Судовой электрик - Уход за основными узлами электрических машин и электрооборудования

§ 66. УХОД ЗА ОСНОВНЫМИ УЗЛАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
У электрических машин постоянного тока наибольшего внимания требует коллектор и его щеточный механизм. Поверхность коллектора всегда должна быть чистой и гладкой без каких-либо изъянов (царапин, раковин и т. д.). Скопление на ней угольной и металлической пыли может вызвать замыкание между пластинами, искрение под щетками. Коллектор чистят чистой ветошью, слегка смоченной в бензине или спирте. При этом машина должна быть отключена от электросети.
Основными неисправностями коллектора являются: неравномерный износ, обгорание его поверхности в результате неправильного подбора по твердости щеток или чрезмерного искрения под последними;
увеличенное биение по сравнению с нормой;
выступание коллекторных пластин вследствие ослабления их прессовки;
выступание изоляции из-за повышенного износа коллекторных пластин;
нарушение пайки концов обмотки у петушков, повреждение петушков в шлице в результате неаккуратной выбивки концов обмотки из шлицы (поломка, вытекание припоя из шлицы);
замыкание между пластинами.

Причиной износа коллектора является трение между щетками и его пластинами. Степень износа зависит от правильности подбора щеток по твердости, их расстановки, давления на коллектор, скорости вращения якоря, плотности тока под щетками, состояния поверхности коллектора. Нормальный износ коллектора электрических машин мощностью до 100 кВт с частотой вращения до 3000 об/мин составляет 0,05—0,1 мм при электрографитовых щетках и 0,2—0,3 при меднографитовых.
Нормальное биение коллектора в холодном состоянии составляет 0,02—0,03 мм в зависимости от его диаметра.
Степень износа коллектора и его биение определяют при разборке машин в электроремонтном цехе.
Давление щеток на коллектор должно быть в пределах норм, приведенных в табл. 12.

Таблица 12

Слишком большое давление увеличивает износ щеток и коллектора, низкое приводит к искрению и разрушению поверхности коллектора. Давление щеток на коллекторные пластины проверяют динамометром (рис. 117) и регулируют нажатием пружины щеткодержателя.

При появлении на поверхности коллектора нагара или мелких неровностей ее полируют или шлифуют. Для шлифовки используют специальную колодку (рис. 118), длина которой должна быть равна длине коллектора, а ширина — его радиусу. Шлифовку производят стеклянной бумагой № 140,. а полировку — бумагой № 200. Выполняют шлифовку при номинальной частоте вращения якоря машины. После шлифовки и полировки коллектор продувают сжатым воздухом и протирают смоченной в бензине или спирте чистой ветошью. При нормальной работе коллектора на его поверхности образуется пленка (политура) красноватого с фиолетовым отливом цвета. Эта пленка предохраняет поверхность коллектора от износа и ее, по возможности, надо сохранять.

Рис. 117. Измерение силы давления щетки на коллектор:
1 — динамометр; 2 — нажимная пружина; 3 — щетка; 4 —  бумага; 5 — коллектор

Если неровности на поверхности коллектора шлифовкой удалить не удается, его нужно проточить в электроремонтном цехе на токарном станке.
При выступании миканитовых прокладок между коллекторными пластинами коллектор необходимо «продорожить», выбрать специальным скребком излишек изоляционной пластины на глубину 1—1,5 мм (рис. 119). Канавки должны быть хорошо продуты и прочищены щеточкой, после чего поверхность коллектора полируют.
Замыкания между пластинами коллектора могут возникнуть вследствие образования токопроводящих мостиков из медной или угольной пыли на наружных поверхностях коллектора. Их устраняют продувкой и прочисткой или продороживанием канавок между коллекторными пластинами. Причиной замыкания могут быть также прогары и загрязнения изоляции между пластинами, вызванные попаданием, например, масла на коллектор, которое вместе с медной пылью образует мостики. Выгорая, эти мостики разрушают миканитовую прокладку. Такое замыкание устраняют глубоким выскребыванием изоляции между коллекторными пластинами, после чего щель промывают спиртом и замазывают изоляционной мастикой (глифталевым лаком с цементом).
Основными неисправностями контактных колец синхронных генераторов и асинхронных двигателей с фазным ротором являются: образование шероховатостей на поверхности колец, замыкания между кольцами или кольца на корпус. Шероховатости на поверхности колец устраняют шлифовкой или полировкой, так же как и у машин постоянного тока. 

Всякого рода замыкания, возникающие вследствие образования электроприводных мостиков при загрязнении колец, устраняют тщательной чисткой последних. Чистку производят продувкой сжатым воздухом и протиркой ветошью, смоченной в бензине или спирте. Внутренние замыкания удаляют в электроремонтном цехе.

