Порядок проведення ремонту електродвигунів постійного струму

Конструктивно машина постійного струму (рис.1) складається з нерухомого статора й рухомого ротора, розділених повітряним зазором.

Статор складається зі станини 1, до якої прикріплено осердя основних і додаткових 3 полюсів. На цих осердях розміщено котушки обмотки збудження 4 і обмотки додаткових полюсів 5. Станина, а також осердя ітовних і додаткових полюсів є частинами магнітопроводу. Обмотка збудження, як і в синхронній машині, створює ЕРС збудження і відповідний основний магнітний потік. Обмотка додаткових полюсів створює ЕРС для компенсації реакції якоря і поліпшує умови комутації (усуває іскріння ковзних контактах "щітка - колектор").

Осердя основних полюсів або їх наконечники виготовляють шихтованими (із стальних штампованих листів), а додаткові - масивними або також шихтованими.

Рис.1

Це робиться з метою зменшення втрат потужності під вихрових струмів, які наводяться в наконечниках основних полюсів завдяки пульсаціям магнітного потоку в повітряному зазорі під час обертання зубчастого якоря. Полюси прикріплюються до станини болтами. Котушки основних і додаткових полюсів виготовляються з ізольованого мідного проводу круглого чи прямокутного перерізу.

Якір, закріплений на валу 6, складається з осердя 7 (яке є частиною магнітопроводу машини), обмотки 8 та колектора 9. Осердя якоря, яке перемагнічується з частотою 1, збирають з ізольованих листів електротехнічної сталі. У пази осердя вкладають секції обмотки якоря, котра, як і в машинах змінного струму, може бути петльова (рис.2, а) або хвильова (рис.2, б).

Рис.2.

Обмотку виготовляють двошаровою: у кожному пазі вкладено дві частини різних секцій - одна поверх іншої. Кінці секцій припаюють до відповідних колекторних пластин. Секції можуть бути одно - і багатовитковими. Над колектором встановлюють щітки 11 (див. рис.1), які розміщуються у щіткотримачах, закріплених на підшипниковому щиті 13 за допомогою траверси II. Щітки притискаються до колектора за допомогою пружин, натиск яких можна регулювати.

Рис.3.

Якір з'єднано зі статором за допомогою підшипникових щитів 13 та 15. На якорі встановлено підшипники 16 та 17. Уся машина кріпиться до фундаменту за допомогою лап 18. Для охолодження електричних машин передбачено аксіальні канали 10.

Крім зазначених обмоток, у наконечниках основних полюсів машини постійного струму зі складними умовами комутації (прокатні, спеціального призначення тощо) розміщують компенсаційну обмотку, яка з'єднується послідовно з обмоткою якоря так, щоб магнітний потік від струму в ній був спрямований назустріч потоку від струму якоря і повністю компенсував би його реакцію.

Особливим конструктивним компонентом, властивим машинам постійного струму, є колектор. Здебільшого колектор виготовляють у вигляді циліндра (рис.3), який зібрано з клиноподібних пластин 1 із твердої міді; між пластинами розміщені ізоляційні прокладки 2 з міканіту.

ІІІ. Підготовка електричних машин до ремонту

а, б, в - послідовність операцій за способом перестановки; г - за допомогою пристрою; 1 - стропи; 2 - сталева труба, що надягається на вал; 3 - картонна прокладка; 4 - підставка під вал; 5 - котки (ролики); 6 - монорейка, встановлена на корпусі двигуна; 7 - стрічкова сталева петля (бандаж)

Сушіння струмом індукційних втрат у сталі не пов'язане з проходженням його безпосередньо по обмотці електродвигуна. Нагрівання відбувається внаслідок втрат від перемінного магнітного потоку, який створюється намагнічувальною обмоткою в осерді і корпусі електродвигуна. Намагнічувальну обмотку виконують у вигляді кількох витків проводу з теплостійкою ізоляцією, намотаного через розточку статора, з якого вийнято ротор. Для живлення намагнічувальної обмотки застосовують напругу нижчу за 60 В, яку отримують від зварювального трансформатора. Переріз проводу і кількість витків намагнічувальної обмотки визначають розрахунком або беруть з довідників.

За будь-якого із зазначених методів сушіння ретельно стежать за тим, щоб нагрівання обмоток не перевищувало температури, встановленої стандартом для даного виду або класу ізоляції. Рекомендована температура сушіння обмоток електродвигунів 80-90 °С. Режим сушіння контролюють мегаомметром і термометрами Термометри нерухомо закріплюють на ділянках, що найбільше нагріваються, обгорнувши алюмінієвою фольгою нижню частину термометра, де розміщується ртуть. Мегаомметром вимірюють опір ізоляції через кожну годину. На початку сушіння опір звбложеної ізоляції обмотки знижується, а потім (в міру випаровування вологи з обмотки) починає підвищуватися і наприкінці сушіння стає постійним. Сушіння вважають завершеним, якщо протягом 2-4 год опір ізоляції обмотки статора електродвигуна напругою 500 В залишається незмінним і становить не менше 1 МОм.

