Реферат
На тему: «Ремонт электродвигателей»
Выполнил уч-ся гр. 05-ДБЭ
Утянский Д. А.
2008
Содержание
1. Общие сведения об электрических машинах………………………………...3
2. Неисправности электрических машин……………………………………….5
3. Разборка электрических машин……………………………...…………........6
4. Ремонт токособирательной системы электрических машин…………….…9
4.1. Коллекторы. ………………………………………………………………....9
4.2. Контактные кольца. ………………………………………………………...12
4.3. Щеткодержатели. ……………………………………………………...…...13
5. Ремонт сердечников, валов и вентиляторов электрических машин……...14
5.1.Сердечники. …………………………………………………………….…...14
5.2. Валы. ……………………………………………………………………..….16
5.3. Вентиляторы. …………………………………………………………….....18
6. Балансировка роторов, якорей и испытание электрических машин…..…20
7. Список литературы…………………………………………………………..23
1.Общие сведения об электрических машинах
Электрические машины служат для преобразования механической энергии в электрическую (генераторы), электрической энергии в механическую (двигатели), а также для преобразования частоты переменного тока, одного рода тока в другой, например, постоянного тока в переменный, постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения (преобразователи).
Преобразование энергии в электрической машине происходит в пространстве, занятом электромагнитным полем. Части электрической машины, непосредственно предназначенные для энергопреобразовательного процесса, называются активными частями. К ним относятся магнитопроводы, проводники обмоток, промежутки между магнитопроводами и проводниками обмоток.
Однако для того чтобы машина могла осуществлять свое назначение, в ней предусмотрен еще целый ряд важных деталей, называемых конструктивными частями, которые не принимают непосредственного участия в процессе преобразования энергии.
Конструктивные части выполняют в машине следующие функции:
-придают частям статора и ротора определенное положение в iпространстве и обеспечивают (или ограничивают) их необходимые степени свободы перемещения;
-передают электрическую энергию от сети к активной зоне машины или механическую энергию от активной зоны к сопряженной машине;
-осуществляют подачу охлаждающего воздуха в машину;
электрически изолируют витки проводников обмоток друг от друга, от магнитопроводов и - конструктивных частей;
защищают активные части машины от повреждений в результате воздействия окружающей среды (влаги, вредных газов, попадания в машину посторонних предметов);
-обеспечивают, безопасную эксплуатацию машины, предотвращая прикосновение обслуживающего персонала к ее вращающимся или находящимся под напряжением частям;
-делают возможным монтаж машины на месте установки!
Электрические машины характеризуются различными показателями, в число которых входят номинальные мощность, напряжение, режим работы, ток, условия применеяия, частота вращения, а также кпд и другие данные, определяющие допустимые режимы их работы.
Режим работы, на который электрическая машина рассчитана и для которого она предназначена предприятием-изготовителем, называют номинальным. Номинальный режим указывают на заводском щите машины.
Номинальная мощность электрических машин (выражаемая в ваттах, киловаттах и мегаваттах) для генераторов постоянного тока — полезная мощность на зажимах машины; для генераторов переменного тока — полная электрическая мощность при номинальном коэффициенте мощности; для электродвигателей — полезная механическая мощность на валу.
Напряжение, соответствующее номинальному режиму работы электрической машины является номинальным. Номинальное напряжение трехфазной электрической машины является междуфазным (линейным) напряжением.
Номинальный ток — это ток, соответствующий номинальному режиму работы электрической машины.
Номинальные условия применения электрической машины обычно оговорены в стандарте или ТУ на данную машину.
Частоту вращения, соответствующую работе электрической машины при номинальных напряжении, мощности, частоте тока и условиях применения, называют номинальной.
Коэффициентом полезного действия (кпд) является отношение полезной (отдаваемой) активной мощности электрической машины к затрачиваемой (подводимой) активной мощности.
Нагрузкой электрической машины называют мощность, которую она развивает в данный момент времени, а перегрузкой — превышение фактической нагрузки машины над ее номинальной нагрузкой. Перегрузку выражают в процентах или долях номинальной нагрузки.
Рабочая температура активной час; я электрической машины — установившаяся температура этой части, соответствующая номинальному, режиму работы при неизменной номинальной температуре охлаждающей среды. Превышением температуры отдельной части электрической машины называют разность между температурой этой части и охлаждающей среды.
