книги из ГПНТБ / Скрипкин В.В. Электрооборудование изотермического подвижного состава учебник

Г л а в а ХѴІІ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

1.ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ

ИЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Синхронные генераторы и асинхронные электродвигатели, уста­ новленные на изотермическом подвижном составе, рассчитаны на дли­ тельную номинальную нагрузку при температуре окружающего воз­ духа до 35° С. При окружающей температуре выше 35° С нагрузка на генератор должна быть снижена по сравнению с паспортной мощностью при температуре воздуха +40, 45 и 50° С соответственно на 5, 15 и 25%.

Нагрузку электродвигателей при окружающей температуре выше +35° С снижают на величину (t0 — 35)%, где t0 — температура окру­ жающей среды. Например, если электродвигатель имеет номинальный ток 50 а, а температура окружающей среды составляет +45° С, то номинальный ток двигателя должен быть снижен на 45—35 = 10%, и, следовательно, в данных условиях для двигателя допустимый ток будет 50-0,9 = 45 а.

Если температура окружающей среды ниже +35° С, номинальный ток электродвигателя может быть повышен на (35 — t^)%, но не более чем на 10%.

При вводе электрических машин в эксплуатацию после консерва­ ции необходимо проверить мегомметром величину сопротивления изо­ ляции обмоток, коллекторов и контактных колец. Сопротивление изо­ ляции у прогретого двигателя должно быть не менее 1 Мом для ста­ торов и не менее 0,6 Мом для роторов. Сопротивление измеряют мегом­ метром в течение 60 сек и записывают показания через каждые 15 сек. С увеличением времени действия напряжения сопротивление изоляции увеличивается. Отношение сопротивления, измеренного через 60 сек (RBо), к сопротивлению, измеренному через 15 сек (R 15) после начала измерения, должно быть не менее 1,3.

Обмотки, имеющие отнош ение^ менее 1,3, просушиваются горя-

А і В

чим воздухом от внешнего источника тепла или пропускаемым через обмотки электрическим током (внутренний нагрев). В эксплуатации более применим второй способ. При сушке обмоток асинхронных электродвигателей ротор затормаживается и его обмотка замыкается накоротко (для электродвигателей с фазным ротором). В обмотку ста­ тора подводят напряжение, равное 15—20% номинального. Необхо­ димо в процессе сушки следить за температурой ротора и не допускать перегрева электродвигателя выше 75° С.

332

Синхронные генераторы сушат при замкнутом накоротко через амперметр роторе и малом токе возбуждения. Для этого дизель вклю­ чается на пониженные обороты. В процессе сушки увеличивают воз­ буждение и плавно поднимают ток в роторе до номинального. Необхо­ димо следить, чтобы весь генератор нагревался равномерно. Для этого ослабляют вентиляцию генератора, закрывая вентиляционные жалю­ зи и фильтры. Сушка прекращается, когда величина сопротивления обмоток достигнет установленной нормы. Контактные кольца син­ хронного генератора и асинхронных электродвигателей с фазным рото­ ром в случае загрязнения очищают технической салфеткой, смоченной бензином, а нагар на контактных кольцах — стеклянной шкуркой.

В эксплуатационных условиях биение коллектора не должно пре­ вышать 0,04 мм. Исправный коллектор с правильно установленными щетками не должен искрить. Поверхность коллектора должна быть гладко отполированной, не иметь подгоревших мест и царапин. При наличии на поверхности коллектора выработки, неровностей и нагара его полируют шлифовальной шкуркой № 180—200, прикрепленной к деревянной колодке. После получения гладкой поверхности коллек­ тор очищают технической салфеткой, смоченной бензином, и проду­ вают сжатым воздухом. Затем к колодке прикрепляют шлифовальную шкурку № 240 с тонким слоем чистого технического вазелина и про­ должают полировку до потемнения поверхности коллектора.

С течением времени между коллекторными пластинами начинает выступать миканитовая изоляция, так как она изнашивается от трения о щетки медленнее, чем медные коллекторные пластины. В результа­ те контакт между щетками и пластинами нарушается и коллектор на­ чинает искрить. Для предупреждения дефекта коллектор продороживают на глубину 0,5—1,0 мм, после чего полируют.