Результати сушіння заносять до протоколу, в якому зазначають паспортні дані електродвигуна, місце його встановлення, застосований метод, схеми і параметри (струм, напругу, тривалість) сушіння, а також відомості про здійснені замірювання опору ізоляції та температури нагрівання.

Після усунення виявлених дефектів і сушіння обмотки приступають до складання електродвигуна.

При розбиранні електричних машин постійного струму серії П спочатку

знімають кришки з коробки затисків 13 я з бічних сторін переднього підшипникового щита 11, роз'єднують провідники, що з'єднують щіткотримачі з котушкою додаткового полюса 16, і від'єднують проведення, що з'єднують щіткотримачі з контактом у коробці затисків, а потім виймають щітки із гнізд щіткотримачів.

Для захисту колектора від механічних ушкоджень його обмотують аркушем

картону, що закріплюються на колекторі двома бандажами з бавовняної стрічки або шпагату. Після цього відвертають болти, що кріплять підшипникові щити 11 і 19 до станини 18, ввертають віджимні болти в наявні для них отвору в підшипникових щитах і виводять бортики щитів з розточень станини, одночасно притримуючи якір за кінець вала, щоб запобігти удару якоря про нижній полюс машини. Далі зрушують підшипникові щити 11 я 19 із шарикопідшипників 9 і 21, висувають якір зі станини убік вільного кінця вала 2 і виймають його зі станини.

ІV. Ремонт електричних машин постійного струму

Рис.8. Правильне (а) і неправильное (б) продорожування колектора

Шліфовку проводять також точильным бруском, встановлюючи його в супорті як різець. Цей спосіб застосовують для усунення неглубоких пошкоджень. Ізоляцію між пластинами у міру зносу і проточок коллектора випилюють (продорожувають) на глибину h _{np (}Рис.8, а), знімаючи на краях пластин фаски. Цю операцію виконують при поточному ремонті спеціальною пилою. Глибина продорожування у малих машин складає від 0,5-0,8 мм, у середніх - 1-1,5 мм, у великих - до 2 мм. Видаляти ізоляцію на велику глибину недопустимо, оскільки в глибоких канавках скупчується щітковий пил, який може привести до замикання колекторних пластин.

Продорожування необхідне, щоб забезпечити контакт щітки з колектором, тому що міканіт твердіше за мідь і при зносі пластин виступатиме над робочою поверхнею. Не можна залишати міканіт у бічних стінок, оскільки контакт щітки з коллектором порушуватиметься при невеликому зносі його поверхні.

Переносні пристрої для продорожування дозволяють механізувати цей трудомісткий процес. Ізоляцію між пластинами видаляють дисковою фрезою, розташованою в робочій частині 4 пристрої. Фреза приводиться в обертання електродвигуном 1 з редуктором 6 через карданний або гнучкий вал. Кнопка 3 включення і відключення електродвигуна для зручності розміщена в правій рукоятці робочої частини, магнітний пускач 2 - на електродвигуні.

Робоча частина забезпечена метричною шкалою для установки дискової фрези залежно від товщини колекторної пластини, а також концентричним затиском, що дозволяє регулювати глибину продорожування. Ширина фрези підбирається в залежності з товщиною ізоляції між колекторними пластинами.

Перед початком роботи електродвигун заземляють і підключають до мережі. За допомогою каретки і рухомих опор встановлюють необхідну глибину продорожування і настроюють робочу частину відповідно до товщини колекторної пластини.

Першу ізоляційну прокладку продорожують вручну. Потім, узявши в руки робочу частину пристосування, ставлять її направляючим ножем в продорожену канавку, включають електродвигун і переміщають робочу частину уздовж колектора, продорожуючи другу ізоляційну прокладку. Натискаючи кнопку, зупиняють електродвигун, встановлюють ніж в тільки що вибрану фрезою канавку і продорожують наступну прокладку.

Переносний пристрій в 4 рази знижує витрати праці на продорожування колектора в порівнянні з ручним випилюванням ізоляції і набагато підвищує якість виконання цієї операції, тому воно знаходить широке застосування при ремонті електричних машин.

Продорожування за допомогою пристосування виконують в захисних окулярах, рукави одягу зав'язують на кистях рук. Фреза повинна обертатися за годинниковою стрілкою, якщо дивитися з боку лівої рукоятки. Напрям обертання вказаний на корпусі пристрою. Приступаючи до роботи, треба переконатися в правильності напряму обертання фрези і міцності її кріплення.