Электрические машины бывают одностороннего и двустороннего направления вращения. Электрические машины одностороннего вращения могут иметь правое или левое направление вращения. Правым направлением вращения машины с односторонним приводом считается вращение по часовой стрелке, если смотреть на машину со стороны присоединение ее к первичному двигателю или рабочему механизму, левым соответственно будет направление вращения электрической машины против часовой стрелки.
Электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. способностью работать в режиме генератора электрического тока, если привести ее в движение каким-либо первичным двигателем, и, наоборот, в режиме электродвигателя, если подвести к ней электрическое напряжение. Электрическая машина, работающая в качестве двигателя, преобразует подводимую к ней электрическую энергию в механическую, используемую для приведения в действие различных механизмов и станков. Эта же машина может вырабатывать электрическую энергию, если будет приведена в действие двигателем внутреннего сгорания или паровой турбиной и возбуждена от постороннего источника электроэнергии, т. е. будет работать в режиме генератора. Однако каждая электрическая машина, выпускаемая электромашиностроительным заводом, обычно предназначается для одного определенного режима работы — режима генератора или электродвигателя. ,
По принципу действия различают синхронные и асинхронные электрические машины переменного и постоянного тока.
Электрическую машину переменного тока, частота вращения которой находится в строго постоянном соотношении с частотой вращения магнитного поля или частотой сети, называют синхронной. Основными частями синхронной машины являются статор, несущий обмотку переменного тока, и ротор, на котором размещена обмотка возбуждения, питаемая через контактные кольца постоянным током от возбудителя или через выпрямители.
Синхронные машины выпускают с явнополюсным и неявнополюсным ротором и используют в современном производстве в качестве двигателей при необходимости постоянной частоты вращения, а на электростанциях и в электроустановках — в качестве синхронных генераторов и компенсаторов.
Электрическую машину переменного тока, у которой частота вращения ротора меньше частоты вращения магнитного поля статора и зависит от нагрузки, называют асинхронной. Асинхронные двигатели бывают коллекторные и бесколлекторные. Преимущественное распространение получили бесколлекторные асинхронные электрические машины, применяемые, там, где не требуется постоянная частота вращения. Асинхронные бесколлекторные электродвигатели бывают двух исполнений — с короткозамкнутым и фазным роторами.
Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют обмотку и снабжены контактными кольцами, установленными на одном валу с ротором. Преимущества электродвигателей с фазным ротором перед двигателями с короткозамкнутым состоят главным образом в том, что они позволяют регулировать в широких пределах пусковой момент, силу пускового тока и частоту вращения. Асинхронные двигатели с фазным ротором используют для привода механизмов, требующих регулировки частоты вращения, а также в нерегулируемом приводе с тяжелыми условиями пуска, например, подъемно-транспортных механизмов.
Электрические машины постоянного тока применяют в качестве первичных двигателей и генераторов постоянного тока.
Машина постоянного тока состоит из неподвижной станины с главными и добавочными полюсами, вращающегося якоря с обмоткой и коллектором, подшипниковых щитов и траверсы с щеткодержателями. Машина обратима, т. е. может работать в режиме двигателя или генератора (например, двигатели электрифицированного транспорта).
По способу питания обмотки возбуждения генераторы постоянного тока бывают с независимым возбуждением, в которых питание подается в эту обмотку от постороннего источника тока (выпрямителя, аккумулятора, сети постоянного тока), и с самовозбуждением, в которых питание подается от самого генератора. В зависимости от способа соединения обмоток возбуждения с обмоткой якоря различают электрические машины постоянного тока: параллельного возбуждения или шунтовые; последовательного возбуждения; смешанного возбуждения, имеющие на общих главных полюсах две (параллельную и последовательную) обмотки.
2.Неисправности электрических машин
Электрические машины повреждаются чаще всего из-за нарушения сроков очередного текущего или капитального ремонта, плохого обслуживания или нарушения режима работы, на который они рассчитаны. Повреждения электрических машин бывают механические и электрические.
К механическим повреждениям относятся: выплавка баббита в подшипниках скольжения; разрушение сепаратора, кольца, шарика или ролика в подшипниках качения; деформация вала ротора (якоря); образование глубоких выработок (дорожек) на поверхности коллекторов; ослабление крепления полюсов или сердечника статора к станине, прессовки сердечника ротора (якоря); разрыв или сползание проволочных бандажей роторов (якорей) и др.
Электрическими повреждениями принято называть: пробой изоляции на корпус; обрыв проводников в обмотке; замыкание между витками обмотки; нарушение Контактов и разрушение соединений, выполненных пайкой или сваркой; недопустимое снижение сопротивления изоляции вследствие ее старения, разрушения или увлажнения и др.
