Nejčastější závady stejnosměrných strojů

Kartáčové jiskření stejnosměrných strojů.

Jiskření kartáče může být způsobeno různými důvody, které vyžadují, aby servisní personál pečlivě sledoval systém posuvných kontaktů a kartáčové zařízení. Hlavní z těchto příčin jsou mechanické (mechanický oblouk) a elektromagnetické (elektromagnetický oblouk).

Mechanické příčiny jiskření jsou nezávislé na zatížení. Jiskření kartáče lze omezit zvýšením nebo snížením přítlaku kartáče a pokud možno snížením obvodové rychlosti.

S mechanickou jiskrou se zelené jiskry šíří po celé šířce štětce a hoří kolektor ne přirozeně, neuspořádaně. Mechanické jiskření kartáčů je způsobeno: místním nebo celkovým otlučením, poškrábáním kluzné plochy kolektoru, škrábanci, vyčnívající slídou, špatným žlábkem kolektoru (proříznutí slídy mezi deskami kolektoru), těsným nebo uvolněným usazením kartáčů v držákech kartáčů, flexibilita svorek způsobující vibrace kartáče, vibrace stroje atd.

Elektromagnetické příčiny jiskření kartáčů je obtížnější identifikovat.Jiskření způsobené elektromagnetickými jevy se mění úměrně k zatížení a málo závisí na rychlosti.

Elektromagnetická jiskra je obvykle modrobílá. Jiskry jsou kulovité nebo ve formě kapek. Spalování kolektorových desek je přirozené, čímž je možné určit příčinu jiskření.

Pokud dojde ke zkratu ve vinutí a ekvalizérech, dojde k přerušení pájení nebo k přímému přerušení, jiskra bude pod kartáči nerovnoměrná a spálené desky se budou nacházet podél kolektoru ve vzdálenosti jednoho pólu.

Pokud kartáče pod svorkami jednoho pólu jiskří více než pod svorkami ostatních pólů, znamená to, že došlo k rotaci nebo zkratu ve vinutí jednotlivých hlavních nebo přídavných pólů; kartáče nejsou správně umístěny nebo je jejich šířka širší.

Kromě toho lze u strojů DC pozorovat další porušení:

• posunutí příčné hlavy kartáče z neutrálu způsobí jiskření a zahřívání kartáčů a sběrače;

• deformace kluzné plochy sběrače způsobuje vibrace a jiskry kartáčů;

• asymetrie magnetického pole způsobuje pokles prahu reaktivního EMF, zhoršuje spínací schopnost stroje, což následně způsobuje jiskření kartáčů. Magnetické pole stroje je symetrické, pokud je přesně dodržena správná kruhová rozteč mezi výstupky hlavního a pomocného pólu a jsou dodrženy vypočítané vůle pod póly.

U velkých strojů se seřízení elektromagnetických obvodů provádí metodou bezjiskrové zóny.

Zvýšené zahřívání stejnosměrného stroje.

Ve stejnosměrném stroji je několik zdrojů tepla, které ohřívají všechny jeho prvky.

Koncepce zvýšeného ohřevu izolace zahrnuje překročení přípustné hranice tříd tepelné odolnosti izolace akceptované v elektrotechnickém průmyslu.

V praxi elektrotechnických závodů u nás bylo zavedeno pravidlo vytvořit určitou rezervu pro tepelnou odolnost izolace tím, že se pracovní teploty odeberou o třídu nižší, než je použitá izolace Většina strojů se dnes vyrábí s tepelnou třídou F. izolace; to znamená, že přípustné zvýšení teploty pro vinutí musí být stejné jako pro třídu B, tzn. přibližně 80 ° C. Toto pravidlo bylo zavedeno kvůli náhodnému zničení izolace vinutí válečkových strojů vlivem vysokých teplot.

Přehřívání stejnosměrných strojů může být způsobeno různými příčinami.

