При трогании или движении по затяжному подъему тяжеловесных сос­тавов или при движении с неполным числом работающих на локомотиве тя­говых двигателей токи в них могут значительно превысить их допускае­мые значения. Такие даже кратковре­менные перегрузки могут вызвать повы­шенное искрение под щетками, нару­шить коммутацию, а при определенных условиях привести к образованию кру­гового огня на коллекторе.

Круговой огонь может возникнуть также и в результате быстрого нара­стания тока при переходных процес­сах, протекающих в тяговых двигате­лях. Наиболее опасны переходные ре­жимы, возникающие в результате обра­зования кругового огня на соседнем параллельно включенном двигателе или при пробое плеча выпрямительной уста­новки.

При боксовании колесной пары час­тота вращения якоря тягового дви­гателя резко возрастает. При этом воз­никают большие центробежные силы, которые могут вызвать повреждение ва­лов якорей тяговых двигателей, ослабление или повреждение якорных бандажей. Кроме того, при по­вышенной частоте вращения якоря за­метно усиливается искрение под щет­ками, ухудшается коммутация машины и создаются условия для возможного возникновения кругового огня на кол­лекторе. В момент восстановления сцепления боксующей колесной пары частота ее вращения (а, следовательно, и связанного с ней якоря двигателя) мгновенно уменьшается. При этом за­пас кинетической энергии вращающего­ся якоря превращается в удар, пере­дающийся на зубчатую передачу, вал якоря, подшипники и другие элементы двигателя, вызывая их повышенный износ, а иногда и поломку.

Для поддержания электровозов в работоспособном состоянии и обеспечения надежной и безопасной их эксплуатации существует система технического обслуживания и ремонта электроподвижного состава.

Основным документом регламентирующим объёмы и качество работ по ремонту электрических машин электроподвижного состава являются правилатекущего ремонта и технического обслуживания электровозов переменного тока № ЦТ-635, а так же требованиям соответствующих ГОСТов по ремонту электрических машин (для процесса испытания машины после ремонта ГОСТ 11828-86 Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний). Каждая прошедшая ремонт электрическая машина должна пройти контрольные испытания. Порядок проведения таких испытаний должен соответствовать требованиям государственных стандартов и Правил ремонта тяговых и вспомогательных электрических машин электроподвижного состава.

Отремонтированные машины осматривают и проверяют выполнение установленных норм, свободу вращения, измеряют сопротивление изоляции и активное сопротивление обмоток, опробуют машину на холостом ходу, испытывают ее на нагревание и на повышенную частоту вращения, проверяют частоту вращения, реверсирование, коммутацию машины и электрическую прочность ее изоляции. Контрольные испытания проводят на испытательных станциях депо. Результаты испытаний заносят в специальный журнал, а также в паспорт машины, прошедшей испытания.

В процессе сборки или на собранной электрической машине необходимо проверять:

а) радиальные зазоры в роликовых подшипниках;

б) разбег якоря в осевом направлении;

в) зазоры между щетками и щеткодержателем;

г) равномерность расстановки щеток по окружности коллектора и нажатие на щетки;

д) расстояние от корпуса щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора;

е) зазор между петушками коллектора и щеткодержателем (при наибольшем смещении якоря в сторону щеткодержателя);

ж) биение коллектора;

и) расстояние по диаметру между серединами сердечников полюсов и расстановку полюсов по окружности якоря;

к) положение отверстий под болты кронштейнов относительно осей полюсов тяговых двигателей (при необходимости);

л) наличие зазора между щитами и крышками подшипниковых щитов при роликовых подшипниках;

м) зазоры между крышкой подшипникового щита и упорной втулкой, между крышкой подшипникового щита и лабиринтным кольцом;

н) плотность прилегания подшипниковых щитов к остову;

п) торцовое биение подшипников тяговых двигателей;

р) прочность крепления болтовых соединений;

с) натяг и прочность крепления вентилятора;

т) соответствие концов выводных проводов отметке на корпусе.

