4. Ремонт електричного двигуна

Для перевірки стану двигуна, усуненні несправностей і підвищення надійності періодично виробляють капітальні та поточні ремонти двигунів. В обсяг капітального ремонту входять повне розбирання з виїмкою ротора, чистка, огляд і перевірка статора і ротора, усунення виявлених дефектів, промивка та перевірка підшипників ковзання , заміна підшипників кочення, проведення профілактичних випробувань. В обсяг поточного ремонту входять заміна масла і вимір зазорів в підшипниках ковзання, заміна або додавання мастила і огляд сепараторів в підшипниках кочення, чистка та обдування статора і ротора при знятій задній кришці, огляд обмоток в доступних місцях.

Періодичність капітальних і поточних ремонтів електродвигунів встановлюється за місцевими умовами. Вона повинна бути не тільки обґрунтована для кожної групи двигунів по температурі і забрудненості навколишнього повітря, а й враховувати вимоги заводів-виготовлювачів, виявили недостатню надійність окремих вузлів. Капітальний ремонт електродвигунів, що працюють нормально, без зауважень, мабуть, доцільно проводити під час капітальних ремонтів основних агрегатів, на яких електродвигуни встановлені, 1 раз в 3-5 років, але не рідше.

Поточний ремонт електродвигунів зазвичай проводять 1-2 рази на рік. З метою скорочення трудовитрат на роботи по центровці та підготовці робочого місця ремонт електродвигуна доцільно поєднувати з ремонтом механізму, на якому він встановлений. Розбирання двигуна.

У ремонт надходять електричні машини вітчизняного виробництва і закордонних марок, що розрізняються по потужності, виконання і конструкції.  Порядок розбирання кожної ремонтованої електричної машини визначається її конструкцією і необхідністю збереження наявних справних частин, а ступінь розбирання - повнотою і характером майбутнього ремонту. Якщо попередні огляд і випробування дозволяють судити про характер майбутнього ремонту електричної машини, необхідно до початку її розбирання перевірити наявність необхідних для ремонту матеріалів, виробів і запасних частин відповідних розмірів, марок І характеристик.  У цьому розділі наводяться опису послідовності і способів виконання основних операцій розбирання асинхронних електродвигунів, машин постійного струму і синхронних машин єдиних серій найбільш поширених конструкцій. Способи їх розбирання практично застосовні до більшості електричних машин як випускаються в даний час, так і випускалися раніше.  Розбирання більшості електричних машин починається з видалення напівмуфти з валу за допомогою ручного (з регульованим розкриттям тяг) або гідравлічного знімача. .  Знімач з регульованим розкриттям тяг (застосовують для стасківанія з валу (демонтажу) напівмуфт різних діаметрів. Розкриття і фіксування тяг виробляють регулювальної гайкою 2, йавернутой на різьблення гвинта /. Тягове зусилля, що створюється. ручним знімачем, становить 25-30 кН. Стасківаніе напівмуфт ручним знімачем є трудомісткою операцією, що вимагає великих фізичних зусиль, тому для демонтажу напівмуфт, що не піддаються стасківанію ручним знімачем, а також напівмуфт великих машин застосовують гідравлічний знімач. 

Гідравлічний знімач являє собою встановлену на колесах майданчик 4 із двома стійками 5, на яких вертикально переміщається гідравлічний плунжерний насос 8. Щоб зняти напівмуфту, встановлюють і зміцнюють болтами на корпусі насоса траверси 6, між якими також болтами закріплюють захвати 7. Відстань між захопленнями визначається діаметром стаскивает напівмуфти.  Для запобігання падіння знятої з валу напівмуфти її до початку операцій демонтажу підвішують стропом на гак талі чи тельфера. Висоту підйому насоса регулюють так, щоб центр упору збігався з центром валу машини, а захвати міцно зачіпляли напівмуфту по горизонталі, що проходить через центр валу. Після цього наводять в рух рукоятку 9 плунжерного насоса, створюючи необхідний тиск масла в його корпусі. Під тиском Масла головний і бічні плунжери знімача приходять в рух, при цьому зусиллям бічних плунжерів забезпечується надійне захоплення напівмуфти, а зусиллям головного плунжера полумуфта легко стягує з валу електричної машини. Застосування гідравлічного знімача дозволяє виконувати операції демонтажу напівмуфт в 5-6 разів швидше, ніж це роблять вручну гвинтовим знімачем. Закінчивши демонтаж напівмуфти, переходять до розбирання електричної машини.  При розбиранні синхронних електричних машин спочатку роз'єднують дроти, що сполучають збудник з щітковим апаратом, відвертають гайку стопорного гвинта, що скріпляє підшипниковий щит з капсулою роликового підшипника 15 і вивертають гвинт на три-чотири оберти. Потім відвертають болти, що кріплять підшипниковий щит до станини 8, виводять віджимними болтами задній підшипниковий щит з розточення станини і знімають його з капсули підшипника.

