Наладка электрических машин электроприводов - Проверка механической части и правильности установки щеток машин постоянного тока

Глава вторая
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Проверка механической части и правильности установки щеток
Для контроля состояния машины постоянного тока, подвергаемой разборке или частичной ревизии на месте монтажа, следует произвести тщательный осмотр всех деталей и выполнить ряд измерений (рис. 2-1).
Необходимо провести следующие операции.
1. Проверить воздушный зазор в диаметрально противоположных точках под полюсами; у крупных машин рекомендуется, выбрав какую-либо точку на якоре, проверить зазор, между ней и всеми полюсами при постепенном повороте якоря; зазоры не должны отличаться друг от друга более чем на 10% среднего значения зазора.

1. Тщательно осмотреть и сверить с чертежами пайки или болтовые соединения обмотки в местах разъема индукторов, а также убедиться в отсутствии зазора в месте сочленения обеих половин магнитопровода.
2. Осмотреть бандажи, клинья в пазах, пайку петушков, состояние лобовых соединений обмоток, коллектор.
3. Проверить состояние коллектора. Поверхность коллекторов новых машин должна быть отшлифована, на ней не должно быть вмятин, царапин, западающих и выступающих пластин. Биение коллектора не должно превышать 0,03 мм при диаметре до 250 мм, 0,04 мм -при диаметре до 500 мм и 0,05 мм при диаметре выше 500 мм. Шлифовать коллекторы машин, бывших в эксплуатации, следует только при наличии значительного обгара и сильного искрения щеток, так как шлифовка уничтожает политуру и ускоряет износ коллектора.

Рис. 2-1. Основные измерения при монтаже электрической машины (монтажный формуляр).

В новых машинах изоляция между коллекторными пластинами должна быть продорожена на глубину 1—2 мм. В отремонтированных машинах после проточки коллектора и продороживания острые кромки пластин должны быть сняты. Шлифовка коллектора производится стеклянной бумагой № 00, прикреплённой к деревянной колодке, вырезанной по форме коллектора.

1. При внешнем осмотре машин, бывших в длительной эксплуатации, необходимо оценить состояние изоляции обмоток. Во многих случаях мегомметр показывает высокое сопротивление изоляции, но в отдельных местах, например у краев пазов или на лобовых соединениях, изоляция оказывается настолько пересушенной, что не может быть отремонтирована, и во избежание аварии требуется перемотка машины. Пересушенная изоляция обычно расслоена и осыпается при небольших постукиваниях и перегибах. Во время длительной эксплуатации изоляция и медь обмоток стареют; от вибрации детали становятся ломкими. Наладчик электрооборудования должен ориентироваться в этих вопросах, и для приобретения необходимого опыта ему следует изучить работу электроремонтного цеха [Л. 11, 12].

Рис. 2-2. Расстановка щеток по коллектору.
Проверка правильности установки щеток. Расстановка щеток должна быть произведена согласно заводскому чертежу и инструкции. В общем случае при проверке машин можно руководствоваться следующими рекомендациями.

1. Щеткодержатели должны быть установлены таким образом, чтобы щетки стояли строго параллельно пластинам коллектора и расстояния между их сбегающими краями были равны полюсному делению. Допускаются отклонения от средней величины полюсного деления (измеренного по коллектору) не более 2% для машин до 200 кВт, 0,5% для машин свыше 200 кВт.
2. Щетки отдельных траверс следует сдвигать вдоль оси машины с таким расчетом, чтобы в коммутации участвовала вся рабочая поверхность коллектора (рис. 2-2) и происходило равномерное срабатывание пластин. Расстояние обойм щеткодержателей от поверхности коллектора в зависимости от размеров коллектора и щеток должно быть не более 2—4 мм. При наклонных щеткодержателях коллектор должен набегать на острый угол щеток.
3. Щетки должны свободно перемещаться в обоймах, но не иметь излишней слабины. Нормальный зазор между щеткой и обоймой в направлении вращения 0,1—0,4 мм, в продольном направлении 0,2—0,5 мм.
4. Нормальное удельное давление щеток на коллектор в зависимости от марки щеток равно 150—250 Г/см2. Во избежание неравномерного распределения тока давление отдельных щеток не должно отличаться от среднего давления более чем на 10%.

