Ремонт асинхронных электродвигателей производится как на централизованных специализированных электроремонтных предприятиях, так и на электроремонтных предприятиях всех отраслей народного хозяйства.
Непременным условием для обеспечения высокого качества ремонта машин является проведение при ремонте обязательного объема испытаний и измерений.
В настоящее время около 70% эксплуатируемого парка электродвигателей составляют машины, которые были капитально отремонтированы по крайней мере один раз. Естественно, что к капитальному ремонту асинхронных электродвигателей предъявляются серьезные технические требования, направленные к тому, чтобы по надежности в эксплуатации и техническим характеристикам отремонтированные машины не уступали новым машинам, выпускаемым промышленностью.
Основные указания и требования по капитальному ремонту асинхронных электродвигателей общепромышленного применения изложены в ведомственных технических условиях Министерства электротехнической промышленности: ТУ 16-519.002-71 — для ремонта электрических машин в стационарных условиях и ТУ 16-519.005-71 — для ремонта их на месте установки.
Для обеспечения необходимого качества все ремонтируемые двигатели проходят ряд испытаний, которые могут быть разделены на три группы:
предремонтные испытания — перед началом ремонта; испытания при операционном контроле (операционные испытания) — в процессе ремонта;
приемо-сдаточные испытания — после окончания ремонта.
Предремонтные испытания имеют целью определить, какие именно узлы машины являются дефектными и подлежат ремонту или замене, а в отдельных случаях выявить исправные электродвигатели, которые вообще не подлежат ремонту и поступили в ремонт по ошибке.
Операционные испытания служат для того, чтобы еще в процессе ремонта на различных его стадиях можно было выявить допущенные при ремонте неисправности, примененные дефектные материалы, узлы, детали или запасные части и своевременно выполнить необходимые исправления, так как дефекты, обнаруженные при приемо-сдаточных испытаниях, требуют для исправления много времени и затраты больших средств.
Объем и нормы предремонтных и операционных испытаний и сроки их применения строго не регламентированы, однако практика электромашиностроительных и электроремонтных предприятий выработала соответствующие рекомендации, которые изложены в ведомственных и заводских нормалях. Методы этих испытаний не должны отличаться от указанных в ГОСТ 11828-75 «Машины электрические. Методы испытаний» и ГОСТ 7217-66 «Электродвигатели трехфазные асинхронные мощностью от 100 Вт и выше. Методы испытаний».
Предремонтные испытания и замеры включают измерения геометрических размеров узлов и деталей, механических износов и отклонений (эксцентриситет, биение, конусность и т. д.), а также в необходимых случаях электрические испытания (измерение сопротивления изоляции, проверку электрической прочности изоляции, измерение сопротивления обмоток и их частей при постоянном токе) и проверку состояния сердечника статора (определение потерь в стали).
В объем операционных испытаний при ремонте входит обычно испытание электрической прочности изоляции запасных и вновь изготовленных обмоток (катушек, стержней) как до укладки (проверяется как витковая, так и общая изоляция), так и после укладки в пазы (до соединения и пайки) и, наконец, после пайки и изолировки соединений; испытывается также электрическая прочность изоляции кронштейнов, бандажных колец, лобовых частей обмотки, стяжных и крепежных болтов (у крупных машин), контактных колец (у электродвигателей с фазным ротором). После пайки схемы производится обычно проверка правильности схемы. После пропитки и сушки проверяют также значения сопротивлений изоляции всей обмотки относительно корпуса и между фазами обмотки.
Упомянутые выше технические условия ТУ 16-519.002-71 и ТУ 16-519.005-71 устанавливают два вида испытаний асинхронных двигателей после капитального ремонта: приемо-сдаточные и типовые.
Приемо-сдаточным испытаниям подвергаются все электрические машины, отремонтированные без изменения мощности или частоты вращения, т. е. машины, у которых при ремонте сохранены электрические и магнитные нагрузки; машины, отремонтированные с изменением мощности или частоты вращения, подвергаются типовым испытаниям. Очевидно, типовым испытаниям должны также подвергаться машины, поступившие в ремонт без заводских щитков и выпущенные из ремонта с номинальными данными, определенными расчетом, выполненным ремонтной организацией.
В объем приемо-сдаточных испытаний асинхронных двигателей после ремонта входит:
измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса электродвигателя и между обмотками (фазами);
измерение сопротивлений обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии;
обкатка электродвигателей на холостом ходу; определение тока и потерь холостого хода; определение тока и потерь короткого замыкания; испытание междувитковой изоляции обмоток на электрическую прочность;
испытание изоляции обмоток относительно корпуса электродвигателя и между обмотками (фазами) на электрическую прочность;
определение коэффициента трансформации (для электродвигателей с фазным ротором).
Если ремонт крупных электродвигателей (мощностью 100 кВт и выше) производится на месте установки, то при приемо-сдаточных испытаниях кроме обкатки на холостом ходу должно производиться опробование под нагрузкой в течение 24 ч.
В объем типовых испытаний асинхронного двигателя после ремонта входят кроме всех указанных выше контрольных испытаний также испытания на нагревание, на кратковременную перегрузку по току и испытание при повышенной скорости вращения (только при замене обмотки ротора или бандажей).