Після цього відвертають болти, що кріплять підшипниковий щит 7 до станині 8, і виводять його з розточення станини віджимними болтами, а потім опускають ротор на статор, попередньо поклавши під опускається ротор лист картону.  Далі зрушують підшипниковий щит 7 разом із станиною / збудника з капсули підшипника 6 і виводять ротор синхронної машини разом з, якорем збудника з статора машини в бік вентилятора 13. 

У разі необхідності знімання вентилятора відзначають його положення по відношенню до втулки, щоб при збірці встановити на колишнє місце і таким чином не порушити балансування ротора, а потім відвертають болти, що кріплять вентилятор до втулки, і знімають вентилятор. Щоб зняти втулку вентилятора, її положення на валу також відзначають, а потім, відвернувши стопорний болт, стягують з валу гвинтовим знімачем.  При заміні переднього підшипника 6 синхронної машини з валу 16 знімають якір 4 збудника з колектором 2, захоплюючи його за вирізи в торці втулки, відвернувши попередньо гайку на кінці валу. Далі вивертають гвинти, що скріплюють кришки шарикопідшипника з капсулою, і знімають капсулу разом із зовнішнього кришкою підшипника. Після цього видаляють з валу контактні кільця і ​​стягують підшипник.  При розбиранні явнополюсного ротора синхронної машини спочатку знімають з'єднання між котушками полюсів і відвертають гвинти кріплення полюсів до втулки, а потім знімають полюса разом з котушками. До початку розбирання ротора рекомендується нумерувати полюса і відзначати на втулці місця їх кріплення, щоб не порушити балансування. 

Нерідко при ремонті синхронних машин виникає необхідність розбирання, і ремонту полюсної системи збудника. Щоб зняти полюса збудника, відвертають гвинти, що кріплять полюса 5 до станині 1, а потім, знявши котушки, виймають з станини траверсу з щіткотримачами, попередньо зазначивши її положення в станині, тому що зрушення траверси з первинного положення при складанні викличе сильне іскріння під щітками у працюючого збудника. Розбирання електричної машини потрібно робити так, щоб виключити можливість пошкодження справних обмоток, колектора, щіткового апарата, вентилятора та ін Всі справні деталі розібраних електричних машин повинні бути збережені для повторноговикористання.  При надходженні в ремонт електричної машини з пошкодженими обмотками їх демонтаж виробляють після розбирання машини, застосовуючи спеціальні пристосування й верстати. При розбиранні машини повинні бути враховані можливість відновлення і повторного використання проводів пошкодженої обмотки.  Пошкоджені обмотки статорів, роторів і якорів електричних машин видаляють безполуменевий випалюванням ізоляції в спеціальних печах при 350-400 ° С і наступним витяганням проводів або стрижнів з пазів осердя або розрізанням лобових частин обмотки з одного боку і витяганням її по частинах з протилежного боку за допомогою пристосувань для висмикування обмоток. Цей спосіб не застосуємо до стрижневим обмоткам, а також до обмоток, проводи яких можуть бути використанiповторно.  Якщо дефектацию виробляють після розбирання електричних машин іноземних фірм або старих конструкцій, в дефектаціонную карту записують дані, які можуть знадобитися при відновленні обмоток або. інших деталей машини.

