Післяремонтні випробування

Післяремонтні випробування

Контроль якості виходять з ремонту машин багато в чому визначає їх надійність при подальшій експлуатації. В даний час обсяг випробувань після максимально наближений до вимог стандарту на нові електричні машини.

Встановлено два види випробувань після капітального ремонту: приймально-здавальний і типовий. Машини, відремонтовані без зміни потужності або частоти обертання, проходять приймально-здавальні випробування; якщо змінюється хоча б один з цих параметрів, машина повинна пройти типові випробування.

Приймально-здавальні випробування включають наступну обов'язкову програму для всіх типів машин (постійного струму, синхронних і асинхронних): вимірювання опору ізоляції обмоток щодо корпусу і між обмотками; вимірювання опору обмоток при постійному струмі в практично холодному стані; випробування ізоляції відносно корпусу та між обмотками і междувітковой ізоляції обмоток змінного струму на електричну міцність.

У машин постійного струму при приймально-здавальних випробуваннях, крім того, перевіряють механічну міцність при підвищеній частоті обертання, визначають струм збудження генератора або частоту обертання двигуна при холостому ході, якість комутації. Синхронні машини також проходять перевірку при підвищеній частоті обертання, у них знімають характеристику холостого ходу і визначають струм короткого замикання. У асинхронних машин визначають коефіцієнт трансформації, ток, втрати холостого ходу і короткого замикання.

Типові випробування після ремонту проводять тільки тоді, коли зміна паспортних даних може викликати зміну характеристик машини. Якщо у асинхронного двигуна змінено номінальну напругу (наприклад, з 380 на 660 В), ніяких додаткових випробувань понад приймально-здавальних не потрібно.

У програму типових випробувань включають додатково перевірку тих параметрів, які можуть змінитися. Так, наприклад, у асинхронного двигуна при збільшенні частоти обертання (зменшення числа полюсів) необхідно провести випробування при підвищеній частоті обертання, випробування на нагрівання, визначення максимального, Mмакс і мінімального Mmin обертаючих моментів (рис. 1), визначення початкового пускового обертаючого моменту (для двигунів з короткозамкненим ротором) і т. д.

Рис. 1. Типова характеристика обертаючого моменту асинхронного двигуна

Початковим пусковим моментом Мп називається обертаючий момент, створюваний електродвигуном при нерухомому роторі (частота обертання п = 0). В процесі розгону обертаючий момент може зменшитися. Мінімальний обертаючий момент Mmin є важливою характеристикою короткозамкнутого двигуна. Значне зменшення моменту в процесі пуску може привести до застреванию двигуна на частоті обертання, відповідної мінімального обертального моменту.

Випробування електричних машин при підвищеній частоті обертання виробляють для перевірки механічної міцності обертових її частин. Машина повинна витримувати це випробування протягом 2 хв без ушкоджень і залишкових деформацій.

У машинах постійного струму і асинхронних двигунах з фазним ротором при підвищеній частоті обертання може статися розрив бандажів. У відкритих машинах від розлітаються обривків можуть постраждати оточуючі предмети і персонал, тому з небезпечної зони на час випробувань люди повинні бути вилучені.

Найбільшу небезпеку становить випробування синхронних машин з явно вираженими полюсами, закріпленими на ободі болтами. Розрив обіду або відрив полюсів може привести до повного руйнування машини. Випробування таких машин роблять у спеціальних бліндажах або в години, коли приміщення вільно від персоналу, не зайнятого безпосередньо даними випробуваннями. Важкі травми можуть бути також отримані в результаті руйнування вентиляторів, лопатки яких мають невелику масу, але вилітають з великою швидкістю.

Двигун при випробуваннях навантажують зазвичай за допомогою різних гальм. Електромагнітний гальмо зображений на рис. 2. Кінець вала випробовується електродвигуна 4 з'єднується еластичною муфтою з валом, на якому насаджений масивний сталевий диск 5. Диск охоплений чотирма полюсами 6 електромагніта з котушками 7, які харчуються постійним струмом. Полюса з котушками посаджені на окремий вал, до кінця якого прикріплені противагу 1 і стрілка 2. Нерухома шкала 3 проградуйована в ньютонах на метр.

Гальмівний момент на валу випробовуваного двигуна створюється при взаємодії вихрових струмів в обертовому диску з магнітним полем полюсів електромагнітів. Під дією гальмівного моменту вал з полюсами повертається, стрілка відхиляється.