Осмотр по выявлению внешних дефектов осуществляют визуально. Одновременно сверяют номера остова, подшипниковых щитов и шапок моторно-осевых подшипников. Затем измеряют электрические па­раметры машины, определяют осевой разбег якоря, биение и износ коллек­тора, радиальные зазоры якорных под­шипников и биение наружных колец.

Сопротивление изоляции тяговых двигателей измеряют мегомметром на 2,5 кВ. При измерении сопротивления изо­ляции соединяют начало (или конец) цепи главных полюсов с началом (или концом) другой цепи — добавоч­ных полюсов и якорной обмотки. К этим выводам подсоединяют зажим «Л» мегомметра. Второй его зажим «3» соединяют с корпусом машины. В про­цессе измерения необходимо следить, чтобы выводные концы контролируемых обмоток не касались пола или корпуса двигателя, в противном случае пока­зания прибора будутнеправильными.

У исправных тяговыхдвигателей сопро­тивлениеизоляции должно бытьне менее 5 МОм. Если оно окажется меньше, следует измерить сопротивле­ние отдельных цепей (главных и доба­вочных полюсов, обмоток якоря) и вы­явить поврежденное место, имея в виду, что снижение сопротивления могло быть вызвано увлажнением или неисправ­ностью кронштейнов, межкатушечных соединений. Продольный разрез тягового двигателя НБ-418К6 показан на рис. 12.2.

Активное сопротивление обмоток электрических машин измеряют обычно мостом МД6 (или УМ13) и сравнивают с установленным для машины данного типа значением. Увеличение активного сопротивления может быть вызвано дефектами в полюсных катушках, вып­лавлением кабелей в патронах или на­конечниках, обрывом жил выводных кабелей или межкатушечных соедине­ний и нарушением контакта в этих соединениях.

Для выявления причины увеличения сопротивления подозреваемую обмотку машины подключают к статическому преобразователю и устанавливают в ней ток, равный удвоенному значению ее тока часового режима. Дефектное место выявляют на ощупь по повышен­ному нагреву.

Затем при вращении двигателя под напряжением 220—400 В без нагрузки проверяют работу якорных подшипников, вибрацию двигателя, биение коллектора и работу щеточного аппа­рата.

Якорные подшипники проверяют по их нагреву и на слух при вращении якоря двигателя с частотой около 700—750 об/мин в течение 5—10 мин в каждую сторону. Исправный под­шипник должен работать без треска, щелчков, заеданий и в режиме холос­того хода машины не перегреваться относительно температуры окружаю­щей среды более чем на 10 °С.

Вибрацию двигателя проверяют так­же при его работе на холостом ходу при частоте вращения 700 об/мин. Измеряют вибрацию ручным вибро­графом ВР-1. Место приложения вибро­графа к корпусу двигателя может быть любым. Если вибрация двигателя ока­жется более 0,15 мм, якорь необхо­димо балансировать.

Биение коллектора измеряют инди­катором 1 (рис. 12.3), который подводят к коллектору 4 через коллекторный люк и закрепляют струбциной 2 на кромке остова 3. Биение замеряют по средней части рабочей длины коллектора и на расстоянии 10—20 мм от его наружного среза. Если оно превысит предельно допустимое значение, то коллектор под­лежит обточке.

Выработку (износ) рабочей части коллектора можно измерить шаблоном или щупом и линейкой.

Коммутацию машины оценивают по степени искрения под щетками. Если при визуальной оценке искрение под щетками окажется более 1 1/2 балла, а у щеточно- коллекторного узла дефектов выявлено не будет, тонеобходима тщательная проверка магнитной системы машины, ее отдель­ных узлов и настройка коммутации. Радиальные зазоры якорных под­шипников проверяют пластинчатыми щупами на неподвижной машине. Для этого снимают наружные крышки и лабиринтные кольца подшипников щитов и проверяют щупом зазор меж­ду роликом и внутренним кольцом подшипника в его нижней части. Для тяговых двигателей он должен находиться в пределах 0,09—0,22 мм.