Кроме того, при типовых испытаниях по методике, указанной в ГОСТ 7217-66, определяют значения к.п.д., коэффициента мощности, скольжения, максимального вращающего момента, а для двигателей с короткозамкнутым ротором определяют также минимальный вращающий момент в процессе пуска, начальный пусковой вращающий момент и начальный пусковой ток.
Технические требования к отремонтированным электродвигателям в отношении значений испытательных
напряжений, сопротивления изоляции, предельных допускаемых температур, к.п.д., коэффициента мощности, начального максимального и минимального моментов, начального пускового тока и т. п. должны соответствовать ГОСТ 183-74, ГОСТ 13859-68 и другим стандартам на соответствующие типы асинхронных электродвигателей, а методика испытаний определяется ГОСТ 11828-75 и ГОСТ 7217-66.
Последовательность проведения испытаний, указанная выше, не является обязательной, однако в требованиях стандартов указывается, что испытанию изоляции обмоток на электрическую прочность относительно корпуса машины, между обмотками и между витками должны предшествовать при приемо-сдаточных испытаниях измерение сопротивления изоляции, определение тока и потерь короткого замыкания и испытание при повышенной скорости вращения (если оно производится), а при типовых испытаниях — также испытание при кратковременной перегрузке по току; при типовых испытаниях, кроме того, испытания при повышенной частоте вращения должны производиться непосредственно после испытания на нагревание.
При всех испытаниях для измерения электрических величин должны применяться измерительные приборы необходимого класса точности; в частности, применяемые электроизмерительные приборы (с шунтами и добавочными резисторами), мосты, измерительные трансформаторы тока и напряжения при типовых испытаниях должны быть класса точности не ниже 0,5. Исключение допускается для измерения сопротивления изоляции, когда применяются обычные мегаомметры, а также для измерения мощности в трехфазной сети одним трехфазным ваттметром (допускается применять трехфазный ваттметр класса точности не ниже 1,0).
При массовых контрольных испытаниях, выполняемых на специальных стендах, допускаются приборы класса точности 1,0, однако и в этих случаях применение приборов класса точности 0,5 желательно.
Для обеспечения необходимой точности измерений измерительные приборы следует подбирать так, чтобы измеряемые значения электрических величин находились в пределах 20—95% шкалы. Особенно важно правильно выбрать однофазные ваттметры для измерения мощности в трехфазных цепях по методу двух ваттметров; необходимо, чтобы одновременно измеряемые токи и напряжения составляли не меньше 20% номинальных токов и напряжений применяемых ваттметров. Если при испытаниях производятся измерения по нескольким приборам, необходимо отсчеты показаний всех проборов производить одновременно. Ниже при рассмотрении отдельных испытаний приведены схемы соединения измерительных приборов.
Обычно при испытаниях крупных асинхронных электродвигателей, отремонтированных на месте установки, собирают в каждом отдельном случае временные испытательные схемы. На стационарных электроремонтных предприятиях и в электроремонтных цехах, как правило, оборудуются испытательные отделения и участки с постоянными испытательными схемами.
В настоящее время организован промышленный выпуск нескольких типов комплектных испытательных установок, предусматривающих возможность проведения всех испытаний при ремонте различного электрического оборудования. Комплектные установки для операционного контроля и приемо-сдаточных испытаний отремонтированных асинхронных электродвигателей разработаны институтом по ремонту и эксплуатации тракторов и сельскохозяйственных машин (ГОСНИТИ) совместно с Раазикусским опытным ремонтным заводом и выпускаются этим заводом.
Установки операционного контроля предназначены для проведения промежуточных испытаний в процессе капитального ремонта трехфазных асинхронных электродвигателей напряжением до 380 В мощностью до 40 кВт; одна установка может обеспечить испытание 30 000—40 000 электродвигателей в год (при двухсменной работе).
Выпускаются два типа установок для операционного контроля: УПК-1—для ремонтируемых электродвигателей после укладки и пайки обмоток (до пропитки) и УПК-2 — для испытаний ремонтируемых электродвигателей после пропитки и сушки обмоток (до сборки).
Каждый стенд размещается на производственной площади 5 м2 и обслуживается двумя рабочими, потребляемая мощность стенда составляет 1 кВт.
Комплектный контрольно-испытательный стенд типа КИУ-1 предназначен для послеремонтных приемо-сдаточных испытаний асинхронных электродвигателей напряжением до 380 В и мощностью до 40 кВт. В установке предусмотрена возможность нагрузочных испытаний. Производительность стенда — 10 000 электродвигателей в год при работе в две смены, потребляемая мощность - до 70 кВ-А, обслуживающий персонал —2 чел. Установка требует для размещения 25 м2 площади.
Выпускаются и полуавтоматические испытательные стенды для приемо-сдаточных испытаний отремонтированных машин, в которых переход от одного испытания к последующему происходит автоматически; в частности, имеется испытательный стенд ИС-5, разработанный производственным объединением «Севкавэлектроремонт» (Ростов-на-Дону). Большого распространения такие испытательные стенды пока не получили, хотя на крупных электроремонтных предприятиях с большим выпуском организация таких испытательных станций весьма целесообразна.