Рис. 2. Електромагнітний гальмо для випробування електродвигунів під навантаженням

Перед випробуваннями перевіряють якість складання машин: затяжку гвинтів, болтів і гайок, вільне обертання ротора, наявність мастила в підшипниках, маркування висновків обмоток, а також повітряний зазор і його симетрію. У машинах постійного струму перевіряють крім того, рівномірність розміщення полюсів по окружності корпуса і щіток по окружності колектора, силу натискання на щітки. Щітки притирают і після підробітки встановлюють в нейтральне положення.

Вимірювання опору і перевірка електричної міцності ізоляції відносно корпусу та між обмотками є найважливішими випробуваннями, після яких може бути прийнято рішення про можливість включення машини на робочу напругу.

Опору ізоляції вимірюють мегаомметром черзі у кожній обмотки, з'єднуючи інші обмотки з корпусом машини. Кожну обмотку після випробування розряджають на корпус, щоб зняти залишкову напругу. Мінімально допустимий опір ізоляції для електродвигунів змінного струму напругою до 1000 В повинно бути в холодному стані не менше 5 МОм.

Рис. 3. Схема (а) і зовнішній вигляд (б) мегаомметра

Мегаомметр призначений для вимірювання великих опорів. Його вимірювальний пристрій являє собою магнітоелектричний логометр, який складається з двох скріплених разом і сидять на одній осі зі стрілкою котушок. Котушки знаходяться в нерівномірному магнітному полі між полюсами N і S підковоподібного постійного магніту (рис. 3, а). В логометра відсутня пружина, яка в вимірювальних приладах інших типів створює протидіючий момент. Для підведення струму в котушки служать три м'які срібні спіралі, не створюють механічного моменту.

Коли немає струму в котушках, рухлива система приладу знаходиться в стані байдужої рівноваги, стрілка зупиняється у будь-якого поділу шкали. Котушки харчуються від вбудованого в Мегаомметр генератора Г з ручним приводом.

Вимірюється опір гх приєднують до затискачів Л («Лінія») і 3 («Земля»). У ланцюзі котушок знаходяться постійні резистори г1 і г2. При обертанні рукоятки 1 (рис. 3, б) генератора по котушок проходять струми], та / 2, які створюють обертаючі моменти M1 і М2, що повертають рухливу систему навколо осн. Моменти спрямовані назустріч один одному. Так як магнітне поле нерівномірно, моменти при повороті змінюються, а при деякому вугіллі врівноважуються. Стрілка приладу зупиняється на певному розподілі шкали.

Кут повороту рухомої системи логометра залежить від ставлення струмів / (і / 2 і не залежить від їх абсолютного значення. Тому напруга, залежне від частоти обертання рукоятки мегаоммегра, в певних межах не впливає на показання приладу.

При вимірі опору ізоляції електричної машини щодо її корпусу дріт від одного з затискачів Л або 3 приєднується до висновку від обмотки, а від іншого затискача - до корпусу машини. При вимірі опору ізоляції між обмотками дроти від затисків Л і 3 приєднують до висновків обмоток, а до затискача Е - корпус машини, щоб уникнути впливу на показання приладу струму витоку. Рукоятку 1 приладу обертають за годинниковою стрілкою з частотою обертання, близької до 120 об / хв.

Шкала приладу може бути градуйована в мегаомах і кілоомах. Перемикання меж вимірювання проводять поворотом круглої ручки 3 на кришці приладу.

До початку вимірювань перевіряють справність мегаомметра. Прилад встановлюють в горизонтальне положення, замикають накоротко дроти від його затискачів 4 і обертають ручку приводу генератора з частотою обертання 120 об мін. Потім при розімкнутих проводах обертають генератор з тією ж частотою. При замиканні стрілка 2 повинна зупинитися на нулі шкали, при розмиканні - на позначці ∞ (нескінченність). Якщо при перевірці розбіжність стрілки з зазначеними поділками шкали перевищує ± 1 мм, прилад відправляють на перевірку.

Крім контрольно-вимірювальної з генератором випускають також мегаомметри з живленням від мережі змінного струму через випрямлячі.

Мегаомметри випускають на номінальну напругу холостого ходу від 100 до 2500 В. Опір ізоляції статорних обмоток машин змінного струму напругою до 500 В вимірюють мегаомметром на 500 В; для роторних обмоток синхронних електродвигунів з фазним ротором при вимірюванні опору ізоляції застосовують мегаомметри на напругу 500 В. Прилади на напругу 2500 В застосовують для вимірювання опору ізоляції генераторів змінного струму напругою вище 500 В.