В синхронных генераторах и асинхронных двигателях рефриже­ раторных вагонов применяются угольно-графитовые щетки. Правиль­ но работающие щетки должны иметь на всей площади контактиро­ вания гладкую зеркальную поверхность. Нажатие щеток на коллек­ тор и контактные кольца должно составлять (2,4 -f- 2,5)104 нісм2. Из­ ношенные щетки заменяются щетками той же марки. При установке новые щетки тщательно пришлифовывают к поверхности коллектора или контактного кольца. Для этого щетку 3 (рис. 256) вставляют в обойму и нагружают пружиной щеткодержателя 4. Между коллек­ тором 1 (или контактным кольцом) и щеткой прокладывают полоску шлифовальной шкурки 2 рабочей стороной к щетке и передвигают ее

Уход за подшипниками сводится к их регулярной смазке конси­ стентной смазкой АС1-13. В исключительных случаях допускается при­ менять калипсолин 6 (осогалин) и универсальную среднеплавкую смазку УС-3 или УС-2 (солидол Т или М). Для смазки снимают крышки подшипников, удаляют старую смазку, подшипник тщательно промы­ вают бензином и закладывают на 2/3 объема подшипниковой камеры новую смазку.

333

Если подшипник изношен, его заменяют новым. Подшипники заме­ няют также при расколе шарика или ролика, выбоине и ржавчине на дорожке кольца. Для демонтажа подшипника съемником или отжим­ ными болтами 2 (рис. 257) снимают подшипниковый щит /. Шариковый подшипник 1 (рис. 258, а) снимают с вала 2 специальным съемником,

вых подшипников различного диаметра. В плиту 5.съемника, имеющую полукруглое отверстие для вала ротора, вставляют в прорези сменные плитки 4 с двумя штифтами. Эти плитки подбирают по диаметру вала Dlt D 2. В основание съемника ввернуты стальные шпильки, удержи­ вающие плиту 5. Винт 6 при ввинчивании упирается в торец вала и со­ здает усилие, необходимое для снятия подшипника.

Новый подшипник перед посадкой на вал ротора нагревают до 80—90° С в специальной ванне, заполненной маслом. Подшипники ус­ танавливают с учетом осевого разбега вала, удлиняющегося от нагре­ вания. Для этого внутреннее кольцо 2 (рис. 259) одного подшипника (обычно со стороны крышки без уплотнения) ставят с осевым зазором б с обеих сторон, а наружное кольцо 1 другого подшипника закрепляют, чтобы оно не перемещалось в осевом направлении.

После замены подшипников и сборки электродвигателя наконец ва­ ла напрессовывают шкив. У генераторов и электродвигателей щупом измеряют зазоры между статором и ротором через, окна для обоих подшипниковых щитов^в четырех точках hlt /г2, h a и /г4 (рис. 260).

3

Рис. 258. Съемники для шарикоподшипников

334

Операцию замера повторяют не менее двух раз при разных положениях ротора. Величину зазора определяют как среднее арифметическое ре­ зультатов всех замеров.

При монтаже двигателя после ремонта определяют расстояния меж­ ду вертикальной осью двигателя и торцом вала или насаженной полу­ муфты., между торцами полумуфт на валах электродвигателя и приво­ димого им в действие механизма, между отверстиями в лапах вдоль оси двигателя и в перпендикулярном направлении. Кроме того, замеряют высоту вала (высота оси) на механизме и высоту оси двигателя относи­ тельно опорной плиты (рамы), предварительно определив толщину подкладок под лапы двигателя. Для удобства центровки двигателя тол­ щину подкладок предусматривают в пределах 1—5 мм.

'Установленный на основание электродвигатель центрируется сна­ чала с грубой подгонкой по осям. Окончательная выверка производит­ ся при сопряжении валов. Двигатель центрируется относительно вала вращаемого им механизма. От точности выверки зависит надежность работы двигателя и главным образом его подшипников. Способы цент­ ровки бывают различные в зависимости от типа передачи.

При клиноременной передаче необходимым условием правильной работы электродвигателя и приводимого во вращение механизма яв­ ляется соблюдение параллельности их валов, а также совпадение сред­ них линий (по ширине) шкивов, так как иначе ремень будет соска­ кивать либо усиленно изнашиваться.