До таких даних відносяться відомості про кількість і розмірах проводів обмотки в пазу, схемах з'єднань та вильоті лобових частин обмотки, зазорах між ротором і статором (між якорем і полюсами) та ін При цьому знімають також ескізи, так як відомості, необхідні для ремонту машин іноземних фірм та старих конструкцій можуть бути відсутні в типових альбомах.  Ділянка розбірки електроремонтного цеху повинен мати у своєму розпорядженні підйомно-транспортними засобами (крани, тельфери, електрокари, візки, Стропові пристрої та ін), пристосуваннями для розпресування деталей, демонтажу обмоток і виведення роторів (якорів) з станини, електрифікованими інструментами, автогенний апаратом, ванною для мийки деталей, а також наборами гайкових ключів, напилків та інших інструментів. 

Для розбирання двигун стропа на гак підйомного пристрою за рем болт і переміщається на вільне місце або розгортається на фундаменті. Для надійної роботи напівмуфти в більшості випадків встановлюються з напруженою посадкою. Для цього діаметр отвору в напівмуфті повинен бути точно дорівнює номінальному діаметру виступаючого кінця вала або перевищувати його не більше ніж на 0,03-0,04 мм. Зняття напівмуфт найзручніше проводити знімачем. Установка напівмуфти на вал великих двигунів, як правило, проводиться з підігрівом її до 250 ° С, коли пруток з олова починає плавитися.

Після зняття напівмуфти заміряються зазори в підшипниках і зазори між ротором і статором. Відхилення від середнього значення зазору не повинно перевищувати ± 10%. При наявності над двигуном крана або монорельса виїмку і введення ротора в статор найзручніше проводити за допомогою скоби. Скоба маточиною надаватися на кінець вала ротора і крокви на гак підіймального пристрою. Потім ротор виводять з статора і укладають в зручному для ремонту місці.

При огляді активної сталі статора слід переконатися в щільності пресування її, як це зазначено для генераторів, і перевірити міцність кріплення розпірок в каналах. При слабкій прессовці виникає вібрація листів, яка призводить до руйнування межлістової ізоляції стали і потім до місцевого нагрівання її та обмотки. Вібруючими листами стали зубців стирається ізоляція обмотки статора. Нарешті, листи зубців від тривалої вібрації можуть відламана біля основи і при випаданні зачепити за ротор, врізатися в пазову ізоляцію обмотки статора до міді. Ущільнення листів сталі виробляється закладкою листочків слюди з лаком або забиванням гетінаксових клинів.

При огляді ротора перевіряється стан вентиляторів і їх кріплення. Перевіряється також щільність посадки стрижнів обмотки в пазах, відсутність тріщин, обриву стрижнів, слідів нагріву і порушення пайки в місцях виходу їх з короткозамкнутих кілець. При огляді підшипників ковзання звертають увагу на те, як працював вкладиш, а також на відсутність торцевої вироблення, тріщин, відставання.

Карман для масла повинен переходити на робочу зону вкладиша плавно. При цьому створюються хороші умови для затягування масла під шийку валу.

При огляді підшипників кочення після їх промивання бензином перевіряються легкість і плавність обертання, відсутність заїдань, пригальмовування і ненормального шуму, немає обриву заклепок, тріщин в сепараторі, чи не має він надмірного люфту, не стосується Чи кілець, чи немає неприпустимого радіального або осьового люфту зовнішнього кільця.

Підшипники, що працюють в особливо важких умовах, наприклад у великих двигунах на 3000 об / хв, слід замінити незалежно від їх стану після закінчення 5000-8000 год роботи. У підшипниках кочення двигунів застосовуються мазеподібними (консистентні) мастила, що представляють собою суміш мінерального масла (80-90%) і мила, що грає роль згущувача. Найбільш відповідними мастилами для підшипників кочення двигунів є високоякісні мастила ЛІТОЛ-24, ЦИАТИМ-201 та ін., Що забезпечують нормальну роботу як при низьких (до -40 ° С), так і при високих (до +120 ° С) температурах.