При роботі з мегаомметром слід пам'ятати, що обмотки, що приєднуються до його затискачів, знаходяться при обертанні генератора під напругою, що може бути небезпечним для життя.

Тому не можна доторкатися до них і затисків приладу. Машина при вимірах повинна бути відключена від мережі, корпус її повинен бути надійно заземлений.

Рис. 4. Схема установки для випробування ізоляції підвищеною напругою:

1 - мережа змінного струму. 2 - рубильник, 3 - контактор, 4 - запобіжники, 5 - індукційний регулятор напруги, 6 - захисний резистор, 7 - підвищує випробувальний трансформатор, 8 - кульовий розрядник, 9 - додатковий резистор, 10 - вимірювальний трансформатор напруги

Електричну міцність ізоляції перевіряють синусоїдальним напругою частоти 50 Гц протягом 1 хв. Для нових або капітально відремонтованих машин потужністю від 1 до 1000 кВт на номінальну напругу 100 В і вище випробувальна напруга беруть рівним дворазовому номінальному плюс 1000 В, але не менше 1500 В. Випробувальна напруга для обмоток збудження синхронних машин призначається залежно від режиму їх роботи. Обмотки фазних роторів асинхронних двигунів відчувають дворазовим номінальною напругою роторної обмотки плюс 1000 В; якщо двигун допускає гальмування противовключением, випробувальне напруга підвищують до чотириразового плюс 1000 В.

Після поточного ремонту електричних машин напруга для перевірки електричної міцності ізоляції беруть рівним 80% напруги, яким випробовують нові і капітально відремонтовані машини.

Установка для випробування ізоляції обмоток підвищеним напругою монтується в металевій шафі, що має надійне заземлення, або встановлюється всередині огорожі. Одна з можливих схем установки показана на рис. 4. Для зміни напруги в ній передбачено індукційний регулятор 5, який представляє собою асинхронну машину з фазним ротором і автотрансформаторним зв'язком обмоток статора і ротора. Ротор загальмований і може повертатися за допомогою черв'ячної передачі, що дозволяє виробляти плавне регулювання напруги на затискачах регулятора.

У невеликих установках замість індукційного регулятора може бути використаний потенціометр або лабораторний автотрансформатор ЛАТР. Захисний резистор 6 охороняє регулятор від перевантаження при пробої перевіряється ізоляції. Кульовий розрядник 8 обмежує напругу на випробовуваної обмотці, оберігаючи її від підвищення напруги понад заданого. Додатковий резистор 9 охороняє трансформатор 7 від режиму короткого замикання при пробої розрядника.

З метою запобігання людей від потрапляння під небезпечне для життя напруга установка обладнується кінцевими вимикачами, які спрацьовують при закриванні і відкриванні дверей. Один з них при закриванні двері запалює червону лампу, яка попереджає, що установка включена, другий вимикає установку при відкриванні дверей.

Обмотка після від'єднання від установки може перебувати під залишковим напругою, небезпечним для людини. Тому після випробувань її розряджають на землю протягом 5 хв.

Випробування междувітковой ізоляції обмоток проводиться підвищенням напруги на 3096 понад номінального значення протягом 3 хв на холостому ходу машини. При цих випробуваннях пробій ізоляції може супроводжуватися особливо часто у великих відкритих машинах спалахом з викиданням крапель розплавленого металу, від яких можуть постраждати оточуючі. Персонал при цих випробуваннях слід видаляти від місця розташування машини.

У машинах постійного струму при випробуваннях підвищеним напругою можлива поява кругового вогню на колекторі, який небезпечний не тільки розбризкуванням крапель металу, але і сліпучим дією. Тому, навіть розташовуючись на досить безпечну відстань, не слід дивитися на машину, особливо на її колектор.

Опір обмоток при постійному струмі вимірюють за допомогою мостів (одинарних або подвійних) або методом амперметра і вольтметра.

Схема одинарного (четирехплечевого) моста постійного струму, який має три відомих опору Г1, Г2, Г3 та одне невідоме вимірюється опір гх, що утворюють плечі моста, показана на рис. 5. Затискачі одній діагоналі АС приєднані до акумуляторної батареї Ак, а в іншу вимірювальну діагональ BD включають гальванометр G з нулем посередині шкали. Міст влаштований таким чином, що одне з опорів г1г г2 або Г3 можна змінювати.