Выверка производится при расстоянии между центрами валов до 1,5 м и при одинаковой ширине шкивов. Линейку прикладывают к тор­ цам шкивов и подгоняют электродвигатель или механизм с таким рас­

сутствует выверочная линейка нужной длины, выверку выполняют при помощи струны и временно устанавливаемых на шкивы скоб (рис. 261, б). Подгонка производится до получения одинакового рас­

335

Рис. 262. Центровочные скобы:

а — на втулках полумуфт; б — на ободе полумуфт; в — закрепленные хомутами па полумуфтах

'336

справа и слева. Окончательная выверка электродвигателя с механиз­ мом производится путем измерения радиальных (по окружности) и осевых (по торцу) зазоров между полумуфтами центровочными ско­ бами различных конструкций, укрепляемыми на полумуфтах (рис. 262) или на валах.

Центровочные скобы устанавливаются друг против друга при сов­ падении маркировочных рисок на полумуфтах. Риски наносятся во время обработки спаренных полумуфт на станке. Посредством вин­ тов устанавливают зазоры по окружности (а) и торцу (b) в пределах 1—2 мм, при этом проверяют, чтобы скобы не задевали друг за друга при проворачивании обоих валов на 360° одновременно в одном на­ правлении. Измеряя зазоры по окружности и торцу, оба вала одновре­ менно поворачивают от исходного положения на 90, 180 и 270° в одном направлении, и при каждом из этих четырех положений пластинки щупа заводятся в зазор с легким усилием, одинаковым при всех заме­ рах. Затем валы устанавливают в первоначальное положение (0°) и про­ изводят контрольный замер. Результаты измерений заносят в кру­ говую диаграмму (рис. 263). Полное совпадение осей валов будет до­

стигнуто, когда будут соблюдены равенства: аг + а 3 = а2 + а4; bx -f-

+ Ьз = Ь2 + ö4.

Точность центровки определяется сопоставлением разностей вели­ чин зазоров (ах — а 3; Ь1 — Ь3 и а2 — а3\ Ь2 — Ь4)\ эти разности до­ пускаются в зависимости от типа муфт не выше 0,03—0,04 мм — для поперечно-свертных (жесткие); 0,08—0,12 мм — для пальцевых (уп­ ругие); 0,12—0,15 мм — для зубчатых муфт.

При центровке обращают внимание на то, чтобы отдельных про­ кладок под лапами электродвигателей было как можно меньше. Тон­ ких прокладок (толщиной 0,5—0,8 мм) применяют не более 3—4 шт. Если по условиям центровки их оказывается больше, то их заменяют одной прокладкой большей толщины.

Технический осмотр и ревизию электрических машин производят в объеме и в сроки, которые предусмотрены утвержденной МПС ин­ струкцией по техническому содержанию и обслуживанию рефрижера­ торных поездов и секций.

337

2. ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ИХ УСТРАНЕНИЕ

Г е н е р а т о р н е д а е т н а п р я ж е н и я в результате по­ тери остаточного магнетизма в полюсах. Для возбуждения генерато­ ра необходимо посторонний источник постоянного тока напряжением 12—50 в на короткое время подключить к клеммам обмотки возбужде­ ния на щите генератора.

Если генератор не возбуждается из-за плохого прилегания щеток к коллектору или контактным кольцам, необходимо притереть щетки или отрегулировать силу их нажатия на коллектор. Генератор не воз­ буждается из-за неправильной установки щеток, обрыва в обмотке возбуждения или в трехфазной обмотке, неисправности реостата в це­ пи возбуждения.

Г е н е р а т о р в о в р е м я р а б о т ы ч р е з м е р н о н а ­

гр е в а е т с я . Причинами этого могут быть: перегрузка электрической машины;

ухудшение охлаждения из-за повреждения вентиляторов, уста­

новленных на валу генератора, или засорения вентиляционных отвер­ стий, каналов и фильтров;

сильный нагрев внутри генератора в отдельных местах.

Обнаружить очаг сильного нагрева обычно удается лишь при раз­ борке генератора по внешнему виду изоляции (трещины, изменение цвета, обугливание и т. д.).