Рис. 118. Колодка для шлифовки Коллектора: 1 — колодка;     2 — стеклянная бумага; 3 — коллектор

Рис. 119. Нормальное положение миканитовой прокладки между коллекторными пластинами: /—коллекторная пластина; 2—миканитовая прокладка

Рис. 120. Расположение щеток на коллекторе

К неисправностям щёточного механизма относят износ обойм и слишком свободный ход щеток в них, коробление обойм в результате длительного перегрева и заклинивание щеток в обойме, ослабление пружин и снижение давления щеток на поверхность коллектора, пробой или механическое повреждение изоляции пальцев.
Неисправные обоймы и изношенные пружины заменяют новыми. Зазор между стенками обоймы и щетками нс должен превышать по ширине 0,15 мм и по длине 0,25 мм. Щетка должна свободно перемещаться в обойме, но не качаться в ней. Токоподводящие проводники (жгутики) не должны мешать движению щеток в обойме. Обоймы располагают на одинаковой высоте над поверхностью коллектора (2—4 мм).
Щетки на коллекторе размещают в шахматном порядке так, чтобы щетки разной полярности, укрепленные на соседних пальцах траверсы, находились на одной кольцевой дорожке (рис. 120).
Новые щетки после установки их в обоймах притирают к поверхности коллектора стеклянной бумагой (наждачное полотно применять нельзя, так как наждачная пыль является электропроводной).

Бумагу помещают между коллектором и щеткой шероховатой стороной к последней. Во время притирки бумагу заменяют все более мелкозернистой до тех пор, пока поверхность щетки не станет зеркально гладкой. Нажатие пружин щеткодержателя в процессе притирки щеток сохраняют нормальным для данного типа щетки. По окончании притирки коллектор тщательно продувают сухим сжатым воздухом и производят приработку щеток к коллектору (8—10 ч при нагрузке, равной 0,35—0,25 номинальной). Если искрение под щетками не превышает 1,25 балла, машину разрешается нагружать на полную нагрузку.
Давление всех щеток устанавливают равномерным и одинаковым. Его проверяют динамометром (см. рис. 117). Под щетку подкладывают папиросную бумагу, крючок динамометра зацепляют за жгутик в месте крепления к щетке или за пружину в месте нажатия ее на щетку. Одной рукой оттягивают динамометр по направлению оси щетки, а другой слегка тянут папиросную бумагу. В момент, когда бумага начнет легко двигаться, замечают показание на шкале динамометра. Удельное нажатие (г/см²) вычисляют делением показания динамометра на площадь поперечного сечения щетки. Износившиеся и неисправные щетки заменяют новыми.

Рис. 121. Определение неисправностей обмоток методом падения напряжения: а — замыкание обмотки якоря на корпус; б — короткое замыкание в обмотке якоря; в — обрыв в обмотке якоря
Наиболее часто встречающимися неисправностями обмоток электрических машин являются: обрывы или замыкания внутри обмоток, замыкания обмоток на корпус машин. Эти неисправности достаточно просто обнаружить омметром или методом падения напряжения на отдельных участках цепи. Омметром определяют замыкания обмоток на корпус, а также обрывы в цепи. Методом измерения падения напряжения (рис. 121) обнаруживают замыкания внутри секций обмоток якорей, между коллекторными пластинами, между соседними секциями, замыкание секций на корпус, плохой контакт в местах паек и др. При измерении к двум смежным пластинам коллектора специальными щупами подводят постоянный ток. Милливольтметром измеряют величину падения напряжения на участке обмотки, присоединенном к данным коллекторным пластинам, которая будет зависеть от сопротивления участка. При наличии замыкания в секции падение напряжений в ней будет меньше, чем в других секциях, присоединенных к соседним пластинам. Если в секции имеется обрыв или плохой контакт, падение напряжения в ней будет больше, чем в других секциях.
Обрыв или короткое замыкание на корпус в фазных обмотках статора обнаруживают омметром, контрольной лампой пли вольтметром. Короткие замыкания между витками фазных катушек могут быть определены по величине падения напряжения в катушках — дефектная катушка имеет меньшее падение напряжения и сильно греется, ее сопротивление меньше сопротивления катушек других фаз. В процессе эксплуатации электрических машин бывает необходимо определить лишь характер дефекта и причину возникновения его, более подробную дефектацию и устранение неисправностей производят в условиях электроремонтного цеха.
Уход за подшипниками. У электрических машин подшипники не должны нагреваться сверх допустимых значений (у брызгозащищенных машин перегрев над температурой окружающей среды ограничивается 30°С, у водозащищенных машин — более 45°С). Шум в подшипниках должен быть равномерным. Во время эксплуатации электрических машин уход за подшипниками сводится к периодической проверке температуры нагрева подшипников и прослушиванию их работы. При повышении температуры нагрева подшипников или возникновении каких-либо дополнительных к неравномерных шумов (постукиваний) машину необходимо остановить и постараться внешним осмотром найти причину неисправности. Если неисправность не может быть устранена без разборки машины, надо заменить ее всю целиком. Следует иметь в виду, что износ подшипников сопровождается изменением зазора между статором (полюсами) и ротором (якорем). У асинхронных электродвигателей этот зазор очень мал и даже незначительный износ подшипников может вызвать задевание ротора за статор и привести к повреждению активной стали и обмоток. Дефектные подшипники в электроремонтных цехах заменяют новыми.

Сушка машин.