Вимірюється опір приєднують до затискачів моста і з допомогою перемикачів підбирають опір, близьке до розрахункового опору обмотки. Після цього натиском кнопки включають гальванометр. Якщо стрілка відхилиться управо від середнього положення, треба збільшити опір, при відхиленні вліво - зменшити. Підбирають таке положення перемикачів регульованого резистора, при якому стрілка гальванометра при його включенні залишається на нулі. Це означає, що струм в діагоналі BD відсутня.

Искомое опір визначається рівністю гх = гхг%! Рр.. З формули видно, що вимірювання опору зводиться до регулювання одного (сусіднього з вимірюваним) плеча rlt званого зазвичай плечем порівняння, при постійному щодо двох інших плечей. За цифрам на дисках перемикачів або штирях змінюваного опору гх відраховують шукане опір.

Одинарні мости для вимірювання опорів менше 1 Ом не застосовують, оскільки в цьому випадку вони дають неточні результати:

З метою запобігання людей від потрапляння під небезпечне для життя напруга установка обладнується кінцевими вимикачами, до вимірюваному опору додається опір проводів і, що ще гірше, опір їх контактів. Подвійні (шестіплечевие) мости позбавлені цих недоліків. Щоб отримати більшу точність, їх застосовують з дзеркальними гальванометрами високої чутливості.

Метод амперметра і вольтметра забезпечує високу точність вимірювань за умови застосування приладів відповідного класу. Він заснований на використанні закону Ома для ділянки кола, що є вимірюваним опором гх, значення якого визначається за відомим падіння напруги на ньому Ux і току Ix: rx = Ux / Ix. Вольтметр (рис. 6) повинен приєднуватися безпосередньо до затискачів вимірюваного опору. Якщо для приєднання застосовують голки, вони повинні бути добре заточеними. Слід використовувати сталеві голки, оскільки латунні і мідні швидко затупляются і не проколюють плівку оксиду на поверхні металу. Відлік по приладах повинен здійснюватися двома спостерігачами за командою одного з них.

Електричний опір провідників залежить від температури. Розрахункові опори зазвичай в кресленнях і обмотувальних записках даються для температури tp, що дорівнює 15 або 20 ° С. Заміряне опір (Ом) перераховують, щоб порівняти його з розрахунковим. Для мідного провідника може бути використана формула Rp = Rt250 / (250 + t-tp), де Rp - значення опору, зведеного до розрахункової температурі,

Ом; Rt - заміряне опір, Ом; t - температура при вимірі, ° С; tp - розрахункова температура, ° С. Для алюмінієвого проводу в формулу замість цифри 250 слід підставити цифру 260.

При вимірі опору методом амперметра і вольтметра струм проходить по опору гх і через вольтметр. Коли опір вольтметра перевершує вимірюється більш ніж в 100 разів, споживанням струму в вольтметр нехтують і підрахунок гх (Ом) ведуть за формулою rx = U / I. Якщо опір вольтметра гв недостатньо велике в порівнянні із змінним, використовують формулу

Рис. 5. Схема для вимірювання опорів методом амперметра і вольтметра

Рис. 6. Схема одинарного моста постійного струму з плечем порівняння

де I - показання амперметра, А.

У трифазних обмотках з шістьма висновками або при з'єднанні фаз зіркою з висновком нульової точки опір кожної фази можна визначити безпосереднім виміром. При з'єднанні фаз всередині обмотки наглухо вимірюють опір між кожною парою висновків: r3i - між СЗ і С1, Г12 - між С1 і С2, Т23 - між С2 і СЗ. Якщо розбіжності в виміряних значеннях опорі не перевищують 1,5-2%, опір фази визначають за формулами: г = 0,5 г "- при з'єднанні фаз в зірку. г = 1,5 г "- при з'єднанні фаз в трикутник, де г" - середньоарифметичне значення трьох виміряних опорів.

Ток і втрати холостого ходу визначають у кожного знову виготовленого або капітально відремонтованого асинхронного двигуна. За лінійний струм холостого ходу приймають середньоарифметичне значення результатів вимірювань в трьох фазах. У разі відсутності заводських даних по допустимих струмів холостого ходу для асинхронних двигунів старих серій, серії

Примітка. Перед вимірюванням струму електродвигуни повинні бути обкатані, тобто опрацювати без навантаження 0,5-1 год при потужності до 100 кВт і не менше 2 год при потужності вище 100 кВт.

Збільшення струму і втрат холостого ходу понад норму може бути викликано зменшенням числа витків в обмотці статора, зміщенням сердечників ротора і статора в осьовому напрямку. Збільшений струм холостого ходу при нормальних втрати холостого ходу свідчить про збільшення повітряного зазору.