Для електродвигунів, встановлених в приміщенні, поряд із зазначеними мастилами широко застосовується універсальна тугоплавка водостійке мастило марки УТВ (1-13). Порівняно частою причиною передчасного виходу з ладу підшипників кочення є їх неправильна посадка на вал: з надмірно великим натягом, зі слабким місцем або перекосом. У двигунах на 1500 об / хв і нижче найчастіше застосовується напружена посадка підшипників на вал і щільна в торцевій кришці. У двигунах на 3000 об / хв і частково при більш низькій частоті обертання застосовуються посадки з меншим натягом: щільна на валу і ковзання - в торцевій кришці. Якщо двигун ще можливо просушити, то проводиться сушка двигуна. Двигуни, що мають знижений опір ізоляції, піддаються сушці. В умовах експлуатації найчастіше сушка здійснюється зовнішнім нагріванням шляхом подачі гарячого повітря в двигун через наявні в ньому прорізи або люки від повітродувки або втратами в міді обмотки статора і ротора шляхом включення обмотки статора на знижену напругу. Ще кращі результати виходять при одночасному застосуванні обох способів.

Двигуни 6 кВ при сушінні включаються на напругу 380-500 В, двигуни 3 кВ -на 220 В, а двигуни 380 В - на 36 В.Температура обмотки під час сушіння не повинна перевищувати 90 ° С, якщо вона визначається виміром опору, і 70 ° С при вимірюванні термометром. Контроль сушки ведеться по зміні опору ізоляції. Сушіння вважається закінченим, коли опір ізоляції після пониження до мінімального значення і подальшого підйому протягом декількох годин залишається незмінним.

Якщо електродвигун несправний, то проводиться перемотування статорної або роторної обмотки (виїмка старої обмотки та ізоляції; підбір або розрахунок даних по обмотці; намотування і укладання котушок обмотки; з'єднання котушок в схему пайкою або зварюванням; зв'язка лобових частин кіпірной стрічкою і розклинювання обмотки в пазах) . Далі, після перемотування, двигун просочують і сушать в печі. Після чого виробляють складання, перевірку та випробування електродвигуна .

Перегрівання окремих частин електродвигуна може бути наслідком сильного нагрівання контактів у місцях приєднання затискачів двигуна до мережі або нагрівання підшипників. Значне нагрівання іноді пояснюється слабким затягуванням гайок гвинтів. Для усунення цієї несправності необхідно вимкнути двигун, розібрати контакти і зачистити напилком або шкуркою контактні поверхні, потім скласти контакти і міцно затягнути гайки контактних гвинтів. Перегрівання підшипників може бути зумовлене забрудненням пилом, металевою стружкою, надлишком масла, спрацюванням, неправильним встановленням підшипників.

Для виявлення й усунення причин перегрівання підшипників необхідно вимкнути електродвигун і перевірити стан підшипників, знявши їх верхні кришки.

Надмірне спрацювання підшипників призводить до осідання ротора, що може стати причиною зачіплювання ротора за статор і виходу двигуна з ладу. Ненормальний шум у двигуні може виникнути з наступних причин: короткого замикання в обмотках статора; неправильного з'єднання обмоток при вмиканні в мережу; вібрації двигуна; несправності підшипників.

При цьому двигун необхідно вимкнути та перевірити його технічний стан з метою виявлення й усунення причин шуму.

5. Нові технології та енергосбереження

Однією з характерних ознак сучасного етапу науково-технічного прогресу є зростаючий попит попри всі види енергії. Важливим паливно-енергетичним ресурсом є природного газу. Витрати з його видобуток нафти й транспортування нижче, ніж для твердих видів палива. Будучи прекрасним паливом (калорійність його за 10% вище мазуту, в 1,5 разу вищу вугілля й в 2,5 разу вищу штучного газу), він відрізняється також високого віддачею тепла у різних установках. Газ використовують у печах, потребуютьточного регулювання температури; він мало дає відходів та диму, забруднюючих повітря. Широке застосування газу в металургії, під час виробництва цементу та інших галузях промисловості дозволило підняти більш високий технічний рівень роботу промислових підприємств і збільшити обсяг продукції, одержуваної з одиниці площі технологічних установок, а як і поліпшити екологію регіону.