Электрические машины с пониженным сопротивлением изоляции подвергают сушке. Ее можно производить внешним нагревом или пропусканием по обмоткам электрического тока. Перед сушкой машину надо тщательно очистить от пыли и грязи и продуть сухим сжатым воздухом. Сильно отсыревшие обмотки электрических машин сушат с помощью внешних источников тепла (ламп накаливания, нагревательных сопротивлений, электропечей). Машины, у которых сопротивление изоляции не менее 0,1 МОм, можно сушить электрическим током.
Источники тепла необходимо помещать возможно ближе к машине или внутри нее. Надо следить за тем, чтобы нагрев отдельных частей машины не превышал 90°С. Для предотвращения перегрева частей машины применяют тепловые асбестовые экраны.

Сушка электрических машин постоянного тока производится также методом нагревания током короткого замыкания. Якорь машины должен оставаться неподвижным, поэтому его надежно затормаживают. Обмотку якоря последовательно с обмотками последовательного возбуждения и дополнительных полюсов подключают к источнику питания через регулируемый резистор R1, так как показано на рис. 122.

Рис. 122. Сушка электрической машины постоянного тока электрическим током

Ток короткого замыкания не должен превышать 0,5 номинального. Якорь двигателя рекомендуется время от времени поворачивать. Обмотка параллельного возбуждения просушивается за счет тепла, выделяемого обмоткой якоря и обмоткой последовательного возбуждения. Если этого тепла недостаточно, то обмотку сушат отдельно (при пониженном напряжении), пропуская через нее ток. Так как невозбужденный и ненагруженный двигатель может пойти вразнос, нужно наблюдать за сушкой с тем, чтобы в случае необходимости отключить машину от сети.
При сушке асинхронного двигателя током короткого замыкания ротор двигателя надежно заземляется, а статор через регулируемый резистор подключается к трехфазной сети при пониженном напряжении порядка 0,1—0,15 номинального. Ток в цепи статора не должен превышать 0,5—0,7 номинального. Сушку двигателя с фазным ротором производят при закороченных контактных кольцах с помощью специальной закоротки. В процессе сушки надо следить за тем, чтобы температура бандажей ротора не превышала 100°С.
Намагничивание электрических машин. К намагничиванию электрических машин (генераторов) приходится прибегать в случае, когда машина теряет остаточный магнетизм или происходит ее перемагничивание. Намагничивание производится от постороннего источника постоянного тока, аккумуляторной батареи или другого генератора. В первом случае концы от аккумуляторной батареи напряжением 12—24 В подключают на 10—15 с к концам обмотки параллельного возбуждения. Затем генератор приводят во вращение первичным двигателем и возбуждают. Если возбуждение генератора протекает нормально и полярность его правильная, намагничивание считается законченным. Когда же полярность генератора оказывается неправильной, намагничивание надо повторить с переменой концов в зажимах аккумуляторной батареи.
При намагничивании генератора от другого генератора (судовой сети) ток в обмотку параллельного возбуждения подается от шин ГРЩ через регулятор возбуждения. Генератор приводят во вращение и постепенно возбуждают, пока он не разовьет номинального напряжения. После этого восстанавливают электрическую схему генератора и производят его пробный пуск по принципу самовозбуждения. Если нарушена полярность генератора
или не восстановлена его остаточная индукция, намагничивание повторяют в описанном порядке.
Уход за контактной системой аппаратов управления. Наиболее быстроизнашиваемыми частями электрических аппаратов управления являются контактные системы. Механические неисправности появляются из-за износа трущихся частей контактов, ослабления пружин, деформаций, возникающих в результате многократных ударов и сотрясений при включениях аппаратов, и из-за коррозии металлических деталей. Электрические неисправности появляются под действием электрической дуги, вследствие нарушения изоляции обмоток аппарата и его токоведущих частей. Под действием электрической дуги контактные поверхности обгорают и оплавляются. Между тем, от состояния их во многом зависит надежность и безотказность работы аппаратов управления.
Необходимо тщательно следить за состоянием контактов и их контактных поверхностей. Изношенные, с неровными, обгоревшими, имеющими оплавления и нагары поверхностями, контакты обладают значительными переходными сопротивлениями, что вызывает их перегрев. В точках касания из-за большой плотности тока температура нагрева может превышать температуру плавления металла и происходит приваривание контактов. Поэтому при обнаружении контактов с окислами и нагарами контактные поверхности осторожно и аккуратно зачищают бархатным напильником, стараясь сохранить первоначальную форму, обеспечивающую их правильное перекатывание и проскальзывание. После запиловки проверяют правильность касания контактов. С этой целью на поверхность одного из контактов наносят легко смываемую краску, включают аппарат и по следам краски на другом контакте определяют правильность касания контактных поверхностей от момента их соприкосновения до полного замыкания обоих контактов. Контакты с серебряными пластинами зачищают лишь при образовании игольчатых наплывов серебра, которые удаляют замшей или бархатным напильником. Сильно изношенные контакты заменяют новыми.
Нс разрешается покрывать контакты какими-либо смазочными веществами, так как, обгорая, последние образуют на их поверхности трудно удаляемый нагар.
Поврежденные катушки аппаратов в эксплуатационных условиях заменяют новыми.