Коефіцієнт потужності визначають з досвідчених даних, отриманих при роботі двигуна під навантаженням,

де UK - лінійне напруження, Pi - споживана потужність, I - лінійний струм.

Температуру обмоток електричних машин вимірюють ртутними і спиртовими термометрами, термопарами і терморезисторами.

Середні температури обмоток машин визначають методом опору, використовуючи властивість провідників збільшувати опір при нагріванні. Заміряючи опір обмотки в холодному гх і гарячому г,, станах, визначають перевищення температури мідної обмотки над температурою охолоджуючого середовища (С) за формулою

де TХ - температура обмотки в холодному стані, fn - температура охолоджувальної середовища. Для алюмінієвих обмоток замість числа 235 у формулу підставляють 245.

Граничні допустимі перевищення температури частин електричних машин при температурі газоподібної охолоджуючої середовища 40 С і висоті над рівнем моря не більше 1000 м не повинні перевищувати значень, вказаних в табл. 2. При температурі більше 40 С і висоті більше 1000 м ці значення повинні бути зменшені відповідно до ГОСТ 183-74. (Машини електричні обертові. Загальні технічні вимоги.)

Клас нагрівостійкості частини електричної машини визначається застосованим в ній матеріалом з найбільш низькою нагревостойкостью. Наприклад, якщо для пазової ізоляції застосований матеріал з нагревостойкостью по класу В на основі слюди, а для обмотки провід ПБД з бавовняної ізоляцією, яка має клас нагрівостійкості А, обмотка матиме клас нагрівостійкості А.

Метод опору дозволяє визначити тільки середні значення температури обмоток. В окремих точках температура може бути вищою за середню. Так. наприклад, у відкритих машинах з повітряним охолодженням, у яких добре охолоджуються лобові частини обмоток, пазові частини нагріваються більше, ніж лобові. Перевищення температури в окремих найбільш нагрітих точках повинно бути не більше: 65 С - для ізоляції класу А, 90 С - для ізоляції класу В, 110 і 135 ° С - відповідно для ізоляції класів F та Н.

Температуру обмоток і інших частин електричної машини в окремих точках, а також температуру охолоджуючого повітря вимірюють термометрами розширення (ртутними і спиртовими), термопарами і терморезисторами.

Термометр розширення більш точно показує температуру нагрітого місця, якщо його резервуар обернути декількома шарами тонкої фольги з алюмінію або свинцю. Утворився грудочку щільно притискають до нагрітого місця, а поверх накладають теплоізолюючий шар вати або повсті. Температуру охолоджуючого повітря вимірюють, помістивши термометр в закритий і заповнений маслом металевий стаканчик, що захищає термометр від променистої енергії, що випускається оточуючими джерелами теплоти.

Термопара представляє собою дві ізольовані дроту з різних металів, зварені один з одним на одному кінці. Місце зварювання утворює кулясту головку термопари; при нагріванні або охолодженні головки в ній виникає ЕРС, яка залежить від температури. Вимірюючи ЕРС чутливим мілівольтметри, можна судити про температуру місця, в яке поміщена головка (температурі гарячого спаю).

Для вимірювання температури в електричних машинах зазвичай застосовують константанові і мідну дроту діаметром 0.3-1,0 мм. Термопару з тонкого дроту можна помістити у важкодоступні місця, наприклад в паз машини.

У місці, де вільний кінець константанові дроту з'єднується з мідним зажимом вимірювального приладу, також виникає ЕРС, яка направлена ​​назустріч ЕРС головки, - ЕРС холодного спаю. Мілівольтметр вимірює різницю ЕРС, тому для визначення температури головки слід до показань приладу, вираженим в градусах, додати температуру холодного спаю, вимірювану термометром.

Терморезистор являє собою тонку мідний дріт, намотану навколо ізоляційної смужки або циліндра. Заміряючи опір дроту, визначають температуру того місця, де поміщений терморезистор. Опір терморезистора при температурі 0 ° С звичайно дорівнює 53 Ом.

Температура підшипників не повинна перевищувати гранично допустимих значень: 80 С - для підшипників ковзання (температура масла при цьому повинна бути не більше 65 С); 100 С - для підшипників кочення. Більш висока температура допускається, якщо застосовані спеціальні підшипники кочення або сорту масел при відповідних матеріалах вкладишів для підшипників ковзання.

Дата добавления: 2015-10-21