Осевой разбег якоря измеряют инди­катором. Для этого якорь сдвигают до упора в одну сторону, а с противопо­ложной стороны закрепляют на спе­циальной стойке индикатор и прижи­мают его к торцу вала якоря так, чтобы стрелка головки стояла на нуле. Затем якорь перемещают до упора в другое крайнее положение. Отклоне­ние стрелки индикатора укажет осевой разбег. У тяговых двигателей скосозубой передачей он должен быть не более 5,9—8,4 мм. У тяговых двигателей с прямозубой передачей он должен быть в пределах 0,7-1,0 мм.

Воздушные зазоры между сердеч­никами полюсов и якорем машины проверяют щупами.

Проверку вращения якоря проворачиванием его от руки вы­полняют для того, чтобы перед включе­нием машины под напряжение быть уверенным в правильности ее сборки, на что укажет отсутствие толчков и за­еданий при вращении якоря. Убедив­шись в их отсутствии, машину под­ключают к питающей сети и проверяют ее работу на холостом ходу. Вначале к машине подводят напряжение, состав­ляющее около 10 % U_ном, и при пони­женной частоте вращения еще раз убеждаются в отсутствии стука в под­шипниках, задеваний вращающегося якоря о неподвижные части и стука щеток.

При удовлетворительных результатах проверки частоту вращения повышают до номинальной и дают машине работать в течение 30 мин. Вибрографом ВР-1 измеряют вибра­цию. Вибрация более 0,15 мм не допус­кается, так как в эксплуатации она вы­зовет неудовлетворительную работу основных узлов машины (причиной по­вышенной вибрации является неудов­летворительная балансировка якоря). Нереверсивные машины проверяют при вращении якоря только в рабочем по­ложении, а реверсивные — в обоих направлениях.

Затем машину отключают и, пока ее якорь еще вращается, на слух, приме­няя слуховые аппараты, или по степени нагрева окончательно проверяют рабо­ту подшипников. Температура исправ­ных подшипников не должна превы­шать 95 °С. После остановки машины осматривают щетки и проверяют каче­ство их притирки. Притертая поверх­ность должна составлять не менее 75 % площади контактной поверхности щет­ки. В противном случае щетки следует притереть стеклянной бумагой.

Индукционным методом проверяют правильность установки щеток относи­тельно коллектора. После установки щеток в нейтральное положение щетко­держатели или траверсу надежно за­крепляют. Пластинчатым щупом проверяют правильность положения щёткодержателя относительно пластин коллектора (рис. 12.6). Зазор между корпусом щеткодержателя и коллектором проверяется при снятых щётках, и должен быть в пределах 2-4 мм. Усилие нажатия пружины щёткодержателя контролируется при помощи динамометра (рис. 12.4), для этого, контролируется момент отрыва установленной щётки от коллектора и усилие, которое наблюдалось на шкале динамометра на момент отрыва щетки от коллектора (при движении в верх). Усилие нажатия пружины щеткодержателя должно быть в пределах 1,4-1,6 кг/см2.

Измерение активного сопротивления обмоток на холодной машине пресле­дует две цели: проверить его соответ­ствие установленной норме и получить данные для последующего определения превышения температуры обмоток дви­гателя. Правильность определения пре­вышения температуры в большей мере зависит от точности измерения актив­ного сопротивления обмоток. Для обеспечения требующейся точ­ности измерения прежде всего следует обеспечить «холодное» состояние ма­шины, т. е. такое, при котором ее тем­пература не отличается от температу­ры окружающей среды более чем на 3°С. Для проверки температуры шарик термометра обертывают станиолью, прикладывают к коллектору, накрывают ватой или асбестом и выдержи­вают в таком положении 5—7 мин. Другим важным условием обеспечения точности измерения является правиль­ный выбор метода измерения и класса измерительных приборов.