Для продорожування застосовують також пневматичні пристосування. Як привід в них може бути використана пневматична сверлилка 11 (Рис.8, б), яку вбудовують безпосередньо в робочу частину пристосування. Карданний вал при такій конструкції відсутній. Поряд з фрезою 10 на відстані, рівному товщині пластини, встановлюють направляючий диск 9. Упори 8 з текстоліту додають стійке положення пристосуванню при русі його уздовж колектора за допомогою рукояток 7. Гайки з накаткою 12 дозволяють переміщати упори для регулювання глибини урізування фрези. Першу прокладку продорожують вручну, щоб встановити між пластинами направляючий диск.

При великому числі колекторних пластин трудомістку операцію по продорожуванню в умовах електроремонтного цеху виконують на спеціальних верстатах.

Для того щоб відремонтувати обмотки 4 якоря, спочатку знімають гвинтовим знімачем шарикопідшипник 21, а потім внутрішню кришку 23 підшипника, далі, ввернувши в сталеву втулку вентилятора 20 шпильки знімача, знімають вентилятор і в такий спосіб одержують доступ до обмотки якоря.

Щоб замінити конденсатори 15, знімають кришку коробки затисків 13 і, відвернувши болти кріплення дошки 14 до підшипникового щита 11, виймають її з коробки разом з конденсаторами.

При розбиранні синхронних електричних машин спочатку роз'єднують проведення, що з'єднують збудника із щітковим апаратом, відвертають гайку стопорного гвинта, що скріплює підшипниковий щит з капсулою роликового підшипника 15 і вивертають стопорний гвинт на 3-4обороту, а потім відвертають болти, що кріплять підшипниковий щит до станини 8, виводять віджимними болтами задній підшипниковий щит 11 з розточення станини й знімають його з капсули підшипника.

Після цього відвертають болти, що кріплять підшипниковий щит 7 до станини 8, і виводять його з розточення станини віджимними болтами, а потім опускають ротор на статор, попередньо поклавши під аркуш, що опускається ротор, картону.

Далі зрушують підшипниковий щит 7 разом зі станиною / збудника з капсули підшипника 6 і виводять ротор синхронної машини разом з якорем збудника зі статора машини убік вентилятора 13.

Якщо буде потреба знімання вентилятора відзначають його положення стосовно втулки, щоб при складанні встановити на попереднє її місце й у такий спосіб не порушити балансування ротора, а потім відвертають болти, що кріплять чашку вентилятора до втулки, і знімають вентилятор. Щоб зняти втулку вентилятора, її положення на валу також відзначають, а потім, відвернувши стопорний болт, стягають із вала гвинтовим знімачем.

При заміні переднього підшипника 6 синхронної машини знімають із вала 16 якір 4 збудника з колектором 2, захоплюючи його за вирізи в торці втулки, відвернувши попередньо гайку на кінці вала. Далі вивертають гвинти, що скріплюють кришки

шарикопідшипника з капсулою, і знімають капсулу разом із зовнішньою кришкою підшипника. Після цього видаляють із вала контактні кільця й стягують підшипник.

При розбиранні явнополюсного ротора синхронної машини спочатку знімають

з'єднання між котушками полюсів і відвертають гвинти кріплення полюсів до втулки, а потім знімають полюса разом з котушками. До початку розбирання ротора рекомендується нумерувати полюса й відзначати на втулці місця їх кріплення, щоб не порушити балансування ротора.

Нерідко при ремонті синхронних машин виникає необхідність розбирання й ремонту полюсної системи збудника. Щоб зняти полюса збудника, відвертають гвинти, що кріплять полюси 5 до станини 1, а потім, знявши котушки, виймають зі станини траверсу із щіткотримачами, попередньо відзначивши її положення в станині, тому що зрушення траверси з первісного положення при складанні викличе сильне іскріння під щітками в працюючого будника. Розбирання електричної машини потрібно робити так, щоб виключити можливість ушкодження справних обмоток, колектора, щіткового апарата, вентилятора й інших її частин.

Усі справні деталі розібраних електричних машин повинні бути збережені для повторного їхнього використання.

При вступі в ремонт електричної машини з ушкодженими обмотками демонтаж обмоток роблять після розбирання машини, застосовуючи спеціальні пристосування й верстати.

При розбиранні машини повинна бути врахована можливість відновлення й повторного використання проводів ушкодженої обмотки.

Ушкоджені обмотки статорів, роторів і якорів електричних машин видаляють шляхом безполум'яного випалювання ізоляції в спеціальних печах при 350-400° С и наступного витягу проводів або стрижнів з пазів сердечників або шляхом розрізування лобових частин обмотки з однієї сторони й витягу її вроздріб із протилежної сторони за допомогою пристосувань для висмикування обмоток. Цей спосіб не застосуємо до стрижневих обмоток.

Список використаної літератури