Při přetížení strojů dochází k obecnému přehřívání vlivem tepla generovaného vinutím kotvy, přídavnými póly, kompenzačním vinutím a budícím vinutím. Zátěž u velkých strojů je sledována ampérmetrem a ohřev vinutí je řízen zařízeními napojenými na snímače namontované v různých izolovaných prvcích stroje — vinutí kotvy, přídavné póly, kompenzační vinutí, budicí vinutí. U zvláště kritických velkoválcových motorů pracujících v náročných podmínkách se na velínu operátora a ve strojovně zobrazují signály, které varují, že teplota stroje vzrostla na mezní hodnotu.

Přehřátí může být způsobeno vysokou teplotou místnosti, kde jsou stroje instalovány.To může být způsobeno nesprávným větráním ve strojovně. Všechny vzduchové kanály musí být provozuschopné, čisté a přenosné. Filtry je nutné systematicky čistit protahováním sít minerálním olejem.

Vzduchové chladiče jsou někdy zaneseny mikroorganismy, které brání proudění vody. Vzduchové chladiče jsou pravidelně proplachovány.

Nečistoty (prach) vnikající do stroje přispívají k zahřívání. Provedené studie elektromotorů tedy ukázaly, že uhelný prach s vrstvou 0,9 mm dopadající na vinutí přispívá ke zvýšení teploty o 10 ° C.

Ucpání vinutí, ventilačních kanálů z aktivní oceli, vnějšího pláště stroje je nepřijatelné, protože to vytváří tepelnou izolaci a stimuluje zvýšení teploty.

Přehřátí vinutí kotvy stejnosměrného stroje.

Největší množství tepla se může uvolnit v armatuře. Důvody mohou být různé.

Přetížením se celý stroj včetně kotvy zahřeje. Pokud stroj pracuje v nízkých otáčkách, ale je vyroben jako samoodvětrávací, zhorší se ventilační podmínky, dojde k přehřátí kotvy.

Sběrač jako nedílná součást přípravku pomůže zahřát stroj. Teplota kolektoru se může výrazně zvýšit za následujících okolností:

• stálý provoz stroje na maximální výkon;

• nesprávně zvolené kartáče (tvrdé, vysoký koeficient tření);

• ve strojovně, kde jsou instalovány elektrické stroje, je nízká vlhkost vzduchu. V tomto případě se zvyšuje koeficient tření kartáčů, kartáče zrychlují a ohřívají kolektor.

Požadavek na udržení přiměřené vlhkosti vzduchu ve strojovnách je dán potřebou zajistit přítomnost vlhkého filmu mezi kartáčem a kluznou plochou kolektoru jako mazacího prvku.

Nerovnoměrná vzduchová mezera může být jednou z příčin přehřívání vinutí kotvy. Při nerovnoměrné vzduchové mezeře v části vinutí kotvy se indukuje emf, v důsledku čehož ve vinutí vznikají vyrovnávací proudy. Při výrazné nerovnosti mezer způsobují zahřívání cívky a jiskření kartáčového aparátu.

Ke zkreslení magnetického pole stejnosměrného stroje dochází, jak bylo uvedeno, v důsledku nerovnoměrnosti vzduchových mezer pod póly a také při nesprávném zapnutí vinutí hlavního a pomocného pólu, rotace obvodu v cívkách hlavních pólů, což způsobuje vyrovnávací proudy, které způsobují zahřívání cívky a jiskření kartáčů na jednom pólu je silnější než na druhém.

V případě spinového okruhu ve vinutí kotvy nemůže stroj dlouhodobě pracovat, protože vlivem přehřátí může dojít k vyhoření zkratované sekce a aktivní oceli v centru rozvoje spinového okruhu.

Znečištění vinutí kotvy ji izoluje, zhoršuje odvod tepla z vinutí a v důsledku toho přispívá k přehřívání.

Demagnetizace generátoru a reverzace magnetizace. Paralelně buzený stejnosměrný generátor lze odmagnetizovat před jeho prvním spuštěním po instalaci, běžící generátor se demagnetizuje, pokud jsou kartáče přemístěny z neutrálu ve směru otáčení kotvy.To snižuje magnetický tok generovaný cívkou paralelního pole.