Электромонтер-ремонтник должен хорошо знать характерные признаки, а также способы выявления и устранения различных повреждений и неисправностей, возникающих в электрических машинах.
Неисправности и повреждения электрических машин не всегда удается обнаружить внешним осмотром, так как некоторые из них (витковые замыкания в обмотках статоров, обрыв стержней в короткозамкнутых роторах, пробой изоляций на корпус, замыкания пластин коллектора, нарушение пайки в обмотках, и др.) носят скрытый характер и могут быть обнаружены только после соответствующих испытаний.
В число предремонтных операций по выявлению неисправностей электрических машин входят: измерение сопротивления изоляции обмоток (с целью определения степени ее увлажнения); испытание электрической прочности изоляции; проверка на холостом ходу машины целости подшипников, величины осевого разбега ротора (якоря), вибрации; правильности прилегания (притертости) щеток к коллектору и контактным кольцам; определение зазоров между вращающимися и неподвижными частями электрической машины, а также проверка состояния крепежных деталей, плотности посадки подшипниковых щитов на заточках станины и отсутствия повреждений (трещин, сколов и др.) у отдельных частей и деталей машины.
Работа по предремонтному выявлению неисправностей и повреждений электрических машин называется дефектацией. Дефектацию производят внешним осмотром при частичной или полной разборке электрической машины.
Дефектация, произведенная внешним осмотром и испытаниями электрической машины, не всегда позволяет выявить и точно определить характер и размеры ее повреждений, вследствие чего нельзя определить и объем предстоящих ремонтных работ. Наиболее полное представление о состоянии и требуемом ремонте электрической машины дает дефектация, производимая после ее разборки.
О всех обнаруженных после разборки электрической машины неисправностях и повреждениях делают соответствующие записи в дефектационной карте, на основании которых составляют маршрутную карту ремонта с указанием работ, подлежащих выполнению по каждой ремонтной единице иди по отдельным частям ремонтируемой машины.
В состав основных работ по ремонту электрических машин входят разборка, ремонт обмоток, ремонт механической части, сборка и испытания отремонтированных машин.
3. Разборка электрических машин
В ремонт поступают электрические машины отечественного производства и иностранных марок, различающиеся по мощности, исполнению и конструкции.
Порядок разборки каждой ремонтируемой электрической машины определяется ее конструкцией и необходимостью сохранения имеющихся исправных частей, а степень разборки — полнотой и характером предстоящего ремонта. Если предварительные осмотр и испытания позволяют судить о характере предстоящего ремонта электрической машины, необходимо до начала ее разборки проверить наличие требуемых для ремонта материалов, изделий и запасных частей соответствующих размеров, марок И характеристик.
В настоящем разделе приводятся описания последовательности и способов выполнения основных операций разборки асинхронных электродвигателей, машин постоянного тока и синхронных машин единых серий наиболее распространенных конструкций. Способы их разборки практически применимы к большинству электрических машин как выпускаемых в настоящее время, так и выпускавшихся ранее.
Разборка большинства электрических машин начинается с удаления полумуфты с вала с помощью ручного (с регулируемым раскрытием тяг) или гидравлического съемника. .
Съемник с регулируемым раскрытием тяг (рис. 1, а) применяют для стаскивания с вала (демонтажа) полумуфт различных диаметров. Раскрытие и фиксирование тяг (в соответствии с диаметрами снимаемых полумуфт) производят регулировочной гайкой 2, йавернутой на резьбу винта /. Тяговое усилие, создаваемое. ручным съемником, составляет 25—30 кН. Стаскивание полумуфт ручным съемником является трудоемкой операцией, требующей больших физических усилий, поэтому для демонтажа полумуфт, не поддающихся стаскиванию ручным съемником, а также полумуфт крупных машин применяют гидравлический съемник.
Гидравлический съемник (рис. 1, б) представляет собой установленную на колесах площадку 4 с двумя стойками 5, на которых вертикально перемещается гидравлический плунжерный насос 8. Чтобы снять полумуфту, устанавливают и укрепляют болтами на корпусе насоса траверсы 6, между которыми также болтами закрепляют захваты 7. Расстояние между захватами определяется диаметром стаскиваемой полумуфты.
