Практическое занятие № 41. Предремонтные испытания асинхронного двигателя

 

Электрические машины, которые поступают на электроремонтное предприятие (в цех), регистрируют в журнале и отправляют на склад.

Очередность передачи со склада в ремонт зависит от даты поступления и типа машин (подбирают однотипные машины). Во время предремонтных испытаний выявляются дефектные узлы и части машины и определяется характер и объем ремонта. Некоторые машины могут быть отремонтированы без полной замены обмоток; в этом случае ограничиваются ликвидацией мелких дефектов изоляции или выводных концов. Иногда в ремонт ошибочно поступают исправные машины. Выявление таких машин — одна из задач предремонтных испытаний.

Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками машины с номинальным напряжением до 500 В включительно измеряют мегаомметром на 500 В; машины с номинальным напряжением свыше 500 В — мегаомметром на 1000 В. Сопротивление измеряют по очереди для каждой электрически независимой цепи при соединении всех других цепей с корпусом машины. По окончании измерений цепи разряжают на заземленный корпус машины. Продолжительность разрядки обмоток на номинальное напряжение 3000 В и выше следующая: обмотки машины мощностью до 1000 кВт (кВ-А) — не менее 15 с; обмотки машин большей мощности — не менее 1 мин.

Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками (Мом) должно быть не менее значения, получаемого по формуле (но не менее 0,5 Мом):

R= V∙(1000 + 0,01 Р),

где V — номинальное напряжение обмоток, В; Р — номинальная мощность машины: для постоянного тока в кВт; для переменного тока в кВА.

Необходимо отметить, что сопротивление изоляции у машин с неповрежденными, неувлажненными и незагрязненными обмотками обычно значительно больше, чем минимально допустимое, вычисляемое по приведенной выше формуле.

Испытания электрической прочности изоляции обмоток и коллектора относительно корпуса машины и между обмотками производят с помощью трансформатора путем приложения напряжения требуемой величины (частотой 50 Гц) в течение 1 мин. Нормативы испытательного напряжения приведены в табл. 1.

Испытания изоляции относительно корпуса проводят по очереди для каждой электрически независимой цепи. Один вывод источника испытательного напряжения соединяют с выводом испытываемой обмотки, второй надежно заземляют и подключают к заземляемому корпусу машины, с которым на время испытания данной обмотки электрически соединяют все другие обмотки, которые не участвуют в испытании.

Табл. 1. Нормативы испытательного напряжения

Наименование детали	Испытательное напряжение (В) при номинальном напряжении, В
	до 230	440	550
Изготовленная или переизолированная катушка после укладки в пазы и заклиновки, до соединения схемы	2000	2300	2600
То же после соединения, пайки и изолирования схемы	1700	2000	2200
Старая катушка, не демонтированная из пазов	1500	1900	2100
Все обмотки после соединения схемы при частичном ремонте обмоток	1500	2000	2200

 

Соединенные фазы многофазных обмоток считают за одну цепь, если начало и конец каждой фазы не обеспечены отдельными выводами, и всю многофазную обмотку испытывают относительно корпуса машины целиком. Если имеются выводы от начала и конца каждой фазы, испытания проводят по очереди для каждой фазы при соединении других фаз с корпусом машины. Результаты испытания изоляции обмотки относительно корпуса и между обмотками считаются удовлетворительными, если во время испытания не происходит пробоя изоляции или перекрытия ее скользящими разрядами.

При испытаниях межвитковой изоляции обмотки она должна в течение 5 мин выдерживать повышенное напряжение. Испытания проводят на холостом ходу электрической машины путем повышения подводимого (для электродвигателей) или генерируемого (для генераторов) напряжения на 30% сверх номинального. Для вращающейся машины допускается одновременно повышение частоты вращения до 15 %.

Для машин постоянного тока с числом полюсов более четырех испытательное напряжение должно быть таким, чтобы среднее напряжение между смежными коллекторными пластинами составляло не более 24 В. Синхронные машины, в которых при номинальном токе возбуждения напряжение холостого хода превышает номинальное напряжение более чем на 30 %, испытывают при напряжении холостого хода, соответствующем номинальному току возбуждения.

При испытании трехфазных асинхронных двигателей с фазным ротором напряжение повышают при неподвижном роторе и разомкнутой обмотке; при испытании двигателей с короткозамкнутым ротором — на холостом ходу.

