Основные неисправности узлов электрических машин, методы контроля их параметров, порядок испытания тяговых электродвигателей по методу взаимной нагрузки.

Ответ- Характерных неисправностей. Прежде всего это понижение сопротивления изоляции, возникающее обычно при попадании в электрическую машину влаги, масла и грязи. Для устранения неисправности электрическую машину очищают и сушат. Значительное понижение сопротивления изоляции может привести к ее пробою. Пробои изоляции могут также возникнуть из-за ее механических повреждений или из-за перебросов (перекрытий) внутри машины. Перекрытие по коллектору часто сопровождается круговым огнем с перебросом на корпус и выгоранием деталей машины, попавших в область горения дуги. Причиной перебросов обычно является загрязнение и замасливание коллектора, скопление угольной пыли в межламельных канавках. Следует помнить, что коллектор — один из главнейших узлов машины постоянного тока, определяющий ее общее состояние. На поверхности коллектора отражается как нарушение режима эксплуатации, так и наличие скрытых дефектов в самой машине. Своевременный осмотр поверхности коллектора может помочь обнаружить и определить неисправность. Для устранения последствий пробоя и перебросов вышедшую из строя катушку или секцию заменяют, изоляцию восстанавливают.

В положительных щеткодержателях генератора, как известно, ток идет от щетки к коллектору, при этом мельчайшие частицы отрываются от щеток и электролитически осаждаются ,на коллекторе, образуя слой глянцевой политуры темно-коричневого цвета. Этот слой способствует хорошей и устойчивой работе электрической машины. Коллектор исправной, нормально эксплуатирующейся машины имеет глянцевую поверхность темно-коричневого цвета, одинакового у всех коллекторных пластин. При нарушениях нормальной эксплуатации или появлении какой-либо неисправности в машине (в обмотке якоря, магнитопроводе или в щеточном аппарате) цвет коллекторных пластин изменяется. Таким образом, по состоянию поверхности коллектора можно судить о состоянии электрической машины. Разные цвета коллекторных пластин, без подгара, могут быть следствием временной перегрузки в результате нарушения коммутации. При дальнейшей нормальной эксплуатации это явление может исчезнуть, и в таких случаях проведение каких-либо профилактических мероприятий не требуется. Однако в случае устойчивого изменения цвета отдельных пластин или всего коллектора, исчезновения глянца, появления подгара с соответствующей закономерностью или без нее, неравномерной выработки и т. д. необходимо принятие определенных мер.

Подгар каждой третьей коллекторной пластины. Возможны два случая такой неисправности: подгар пластины, подсоединенной к крайнему витку паза; подгар пластины, соединенной с уравнителем. В первом случае причиной подгара является неудовлетворительная коммутация из-за плохой отладки на ремонтном заводе или нарушения в процессе эксплуатации. Электрические машины с таким подга-ром некоторое время могут находиться в эксплуатации. Однако длительная работа их без шлифовки коллектора из-за различных коэффициентов трения чистых и подгоревших пластин может привести к прогрессирующему подгару всего коллектора и выходу его из строя. Такие машины при первой возможности необходимо снять с тепловоза для отладки коммутации. Подгорание каждой третьей пластины, соединенной с уравнителем, обычно происходит при использовании щеток различных марок и длительной эксплуатации тяговых электродвигателей, имеющих щетки со значительными сколами.

Подгар каждой второй пластины. На некоторых генераторах тепловоза ТЭЗ при общем подгаре коллектора имел место явно выраженный подгар каждой второй пластины. Причиной этого дефекта может быть неустойчивый контакт щетки с отдельными коллекторными пластинами из-за вибрации щеток при петлевой двухходовой обмотке. Необходимо проверить нажатие щеток и при необходимости установить требуемое нажатие. Подгар пластин коллектора без закономерности. В отдельных случаях наблюдается подгар большого количества пластин коллектора, расположенных без какой-либо закономерности. Степень подгара пластин при этом может быть различной. Причина подгара - повышенная вибрация генератора, вызывающая отрыв щеток от коллектора, искрение щетки и повышенный нагрев коллектора. Необходимо устранить сибрацию, а коллектор проточить. Причиной неравномерного подгара коллекторных пластин у двухмашинных агрегатов может быть деформация коллектора. Для устранения дефекта подтягивают коллекторные гайки, протачивают коллектор и регулируют щеткодержатели. В связи с тем что деформация коллекторов двухмашинных агрегатов имела массовый характер, заводом-изготовителем был принят ряд мер технологического и конструктивного направлений. В частности, резьба гайки 2М10 заменена на ЗМ10; для лучшей затяжки гаек на них введены шлицы взамен отверстий; вместо двух запечек коллектора введено четыре и удвоена выдержка в печи (4 ч вместо 2 ч).

Перегрев коллектора. При перегреве коллектор приобретает фиолетовый оттенок с цветами побежалости. Перегрев якоря выше допустимой температуры приводит к полной или частичной распайке коллектора. Чаще всего перегрев происходит из-за неисправности вентиляторов, засорения воздуховодов, потери крышек верхнего коллекторного люка тяговых электродвигателей. Понижение сопротивления изоляции из-за увлажнения. Увлажнение обмоток - одна из причин кругового огня. В тяговые электродвигатели влага попадает с охлаждающим воздухом, через неплотности и щели, через вентиляционные отверстия в- щитах. В зимнее время года попавший в остов снег превращается в воду, вызывая отсыревание и понижение сопротивления изоляции.