Економія паливно-енергетичних ресурсів у час стає однією з найважливіших напрямів перекладу економіки на шлях інтенсивному розвиткові і раціонального природокористування. Проте, значні можливості економії мінеральних паливно-енергетичних ресурсів є під час використання енергетичних ресурсів. Так, на стадії збагачення і перетворення енергоресурсів втрачається до 3% енергії. Нині майже вся електроенергія країни виробляється теплових електростанцій. Тому на згадуваній порядок денний дедалі більше ставиться питання застосуванні нетрадиційних джерел енергії.

На ТЕС під час вироблення електроенергії корисно використовується лише 30—40% теплової енергії, решта розсіюється у довкіллі з димовими газами, підігрітої водою. Важливу роль в економії мінеральних паливно-енергетичних ресурсів грає зниження питомої витрати палива виробництва електроенергії.

Отже, основними напрямами економії енергоресурсів є: вдосконалення технологічних процесів, вдосконалення устаткування, зниження прямих втрат паливно-енергетичних ресурсів, структурні зміни у технології виробництва, структурні зміни у готової продукції, поліпшення якості палива й енергії, організаційно-технічні заходи. Проведення цих заходів викликається якнеобходимостью економії енергетичних ресурсів, а й важливістю обліку питань охорони навколишнього середовища під час вирішення енергетичних проблем.

Одна з найбільших витрат на електроенергію – це витрата на освітлення. Більша частина світильників на підприємстві працює безперервно, що значить великі витрати на електроенергію.

Найкращою заміною стандартних ламп, в плані енергозбереження, є компактні люмінесцентні та світлодіодні лампи. Вони яскраві, використовують на 75 – 80 відсотків менше електроенергії та можуть заощадити значні кошти при сплаті за електроенергію на протязі строку експлуатації у порівнянні з традиційним 60-ватними лампами розжарювання. Ураховуючи, що в домівках зазвичай використовують 20 – 50 лампочок, економія може бути значною; але також і витрати на освітлення. Світлодіоди – дорогі, до $60-70 за лампочку. Але навіть за таку ціну, світлодіод може заощадити близько $170 за строк експлуатації в порівнянні з аналогічними лампами розжарювання. Посилення конкуренції стимулює зниження цін. Виробники останнім часом заявляють, що існують плани щодо зниження цін на світлодіоди до $10.

Пристроями, які входять до складу більшості технологічних систем і установок промислових підприємств, є насоси. Якщо управління насосами і їх робота неправильно організовані, то вони можуть серйозно збільшувати споживання електричної енергії на підприємстві.

До основних заходів щодо економії електричної енергії при роботі насосних установок відносяться:

• вивчення графіка існуючої навантаження протягом певного розрахункового періоду часу / години, доби, місяця, року /;

• узгодження продуктивності насосної системи з її навантаженням;

проведення організаційних заходів щодо підвищення ККД насоса до паспортних даних;

• поліпшення конструктивних елементів системи;

• недопущення кавітаційних процесів.

Проте основним постачальником механічної енергії на промисловому підприємстві, а відповідно і основним споживачем електричної енергії, є електропривод технологічного обладнання. Якщо двигуни перевантажені, то вони швидко виходять з ладу, якщо вони недовантажені - то двигун працює неефективно, знижується його ККД.

Капвитрати на установку двигуна меншої потужності окупаються виключно за рахунок економії електроенергії.

Двигун доцільно замінювати при завантаженні його менш 45%. При завантаженні його на 45..70%, для заміни потрібні серйозні економічні оцінки. При завантаженні двигуна більш ніж на 70%, його заміна не доцільно. При цьому двигуни повинні бути правильно підібрані за потужністю з урахуванням особливостей їх конструктивного виконання. Так як вартість роботи електродвигуна протягом року часто становить величину, більш ніж у 10 разів перевищує вартість самого мотора, то проблема його енергетичної ефективності - це ключове питання при виборі нового обладнання.