Машины с многовитковыми катушками (секциями), обмотки которых имеют номинальное напряжение до 600 В включительно, допускается испытывать с использованием напряжения повышенной частоты.
При испытаниях на холостом ходу, кроме определения величины тока и испытания межвитковой изоляции, проверяют состояние механической части машины, степень нагревания подшипников, возможность проворачивания от руки машин малой мощности без зацепления, стука и посторонних шумов. Хотя ток холостого хода является ненормированной величиной, его увеличение сверх заводского значения свидетельствует о наличии дефектов — аксиальном смещении ротора (якоря) по отношению к статору, увеличении воздушного зазора между ротором и статором, использовании при предыдущих ремонтах меньшего числа витков в обмотках и листов стали в сердечниках при перешихтовке и др.

В табл. 2 приведены предельные значения тока холостого хода для асинхронных трехфазных двигателей.

 

Табл. 2. Относительные значения тока холостого хода для асинхронных трехфазных двигателей

Ток холостого хода (% к Iном) при частоте вращения, об/мин
Мощность двигателя, кВт	3000	1500	1000	750	600	500
0,1 - 0,5	60	75	85	90	95	—
0,5 - 1,0	50	70	75	80	85	90
1,1 - 5,0	45	65	70	75	80	85
5,1 - 10,0	40	60	65	70	75	80
10,1 - 25,0	30	55	60	65	70	75
25,1 - 50,0	20	50	55	60	65	70
50,1 - 100	—	40	45	50	55	60

 

Неравномерность тока холостого хода по отдельным фазам электродвигателя не должна превышать 4,5 % его среднего значения.

Температура подшипников качения не должна превышать 100°С, подшипников скольжения — 80° С (температура масла при этом не больше 65°С).

Воздушный зазор между статором и ротором, а также между полюсами и якорем (ротором) машин постоянного тока и синхронных оказывает существенное влияние на их эксплуатационные параметры, особенно асинхронных двигателей, где увеличение воздушного зазора приводит к увеличению тока холостого хода, уменьшению коэффициента мощности и КПД. Увеличение воздушного зазора на 1 % вызывает возрастание тока холостого хода на 0,6 % и снижение коэффициента мощности на 0,3 %. Поэтому, если воздушный зазор ремонтируемого электродвигателя больше заводского, то перед ремонтом двигателя его обмоточные данные пересчитывают. Мощность такого электродвигателя после пересчета практически невозможно довести до паспортной, но она все же будет больше, чем при перемотке по старым обмоточным данным.
При резком увеличении воздушного зазора в мощных электродвигателях с короткозамкнутым ротором предварительно осуществляют механический ремонт ротора, при котором на поверхность наносят слой стали и обтачивают ротор до требуемого размера.

Допустимые значения зазора электродвигателей приведены в табл. 3.

 

Табл. 3. Допустимые значения воздушного зазора электродвигателей

	Зазор (мм) при мощности двигателя, кВт
Частота вращения, об/мин	до 0,2	0,2-1,0	1 -2,5	2,5 -5,0	5,0 -10,0	10 -20	20 -50	50 -100	100 -200	200 -300
500 - 1500	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,4	0,5	0,65	0,8	1,0
3000	0,25	0,3	0,35	0,4	0,5	0,65	0,8	1,0	1,25	1,5

 

Воздушный зазор измеряют с двух противоположных торцов электродвигателя калибровочным щупом, который вводится через специальные или наблюдательные люки в торцевых щитах. С каждой стороны измерения производят в четырех точках, смещенных одна относительно другой на 90°. Зазор определяют как среднее арифметическое всех замеров.

В асинхронных двигателях нормируется также неравномерность зазора, которая определяется как отношение значения зазора в данной точке к его среднему значению. Отклонение не должно превышать 10%.

Некоторые электродвигатели не имеют люков в щитах. В этом случае зазор измеряют после их разборки. Ротор укладывают непосредственно на статор и замеряют зазор а\ напротив самой верхней части расточки статора. Затем ротор поворачивают на 90° и измеряют зазор их напротив той же точки статора.

 

Контрольные вопросы:

1. В чем заключаются задачи предремонтных испытаний?

2. Как проводят испытания электрической прочности изоляции обмоток и коллектора относительно корпуса машины?

3. Как проводят испытания межвитковой изоляции обмотки?

4. Как проводят испытания трехфазных асинхронных двигателей с фазным и с короткозамкнутым ротором?

5. О чем говорит увеличение тока холостого хода сверх заводского значения?

6. К чему приводит увеличение воздушного зазора между статором и ротором, а также между полюсами и якорем синхронных машин и машин постоянного тока?