Наиболее распространенным, прак­тически удобным является метод вольт­метра-амперметра, который при исполь­зовании приборов класса точности 0,2—0,5 обеспечивает необходимую вы­сокую точность измерения. Вольтмет­ры к выводам катушек главных и до­бавочных полюсов присоединяют ста­ционарными зажимами, а вольтметр к обмотке якоря — с помощью двух щупов. Щупы устанавливают на кол­лекторных пластинах, находящихся под серединами щеток различной полярно­сти, расположенных на расстоянии одного полюсного деления. При измере­ниях щетки всех щеткодержателей дол­жны быть подняты, а якорь должен быть неподвижен, поэтому его предва­рительно затормаживают.

Измерения выполняют для трех-четырех значений тока в пределах 20—25 % номинального, проводят от­счет падения напряжения. Коллектор­ные пластины, на которых выполня­лись замеры, помечают белой краской или мелом с тем, чтобы последующее измерение сопротивления якорной об­мотки при нагретой машине для полу­чения более точных результатов осу­ществлять на тех же пластинах.

Сопротивление обмоток, измеренное при температуре 20 °С, не должно от­клоняться от установленного нормами значения более чем на ±10%.

Для проведения дальнейших испы­таний машину устанавливают на испы­тательный стенд. Тяговые двигатели, как правило, испытывают по методу взаимной нагрузки, при котором на стенд помещают сразу две машины и соединяют их как механически, так и электрически. В ходе испытания одна из них (проверяемая) работает в дви­гательном, а вторая — генератор­ном режимах (рис. 12.7). Так как обе машины однотипны, то при включении по такой схеме э. д. с. машины Г, работающей в режиме гене­ратора, будет меньше, чем э. д. с. ма­шины Ml, работающей в режиме дви­гателя, и якоря машин останутся не­подвижными. Их работа будет возмож­на лишь в том случае, если э. д. с. ге­нератора будет больше э. д. с. двига­теля. Для такого увеличения э. д. с. в цепь якоря генератора последователь­но включают вольтодобавочную ма­шину ВДМ. Ее якорь приводится во вращение асинхронным двигателем МЗ, а обмотку независимого возбуж­дения питают от внешнего источника через потенциометр или переменный резистор R1.

Если при неподвижных якорях ма­шин замкнуть цепь ВДМ и поднимать подводимое к ее обмоткам возбужде­ние, то в цепи испытуемых машин поя­вится и будет нарастать ток. Однако и в этом случае вследствие встречного направления и равенства моментов на валах машин якоря останутся не­подвижными. Чтобы якоря начали вра­щаться, необходимо сообщить двига­телю избыточный момент, который дол­жен компенсировать тормозной момент, возникающий в обеих испытуемых ма­шинах от механических, магнитных и добавочных потерь. Такой момент создают в испытуемой машине за счет электрической энергии, подводимой к двигателю от линейного генератора ЛГ.

Его приводят во вращение асин­хронным двигателем М2. Чаще всего этот двигатель используют одновре­менно как для вращения якоря генера­тора ЛГ, так и вольтодобавочной ма­шины ВДМ. Напряжение на зажимах ЛГ регулируют изменением тока в его обмотке независимого возбуждения резистором R2 или потенциометром. При такой схеме легко можно устанав­ливать на зажимах испытуемой маши­ны любое напряжение, что бывает не­обходимо для изучения поведения ма­шины при напряжениях, отличных от номинального.

Испытание на нагрева­ние при контрольных испытаниях проводят для определенияпревышения температуры обмоток машин, значение которого в эксплуатации строго огра­ничено. Для определения температуры обмоток наибольшее распространение получил метод сопротивления как наиболее простой и достаточно точ­ный.

Испытания проводят на стенде по методу взаимной нагрузки. Двигатели с опорно-осевым подвешиванием ставят моторно-осевыми горловинами на вал-модель, а опорными выступами — на опоры стенда. На конусы валов машин со стороны, противоположной коллекто­ру, устанавливают полумуфты, доби­ваются совмещения осей машин, после чего соединяют полумуфты, ограждают их специальным кожухом и закрепля­ют двигатели на опорах.