Для предотвращения падения снятой с вала полумуфты ее до начала операций демонтажа подвешивают стропом на крюк тали или тельфера. Высоту подъема насоса регулируют так, чтобы центр упора совпадал с центром вала машины, а захваты прочно зацепляли полумуфту по горизонтали, проходящей через центр вала. После этого приводят в движение рукоятку 9 плунжерного насоса, создавая необходимое давление масла в его корпусе. Под давлением Масла главный и боковые плунжеры съемника приходят в движение, при этом усилием боковых плунжеров обеспечивается надежный захват полумуфты, а усилием главного плунжера полумуфта легко стаскивается с вала электрической машины. Применение гидравлического съемника позволяет выполнять операции демонтажа полумуфт в 5—6 раз быстрее, чем это делают вручную винтовым съемником. Закончив демонтаж полумуфты, переходят к разборке электрической машины.
При разборке асинхронной машины с фазным ротором сначала снимают кожух контактных колец, а затем удаляют щетки и выпрессовывают подшипники с вала, пользуясь специальными съемниками с захватом за подшипник (рйс 1, в) или за крышку подшипника (рис. 1, г).
При разборке синхронных электрических машин (рис. 2) сначала разъединяют провода, соединяющие возбудитель со щеточным аппаратом, отвертывают гайку стопорного винта, скрепляющую подшипниковый щит с капсулой роликового подшипника 15 и вывертывают стопорный винт на три-четыре оборота. Затем отвертывают болты, крепящие подшипниковый щит к станине 8, выводят отжимными болтами задний подшипниковый щит из расточки станины и снимают его с капсулы подшипника. После этого отвертывают болты, крепящие подшипниковый щит 7 к станине 8, и выводят его из расточки станины отжимными болтами, а затем опускают ротор на статор, предварительно положив под опускаемый ротор лист картона.
Далее сдвигают подшипниковый щит 7 вместе со станиной / возбудителя с капсулы подшипника 6 и выводят ротор синхронной машины вместе с, якорем возбудителя из статора машины в сторону вентилятора 13.
В случае необходимости съема вентилятора отмечают его положение по отношению к втулке, чтобы при сборке установить на прежнее место и таким образом не нарушить балансировку ротора, а затем отвертывают болты, крепящие вентилятор к втулке, и снимают вентилятор. Чтобы снять втулку вентилятора, ее положение на валу также отмечают, а затем, отвернув стопорный болт, стаскивают с вала винтовым съемником.
При замене переднего подшипника 6 синхронной машины с вала 16 снимают якорь 4 возбудителя с коллектором 2, захватывая его за вырезы в торце втулки, отвернув предварительно гайку на конце вала. Далее вывертывают винты, скрепляющие крышки шарикоподшипника с капсулой, и снимают капсулу вместе с наружной крышкой подшипника. После этого удаляют с вала контактные кольца и стаскивают подшипник.
При разборке явнополюсного ротора синхронной машины сначала снимают соединения между катушками полюсов и отвертывают винты крепления полюсов к втулке, а затем снимают полюса вместе с катушками. До начала разборки ротора рекомендуется нумеровать полюса и отмечать на втулке места их крепления, чтобы не нарушить балансировку ротора.
Нередко при ремонте синхронных машин возникает необходимость разборки, и ремонта полюсной системы возбудителя. Чтобы снять полюса возбудителя, отвертывают винты, крепящие полюса 5 к станине 1, а затем, сняв катушки, вынимают из станины траверсу с щеткодержателями, предварительно отметив ее положение в станине, так как сдвиг траверсы с первоначального положения при сборке вызовет сильное искрение под щетками у работающего возбудителя. Разборку электрической машины нужно производить так, чтобы исключить возможность повреждения исправных обмоток, коллектора, щеточного аппарата, вентилятора и др. Все исправные детали разобранных электрических машин должны быть сохранены для повторного их использования.
При поступлении в ремонт электрической машины с поврежденными обмотками их демонтаж производят после разборки машины, применяя специальные приспособления и станки. При разборке машины должны быть учтены возможность восстановления и повторного использования проводов поврежденной обмотки.
Поврежденные обмотки статоров, роторов и якорей электрических машин удаляют беспламенным выжиганием изоляции в специальных печах при 350—400°С и последующим извлечением проводов или стержней из пазов сердечников или разрезанием лобовых частей обмотки с одной стороны и извлечением ее по частям с противоположной стороны с помощью приспособлений для выдергивания обмоток. Этот способ не применим к стержневым обмоткам, а также к обмоткам, провода которых могут быть использованы повторно.
Страницы: 1, 2, 3