бывает при опробовании нового или отремонтированного генератора. Щетки расположены правильно, когда риски, имеющиеся на траверсе в подшипниковом щите, должны совпадать. Если рисок нет, во время работы генератора регулируют положение траверсы и щеток так, что­ бы искрообразование на коллекторе было минимальным;

контактная поверхность щеток, не пришлифована; щетки слабо прижаты к коллектору или кольцам; поставлены щетки не предусмотренной паспортом марки;

коллектор или контактные кольца загрязнены или имеют шерохо­ ватую поверхность. Загрязненные поверхности протирают сухой или слегка смоченной в бензине технической салфеткой. Шероховатость поверхности устраняется шлифованием. Если между коллекторными пластинами выступает изоляция, перед шлифованием канавки на кол­ лекторе продороживают;

биение коллектора или колец, устраняемое обточкой.

Искрообразование под щетками вызывает разрушение и быстрый износ щеток, образование нагара и почернений на поверхности кол­ лектора и контактных колец, уменьшение тока возбуждения, чрезмер­ ный нагрев коллектора и колец. Искрообразование опасно, так как может послужить причиной возникновения пожара.

338

гатель. Контрольной лампой или переносным вольтметром проверяется напряжение между каждой парой фаз, начиная с клеммного щитка двигателя и далее на распределительном щите по ходу подачи питания. Так выявляются обрывы в проводах, перегоревшие плавкие вставки, дефекты включающих автоматов и др.

В к л ю ч е н н ы й э л е к т р о д в и г а т е л ь г у д и т и н е р а б о т а е т . В этом случае надо проверить предохранители, так как при перегорании одного из них включаются только две фазы. Причиной неисправности может быть и обрыв в обмотке статора. Проверяют его контрольной лампой или мегомметром, отключив двигатель от сети. Возможен также обрыв цепи ротора. В короткозамкнутом двигателе может быть нарушена пайка между стержнями беличьего колеса и за­ мыкающими кольцами. В двигателях с фазным ротором убеждаются в хорошем контакте щеток и отсутствии обрывов в пусковом реостате.

Двигатель может также не работать из-за чрезмерного понижения напряжения в сети при включении. Допустимое колебание напряжения сети для двигателей составляет ± 5 % . При более значительном пони­ жении напряжения в сети, если двигатель пускается под нагрузкой, его начальный момент вращения может оказаться недостаточным.

П р и в к л ю ч е н и и э л е к т р о д в и г а т е л я п е р е г о ­ р а ю т п л а в к и е в с т а в к и п р е д о х р а н и т е л е й и л и

Наличие короткого замыкания между витками статорной обмотки легко обнаружить у двигателя, в котором все шесть концов обмоток выведены на клеммный щиток. При помощи мегомметра и измеритель­ ного моста проверяют сопротивление изоляции каждой фазы и ее ак­ тивное сопротивление.

Когда у двигателя выведены на клеммный щиток только три конца, наличие межвиткового замыкания устанавливается путем сопостав­ ления результатов нескольких измерений активного сопротивления между каждой парой выводных концов.

В о в р е м я р а б о т ы э л е к т р о д в и г а т е л ь с и л ь ­ н о г у д и т , с т а т о р н а г р е в а е т с я н е р а в н о м е р н о , и з м а ш и н ы и д е т д ы м. Причинами этих явлений могут быть короткое замыкание между фазами обмотки статора или межвитковое замыкание в одной фазе. В этом случае проверяют, нет ли короткого замыкания в обмотке статора.

П е р е г р е в э л е к т р о д в и г а т е л я . Длительный пере­ грев резко сокращает срок службы изоляции обмоток, а иногда при­ водит к повреждению изоляции и аварии. Перегрев машины прежде всего указывает на перегрузку ее током. Проверяют по амперметру токовую нагрузку и, если она превышает номинальную, ее снижают. Возможен перегрев двигателя при нормальной нагрузке из-за неудов­ летворительного охлаждения вследствие повреждения вентиляторных крыльев на роторе или засорения вентиляционных отверстий и кана-

339

утечка из него масла через неплотности или зазор между подшип­ ником и валом машины из-за неудовлетворительного состояния уплот­ нительных колец;

загрязнение масла. В этом случае грязное масло надо удалить, подшипник промыть и заправить свежим маслом;

чрезмерное натяжение ремня или перекос оси агрегата.

В и б р а ц и я э л е к т р о д в и г а т е л я . Такая неисправ­ ность вызывает ненормальную разработку подшипников, ослабляет крепление двигателя на фундаменте и может привести к разрушению изоляции, короткому замыканию обмоток и искрению под щетками.