Проверку двигателей на нагревание следует проводить в условиях, соответ­ствующих реальным условиям работы этих машин в эксплуатации, влияющим на их тепловой режим. Поэтому к вен­тиляционным люкам двигателей с неза­висимой вентиляцией на стенде присое­диняют брезентовые рукава от венти­ляционной установки. Такая установка должна обеспечивать подачу не менее 110 м3/мин.

Расход воздуха, необходимый для машин данного типа, обеспечивают регулировкой положения заслонок, установленных в воздухопроводе.

Количество продуваемого через ма­шину воздуха контролируют по стати­ческому напору в ее коллекторной ка­мере, измеряемое U-образным микро­манометром. При последующих испы­таниях необходимо следить, чтобы крышки коллекторных люков все время были плотно закрыты.

В ходе проведения тепловых испы­таний необходимо контролировать тем­пературу окружающей среды. Поэтому до начала испытаний на стенде уста­навливают два-три термометра. Чтобы они не омывались струей охлаждаю­щего воздуха, их располагают на уров­не вала якоря на расстоянии 1—2 м от машины.

Выполнив перечисленные подгото­вительные операции, приступают к ис­пытаниям. Включают двигатель М2 и, регулируя резистором R2 напряжение на зажимах линейного генератора, поднимают его до номинального для испытуемого двигателя значения. Затем резистором R1 постепенно увеличивают возбуждение вольтодобавочной маши­ны ВДМ. При этом начнет возрастать э.д.с, действующая в замкнутом кон­туре ВДМ—Г—Ml, а с ней и ток в этой цепи, а следовательно, и в якоре гене­ратора Г.

При увеличении тока гене­ратора Г возрастает его электромаг­нитный момент, который для испытуе­мой машины Ml будет тормозным. Ре­гулируя таким способом нагрузку на испытуемой машине, устанавливают в ней ток, равный ее часовому току.

В течение всего периода испытания нагрузки машины подведенное к ней на­пряжение (номинальное), частота вра­щения и количество продуваемого через нее воздуха должны оставаться неиз­менными. Через 1 ч работы машины в таком режиме ее останавливают. Во время работы машины через каждые 10—15 мин фиксируют ток и напряже­ние на обмотках главных и добавочных полюсов, температуру окружающей сре­ды в момент снятия отсчетов с приборов, а также по секундомеру интерва­лы между замерами.

Последний замер выполняют строго в момент снятия с двигателя напряжения. Результаты за­меров записывают в специальный жур­нал.

Выполнить аналогичные измерения на коллекторе можно только при не­подвижном якоре. Для получения воз­можно более точных результатов эти замеры следует осуществлять через возможно меньшее время после снятия с машин напряжения, в противном слу­чае конечная температура якоря успеет заметно измениться. Для этого следует остановить якорь и прекратить подачу охлаждающего воздуха. С этой целью снижают до нуля напряжение линей­ного генератора, прекращают подачу охлаждающего воздуха и быстро оста­навливают двигатель, создавая тормоз­ной момент усилением возбуждения вольтодобавочной машины ВДМ. Со­противление обмотки якоря измеряют на тех же пластинах коллектора, на которых измеряли сопротивление об­мотки в холодном состоянии. На мо­мент выполнения этих замеров щетки должны быть изолированы от коллек­тора, для чего под них устанавливают изоляционные прокладки.

Как показала практика, первый за­мер сопротивления якоря тягового дви­гателя удается осуществить только че­рез 30—45 с после его остановки. За это время температура (и значение из­меряемого сопротивления успевает из­мениться. Чтобы определить температу­ру, которую имела обмотка якоря в момент отключения (в конце часового режима), на остановленной машине через определенные промежутки време­ни осуществляют еще несколько заме­ров.

Одновременно с измерением сопро­тивления обмоток измеряют темпера­туру коллектора и подшипников. По­вторная проверка подшипников вызва­на тем, что при предварительных испы­таниях из-за более легкого и менее продолжительного режима работы ма­шины их температура при определен­ных дефектах в подшипниковом узле могла не превысить допустимого зна­чения и наличие этого дефекта оста­лось бы незамеченным. Измеряют тем­пературу ртутным или спиртовым тех­ническим термометром так же, как ра­нее проверялось «холодное» состояние машины.