Таким чином, основними рекомендаціями з енергозбереження для електроприводів будь-яких технологічних установок, можуть бути наступні:

• ретельний підбір двигунів по потужності відповідно до споживаної навантаженням;

• двигуни, які працюють без необхідності повинні легко вимикатися, бажано в автоматичному режимі;

• повинна бути розглянута можливість установки приводу зі змінною швидкістю при різних режимах роботи;

• використання енергетично ефективних моторів;

За оцінками фахівців, до 10% промислового споживання електроенергії йде на освітлення приміщень. Із застосуванням прогресивних систем освітлення та технологій можна значно знизити витрати на системи освітлення. Для підвищення енергетичної ефективності при роботі систем освітлення, насамперед слід звертати увагу на ефективність конструкції, освітлювальних пристроїв, приладів і застосування нових технологій.

В якості нових технологічних рішень в цій області можна рекомендувати:

• застосування сучасних систем управління освітленням;

• застосування сучасної освітлювальної арматури;

• застосування арматури для оперативного зонального відключення світильників, які можуть бути відключені без шкоди для виробництва;

• застосування ефективних електротехнічних компонентів, наприклад, баластних опорів з низьким рівнем втрат і високочастотні баласти.

Найбільш ефективний спосіб економії витрат на освітлення - це його відключення при відсутності необхідності в ньому. Сучасні системи управління дозволяють автоматично відключати або зменшувати рівень освітленості за допомогою одного або декількох елементів управління.

Фахівцями рекомендується:

• відключення в залежності від часу доби, наявності працівників у приміщенні, розташування природної освітленості;

• зменшення рівня освітленості по зміні природної освітленості за допомогою регулятора напруги і частоти.

Зазвичай модернізовані освітлювальні системи дозволяють економити від 20 до 30% електроенергії без погіршення комфортності.

У сучасних системах освітлення необхідно використовувати освітлювальну апаратуру з високим ступенем ефективності, наприклад, малогабаритні криптонові лампи замість звичайних ламп. За допомогою таких ламп можна досягти економії до 8% при цьому ж рівні освітленості.

Крім того, використовувані в коридорах, прийомних, сходах, туалетах, лампи розжарювання бажано замінити на малогабаритні люмінесцентні лампи з інтегральним вбудованим пристроєм управління.

Таким чином, шляхом внесення змін в існуючі системи освітлення можна отримати значну економію і в той же час добитися поліпшення рівня освітленості.

Заходи з економії електроенергії при роботі електротермічних установок:

• підвищення продуктивності обладнання;

• зменшення теплових втрат;

• зменшення втрат за рахунок акумуляції тепла;

• автоматизацію управління температурними і технологічними режимами;

Складовою частиною комплексу організаційно-технічних заходів з регулювання режимів електроспоживання та обмеженню максимумів навантаження на промислових підприємствах є компенсація реактивної потужності.

Потреба в реактивної потужності зазвичай перевищує можливість її покриття генераторами на електростанціях, тому практично всі показники якості електроенергії по напрузі залежать від обсягів споживання реактивної потужності промисловими навантаженнями.

Сутність будь-яких заходів щодо зниження споживаної реактивної потужності полягає в обмеженні впливу електроприймача на живильну мережу за допомогою впливу на сам електроприймач.

До таких заходів можна віднести:

1. Підвищення завантаження технологічних агрегатів по потужності, а саме:

збільшення завантаження асинхронних двигунів;

перемикання обмоток навантажених асинхронних двигунів (перехід від трикутника до зірки знижує потужність двигуна в 3 рази, що доцільно робити при завантаженні до 40%);

2. Підвищення завантаження технологічних агрегатів по часу, в тому числі застосування обмежувачів холостого ходу асинхронних електродвигунів і зварювальних агрегатів.

3. Заміна асинхронних двигунів синхронними.

4. Заміна або виключення малозавантажених технологічних агрегатів при обґрунтуванні техніко-економічним розрахунком і без погіршення технічних показників всієї системи.

5. Застосування перетворювачів з великим числом фаз випрямлення, штучною комутацією вентелей і обмеженим вмістом вищих гармонік в споживаної струмі.

Вибору технічних засобів компенсації реактивної потужності повинен передувати техніко-економічний аналіз. При розробці заходів щодо зниження реактивної потужності, спочатку необхідно, знизити реактивність споживачів, а тільки потім розглядати технічні способи її компенсації.