Demagnetizace a poté obrácení magnetizace paralelně buzeného generátoru je možná při spouštění stroje, kdy magnetický tok kotvy obrátí magnetizaci hlavních pólů a změní svou polaritu. budicí cívka. To se stane, když je generátor připojen k síti při spuštění.

Zbytkový magnetismus a polarita generátoru je obnovena magnetizací budicí cívky z externího zdroje se sníženým napětím.

Při startování motoru se jeho otáčky nadměrně zvyšují. Mezi hlavní poruchy stejnosměrných strojů, které způsobují nadměrné zvýšení rychlosti, patří následující:

• smíšené buzení — paralelní a sériové budicí vinutí jsou zapojeny v opačném směru. V tomto případě je při spouštění elektromotoru výsledný magnetický tok malý. V tomto případě se rychlost prudce zvýší, motor se může přepnout na «jiný». Zahrnutí paralelního a sériového vinutí musí být koordinováno;

• smíšené buzení — kartáče jsou posunuty z neutrálu do rotace. To působí na demagnetizaci motoru, magnetický tok slábne, otáčky se zvyšují. Kartáče by měly být nastaveny na neutrální;

• sériové buzení — je povoleno spouštění motoru naprázdno. Motor se vybije;

• v paralelním vinutí, okruh otáčení - otáčky motoru se zvyšují. Čím více závitů budícího vinutí bude blízko sebe, tím menší bude magnetický tok v budicím systému motoru.Uzavřené cívky je nutné převinout a vyměnit.

Jsou možné i jiné poruchy, např.

Kartáče jsou přesazeny z neutrálu ve směru otáčení motoru. Stroj je magnetizován, to znamená, že magnetické pole se zvyšuje, otáčky motoru se snižují. Křížová hlava by měla být nastavena na neutrál.

Otevřete nebo zkratujte vinutí kotvy. Otáčky motoru se drasticky sníží nebo se kotva neotáčí vůbec. Štětce jasně září. Je třeba pamatovat na to, že pokud dojde k přerušení vinutí, kolektorové desky po dvou pólových děleních vyhoří. Je to dáno tím, že při přerušení vinutí v jednom místě se při přerušení obvodu zdvojnásobí napětí a proud pod kartáčem. Dojde-li k přerušení na dvou místech vedle, ztrojnásobí se napětí a proud pod kartáčem atd. Takový stroj je nutné okamžitě zastavit k opravě, jinak dojde k poškození kolektoru.

Motor se „houpe“, když je magnetický tok v budicí cívce zeslaben. Motor do určitých otáček pracuje tiše, pak při zvýšení otáček (v rámci pasových údajů) vlivem zeslabení pole v budicí cívce začne motor silně "pumpovat", to znamená, že dochází k silným výkyvům v proud a rychlost. V tomto případě je možná jedna z několika poruch:

• kartáče jsou přesazeny z neutrálu do směru otáčení. To, jak je uvedeno výše, zvyšuje rychlost otáčení kotvy.Oslabený tok budicí cívky je ovlivněn reakcí kotvy, v tomto případě dochází ke zvýšení, následně k zeslabení magnetického toku a podle toho se v režimu „houpání“ mění frekvence otáčení kotvy;

• se smíšeným buzením je sériové vinutí zapnuto antiparalelně, v důsledku čehož bude magnetický tok stroje zeslaben, rychlost otáčení bude vysoká a kotva vstoupí do režimu "houpání".

U stroje o výkonu 5000 kW byly změněny vůle hlavních sloupků oproti továrnímu tvaru ze 7 na 4,5 mm. Maximální používané otáčky jsou 75% jmenovitého počtu.Poté se po pár letech frekvence otáčení zvýší na 90-95% oproti jmenovité, v důsledku čehož se kotva začne silně "houpat" co do proudu a frekvence otáčení.

Normální polohu velkého stroje je možné obnovit pouze obnovením vzduchové mezery pod hlavními sloupy podle tvaru od 4,5 mm do 7 mm. Žádný stroj, zvláště velký, by se neměl nechat "houpat".