методы контроля их параметров - Профилактическим мероприятием по исключению трещин в изоляции является своевременная пропитка якорей. Места трещин тщательно очищают от пыли и грязи и восстанавливают изоляцию. Допускается заливка поврежденных мест глифталевым лаком или клеем БФ-2 с последующим покрытием эмалью СПД. Заливка и закраска трещин без предварительного удаления грязи недопустима.

Метод взаимной нагрузки - Коллектор не должен иметь пластин с острыми кромками, заусенцами и забоинами. Биение коллектора, контактных колец на нагретой машине допускается для электродвигателей и вспомогательных машин не более 0,04 мм, тяговых генераторов 0,06 мм. Испытание на холостом ходу проводят для проверки точности сборки машины. При этом оценивается работа подшипников и приработка щеток по коллектору. Так как тяговые электродвигатели с последовательным возбуждением в режиме холостого хода могут иметь разносную частоту вращения, поэтому в этом режиме они питаются пониженным напряжением, равным 1/8 - 1/10 номинального значения. Электродвигатели проверяют в течение 30 мин при частоте вращения 600 об/мин.

Чтобы выявить нагревание от трения щеток и испытать подшипники, тяговые электродвигатели работают на холостом ходу в течение 1 ч. Омическое сопротивление обмоток измеряют методом сопротивления (вольтметра и амперметра), который при использовании приборов класса 0,2 или 0,5 обеспечивает высокую точность.

Вольтметр, измеряющий падение напряжения, присоединяют с помощью стационарных зажимов непосредственно к выводам измеряемой обмотки. К обмотке якоря вольтметр подсоединяют специальными щупами, устанавливаемыми на коллекторных пластинах, расположенных между щетками. Омическое сопротивление измеряют до испытания машин (в практически холодном состоянии); полученное значение пересчитывают к температуре 20 С. Сопротивление не должно отличаться от номинального (паспортного) значения на 10%.

Машины испытывают на нагревание для определения превышения температуры (перегрева) обмоток, коллектора и подшипников над температурой охлаждающего воздуха при номинальном режиме работы. Испытания тяговых электрических машин под нагрузкой проводят методом взаимной нагрузки (возвратной работы). При этом методе две однотипные машины соединяют электрически в механически (с помощью полумуфт). Одна машина работает в режиме генератора, а другая - двигателя (рис.4.). Машина, работающая генератором Г питает машину, работающую двигателем ТД, которая вращает генератор. Испытание на нагревание производится при номинальном режиме: например, для электродвигателя Эд-118А при напряжении 470В, токе 720 А, частоте вращения 585 об/мин и подаче охлаждающего воздуха 80-75 м³/мин. В процессе испытания машины постоянно контролируется ток нагрузки, напряжение, частота вращения, температура подшипников, охлаждающего воздуха и неподвижных обмоток. После остановки машины измеряют температуру обмотки якоря методом сопротивления, а коллектора - методом термометра. Превышение температур обмоток для электродвигателя ЭД-118А должно быть не более: якоря - 140° С, главных и добавочных полюсов - 155° С, коллектора - 95° С. Тяговые генераторы и тяговые электродвигатели разрешается испытывать без подачи охлаждающего воздуха при открытых люках в течение 1 ч при номинальном напряжении и токе, устанавливающем превышение температуры, равное превышению температуры при номинальном режиме для тягового электродвигателя ЭД 118А этот ток равен 575 А. Значение сопротивления изоляции обмоток тяговых электродвигателей типов ЭД118 А- 2 МОм.

Рис.4. Схема стенда взаимной нагрузки

БУ1,БУ2 –блоки управления; 1-лин. преобразователь; 2- выпрямит. блок; 3- понижающий трансформатор; 4,11- изм. преобразователи; 5- карданный вал;6- цифровой тахометр; 7- датчик частоты вращения; 8- зубчатый диск; 9- вольтдобавочный преобразователь; 10,12- токовые реле.

Отклонения частоты вращения проверяют в обоих направлениях вращения после испытания на нагревание. Допустимые отклонения частоты вращения тяговых электродвигателей 3% номинального значения. Уровень вибрации проверяют при жестко закрепленной на стенде электрической машине на холостом ходу и установившейся максимальной частоте вращения. Вибрацию измеряют на подшипниковых щитах направлении, перпендикулярном оси вращения. Вибрационная скорость должна быть не более 4 мм/с для всех тяговых электродвигателей.

Машина считается выдержавшей испытание, если не произошло каких либо механических повреждений или кругового огня. Коллектор должен быть пригоден к работе без какого либо исправления. При повышенном искрении проверяют нажатие пружин щеткодержателей, приработку щеток к коллектору, и его состояние.

ОСТАЛЬНОЕ описание метода в учебнике по ремонту 364стр.