Закончив испытания тягового дви­гателя на нагревание, не давая ему остыть, включают стенд, устанавлива­ют на зажимах двигателя номинальное напряжение и в обмотке якоря ток, рав­ный часовому. В этом режиме прове­ряют частоту вращения машины и ее работу при изменении направления вращения.

Проверку частоты вра­щения выполняют для определения отклонения частоты вращения выпус­каемой из ремонта машины от номи­нального значения. Это необходимо для правильного последующего подбора тяговых двигателей, устанавливаемых на один локомотив, — расхождение в скоростных характеристиках таких двигателей допускается не более 4 %. Кроме того, эти данные необходимы и для правильного подбора к тяговым двигателям колесных пар по диамет­рам их бандажей при комплектовании колесно-моторных блоков.

Такое испытание тяговых двигате­лей осуществляют при номинальных (часовых) значениях тока и напряже­ния на нагретой машине. Частоту вра­щения измеряют электротахометром или тахометром СК. Отклонение часто­ты вращения от номинальной для тя­говых двигателей, спроектированных до 1 июля 1966 г., не должно превышать ±4 %, а для спроектированных после указанной даты, ±3%.

Испытание на реверси­рование проводят для измерения и сравнения, частоты вращения якоря в прямом и обратном направлениях. Разность значений частоты вращения якоря, измеренных при разных направ­лениях вращения якоря, не должна превышать 4 % для машин с волновой обмоткой без траверс, 3 % для машин с петлевой обмоткой без траверс и 2 % для машин с траверсами. Закончив проверку машины на реверсирование, испытывают машину на механическую прочность при повышенной частоте вращения.

Испытание на повышен­ную частоту вращения вы­полняют при частоте вращения, превы­шающей наибольшую, гарантирован­ную заводом-изготовителем, не менее чем на 25 % для тяговых двигателей электровозов и не менее 20 % для тя­говых двигателей электропоездов и вспомогательных машин э. п. с.

Для создания требующегося режи­ма уменьшают возбуждение вольтодобавочной машины ВДМ, снимают нагрузку и переводят двига­тель в режим холостого хода. Увели­чивая возбуждение линейного генера­тора, поднимают напряжение на дви­гателе, а с ним и частоту вращения якоря до указанного выше значения. В этом режиме в течение 2 мин прове­ряют механическую прочность узлов машин. У исправной и правильной ра­ботающей машины не должно быть поломок и выходящих за допустимые пределы остаточных деформаций.

Проверка коммутации является наиболее ответственным ис­пытанием всех электрических машин и в первую очередь тяговых двигателей. Наиболее тяжелыми режимами для тяговых двигателей являются трогание с места (большие токи) и большая частота вращения (глубокое ослабле­ние возбуждения). Поэтому Правилами ремонта предусмотрено два режима для проверки коммутации: при номи­нальных значениях напряжения и тока возбуждения и двойном часовом токе якоря; при наибольшем напряжении

на коллекторе и наибольшей частоте вращения на последней ступени ослаб­ления возбуждения.

Устанавливая на стенде необходи­мые для двигателя значения напряже­ния и тока, проверяют коммутацию при вращении якоря по 30 мин в обе сторо­ны вначале в первом, а затем во втором режимах. Проверку коммутации ведут, наблюдая визуально за интенсивно­стью искрения под щетками. Для этого у испытуемого двигателя заменяют крышку коллекторного люка специаль­ной с врезанным в нее стеклом.

Государственным стандартом пре­дусмотрено пять степеней искрения: 1; 1 1/4; 1 1/2; 2 и 3. Для электрических машин локомотивов предельно допусти­мой является степень 1 ½. При такой коммутации под сбегающей кромкой щетки наблюдается слабое искрение, а на самих щетках и коллекторе может появляться поверхностный нагар, легко устраняемый протиранием. Машины с таким искрением можно выдавать в эксплуатацию.