Причиной вибрации может быть:

неточная выверка линии валов двигателя и механизма при их мон­ таже;

короткое замыкание внутри статорной обмотки, в результате кото­ рого создается асимметрия (неравномерность) магнитного поля;

плохая балансировка (уравновешивание) ротора.

Во всех случаях сильной вибрации следует отсоединить вал дви­ гателя от приводимого механизма.

Амплитуда вибрации подшипников при всех допустимых режимах

подгоревшие контакты. Неисправность контактов определяют по на­ греву, который легко выявляется на ощупь сразу после отключения оборудования. Обгоревшие контакты заменяют новыми, изготовлен­ ными по размерам износившихся и из того же материала. Контактные части рубильника и пакетных переключателей крепятся на панелях из электроизоляционного материала. В случае небольшого обгорания панелей обгоревшее место зачищают и заполняют шеллаком, затем просушивают и покрывают электроэмалью. Механически по­ врежденные панели заменяют новыми.

Периодически проверяют плотность посадки предохранителей в гнездах. При перегорании плавкой вставки ее заменяют новой. Нельзя использовать нестандартные вставки, применение которых может привести к сгоранию электродвигателей или генераторов и воспламе­ нению изоляции проводов.

Р е о с т а т ы периодически очищают от пыли, грязи и окислов. Для поддержания реостатов в исправном состоянии восстанавливают поврежденные покрытия краски и лака, затягивают гайки крепле-

340

ния и клеммные зажимы. Вращая маховички, проверяют мягкость перемещения щетки по контактам. Если маховичок поворачивается туго или рывками, устраняют перекосы в шкивах и смазывают тросо­ вый привод щетки.

Из-за неисправности реостата цепи возбуждения генератор дает пониженное напряжение или вообще не возбуждается. Неисправные пусковые реостаты не обеспечивают плавного пуска асинхронных дви­ гателей. Если контроллер пусковых реостатов при пуске не введен в рабочее положение, неотключенные секции пусковых реостатов могут сгореть.

К о н т р о л л е р ы могут иметь электрические и механические неисправности. К первым относится подгорание и нарушение контакт­ ных соединений, а ко вторым — износ сухариков или сегментов, ос­ лабление их креплений, иногда излом деталей пальцев или блокиро­ вочных механизмов.

Изношенные сухарики и сегменты заменяют новыми, изготовлен­ ными из твердой меди. После привинчивания новых сегментов барабан протачивают, чтобы все сегменты имели форму окружности одного диаметра. Головки винтов, крепящих сегменты, углубляют, чтобы они не выступали над поверхностью сегментов.

После ремонта сухариков и сегментов проверяют провал сухариков и нажатие пальцев на барабан; полученные результаты сравнивают с данными завода-изготовителя.

Не реже одного раза в два месяца производят периодический осмотр контроллеров. При осмотре обтирают контактную систему контрол­ лера сухой ветошью, а труднодоступные места продувают сжатым воздухом. Места, подвергшиеся коррозии, зачищают и закрашивают, а трущиеся детали, кроме контактных, смазывают. Проверяют лег­ кость хода подвижной системы контроллера, целостность изоляцион­ ных колодок, состояние монтажа и плотность крепления всех провод­

шинным охлаждением работают в тяжелых условиях. Вибрация ваго­ нов во время движения создает условия для самопроизвольного ослаб­ ления болтовых соединений и срабатывания аппаратов. Работа маг­ нитных пускателей сопровождается сильными ударами при замыка­ нии магнитной системы. Поэтому все соединения деталей и электри­ ческий монтаж должны быть выполнены надежно и защищены от рас­ слабления и самоотвинчивания резьбовых соединений.

Относительно высокое рабочее напряжение аппаратов,. компакт­ ность их расположения и ограниченные размеры, а также пыль, грязь и влага, попадающие на аппараты, способствуют возникновению ко­ ротких замыканий и пробоев изоляции. Температура, при которой работают магнитные пускатели в изотермических вагонах, колеблет­ ся в широких пределах. Поэтому после ремонта оборудования нужно проверять работу всей пусковой аппаратуры.

В процессе эксплуатации регулярно проверяют: крепежные дета­ ли, плотность посадки катушек на сердечниках, оси шарниров и маг-

341