Износ щеток в процессе эксплуатации зависит от механических и электрических факторов. К первым относятся состояние поверхности и линейная скорость коллектора, удельное давление щеток, вибрация машины. Износ щеток зависит от средней величины и от пульсации якорного токa; нередко износ резко увеличивается под влиянием искрения.
Эксплуатационники периодически заменяют сработавшиеся щетки, причем нет четких критериев того, какую щетку можно еще оставить. Например, на одинаковых крупных машинах в равных условиях заменяются щетки длиной 30 или 15 мм. В общем случае представляется допустимым срабатывание щетки до 40% ее первоначальной длины.

Рис. 2-3. Определение нейтрального положения щеток индуктивным метолом.
а — схема; б — осциллограммы, иллюстрирующие изменение э. д. с. на щетках машины; Iв—ток в цепи обмотки возбуждения; е — э. д. с. на щетках; Iв — момент включения тока возбуждения; fOTK — момент отключения тока; 1 — щетки сдвинуты с нейтрали на 5 мм; 2 — щетки сдвинуты с нейтрали на 1 мм.

1. В коммутации должка участвовать по возможности вся длина коллектора, но щетки не должны свисать за край коллектора (с учетом разбега вала), а щеточные медные жгуты во избежание случайного касания должны быть достаточно удалены от петушков якоря. Щетки должны быть тщательно пришлифованы к поверхности коллектора с помощью стеклянной (но не карборундовой) шкурки с зернами средней крупности. Следует учесть, что при шлифовке не должны быть подрезаны края щеток.

После проведения указанной проверки и -выполнения монтажным персоналом (в случае необходимости) требуемой регулировки щетки устанавливаются на электрическую нейтраль.

Установка щеток на электрическую нейтраль.

Точное расположение щеток по нейтрали определяет оптимальные параметры машин: а) двигатели имеют максимальный момент; б) генераторы имеют максимальное напряжение; в) реакция якоря минимальна; г) щетки замыкают накоротко секции обмотки, расположенные вне поля главных полюсов, что необходимо для получения безыскровой коммутации.
Проверка положения щеток относительно нейтрали может быть произведена различными способами: а) индуктивным методом; б) по наименьшей скорости двигателя; в) по наибольшему напряжению генератора; г) методом самовозбуждения от остаточного магнетизма при коротком замыкании.
Особенно удобен при наладке индуктивный метод, дающий возможность определить нейтраль при неподвижной машине с наибольшей точностью. Определение электрической нейтрали индуктивным методом производится с помощью вольтметра магнитоэлектрической системы на напряжение до 3 в (желательно с нулем посредине) и аккумулятора или сухой батареи на 2—6 в. Вольтметр подсоединяется к щеткам машины Я1-Я2 (рис. 2-3); параллельная обмотка ШО при испытании включается (ключом К) импульсами на напряжение аккумулятора А.
В момент включения параллельной обмотки стрелка вольтметра дает бросок (отклонение) в одну сторону, а затем возвращается к нулю; при отключении параллельной обмотки ШО стрелка отклоняется в обратную сторону. Величина отклонения стрелки зависит от смещения щеток с нейтрали (см. осциллограмму на рис. 2-3). При отсутствии аккумулятора может быть использована сеть постоянного тока, но в этом случае последовательно с параллельной обмоткой должно быть включено добавочное сопротивление, снижающее ток возбуждения не менее чем в 10—20 раз.
При наладке новых машин нейтраль обычно не устанавливается, а только проверяется. Отыскание нейтрали машин, прошедших капитальный ремонт, рекомендуется проводить по схеме на рис. 2-3,а в следующем порядке;
а)   заметить отклонение вольтметра при включении и отключении
параллельной обмотки;
б)  отпустить болты, крепящие траверсу щеткодержателей;
в)   переместить траверсу на 1—2 мм и заметить новые значения отклонений вольтметра (если .новые отклонения меньше предыдущих, то направление смещения траверсы правильное); путем незначительных смещений находится такое положение траверсы, при котором отклонение вольтметра будет наименьшим;
г)    провернуть от руки якорь и проверить положение нейтрали, если новому положению якоря соответствует новое положение нейтрали (обычно расхождения незначительны), то следует установить траверсу в среднее положение между обеими отметками;
д)    укрепить траверсу щеткодержателей и повторно проверить нейтраль, так как при закреплении траверсы нередко смещаются щетки.