Оценка коммутации по искрению ви­зуально требует большого опыта и не исключает возможных ошибок как по техническим, так и по субъективным причинам. Объективно оценить искрение мож­но индикатором искрения ИИ-1. Фото­элемент этого индикатора воспринима­ет световую энергию, выделяющуюся при искрении, и преобразует ее в элек­трический сигнал. Сигнал усиливается в двухкаскадном усилителе прибора и подается на электронно-лучевую труб­ку катодного осциллографа и на микро­амперметр. Эти показания устойчивы, точны, их можно отсчитывать визуаль­но или записывать на пленку.

Если искрение под щетками прове­ряемой машины окажется более 11/2 балла, выявляют причины неудовлетво­рительной коммутации машины. Ими могут оказаться неправильная установ­ка щеткодержателей, плохая притир­ка щеток или неправильный их подбор, перекос или заедание щеток в гнездах щеткодержателей, неудовлетворитель­ное состояние рабочей поверхности коллектора, его биение или вибрация, неправильно отрегулированное нажатие пальцев на щетку.

Выявленные недо­статки устраняют и повторно прове­ряют коммутацию машины при тех же двух испытательных режимах.t

Тяговые двигатели электровозов пе­ременного тока испытывают на пуль­сирующем напряжении с коэффициен­том пульсации около 30 %.

Испытание изоляции со­стоит в проверке сопротивления изо­ляции обмоток машины относительно корпуса и проверке ее электрической прочности.

Сопротивление изоляции проверя­ют мегомметрами с соответствую­щими номинальными напряжениями. У двигателей, получающих питание непосредственно от контактной сети, сопротивление изоляции при рабочей температуре должно быть не менее 3 МОм, а у машин напряжением менее 1000 В — не ниже 0,5 МОм.

Электрическую прочность изоляции измеряют на нагретой машине после проверки ее сопротивления. Испытание проводят повышенным напряжением переменного тока промышленной час­тоты, получаемого от специальных од­нофазных пробивных трансформаторов. Первичную обмотку их включают в сеть напряжением 220 В. Выводы вто­ричной обмотки подключают один к остову, другой — к соединенным вместе выводам проверяемой обмотки. Испы­тательное напряжение поднимают плав­но, регулируя напряжение на первич­ной обмотке.

Изоляцию тяговых двигателей в за­висимости от их типа испытывают при различных значениях напряжения. Так, машины с изоляцией на 3000 В испы­тывают напряжением 6000 В.

При испытании изоляцию выдержи­вают под полным испытательным на­пряжением в течение 1 мин, после чего его плавно снижают и отключают про­бивную установку. Результат испыта­ния проверяют вольтметром. В случае пробоя стрелка вольтметра установит­ся на нуль. Если пробоя изоляции об­мотки не обнаружено, испытания на этом заканчивают. Машину укомплек­товывают деталями внешнего крепле­ния, продувают снаружи и изнутри.

 

Порядок выполнения

1. Описать назначение карты технологического процесса ремонта.

2. Привести требования нормативно-технической документации к ремонту тяговых двигателей. Перечислить виды ремонта при которых производятся эти проверки и перечень работ при испытании тяговых двигателей.

3. Заполнить карту технологического процесса ремонта, в части проверки электрической машины после сборки.

Контрольные вопросы

1. Поясните, какие основные документы регламентируют объёмы и качество работ по ремонту электрических машин электроподвижного состава?

2. Поясните, что необходимо проверять в процессе сборки или на собранной электрической машине?

3. Поясните, в каких документах регистрируются результаты испытаний собранного электрического тягового двигателя?

4. Поясните, какой вывод предпочтителен для оценки под­шипникового узла ТЭД, если он работает без треска, щелчков, заеданий и перегрева в режиме холос­того хода машины?

5. Опишите, измерение осевого разбега якоря ТЭД.

6. Поясните с чего начинают проверку вращения якоря и почему.

7. Поясните, каким образом производится проверка правильности положения щёткодержателя относительно пластин коллектора?