5.2. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Вмашинах постоянного тока (МПТ) наиболее сложным и ответственным узлом является коллектор. Элементы его конструкции должны обеспечивать необходимую жёсткость и строгую цилиндрическую форму коллектора. В противном случае возникает недопустимое искрообразование, и, следовательно, нарушается нормальная эксплуатация машины.

Взависимости от диаметра коллектора устанавливают допустимые нормы их биений. Для коллектора диаметром 250 мм биения должны быть не более 0,02 мм, для коллекторов диаметром до 600 мм – 0,03…0,04 мм, для коллекторов диаметром бо-

лее 600 мм – 0,06 мм.

Коллекторы требуют тщательного ухода и осмотра. Особенно вредное действие на коллекторы оказывает металлическая

иугольная проводящая пыль, которая смешиваясь с попавшим на коллектор маслом, вызывает искрение, поэтому коллекторы необходимо один раз в смену очищать от грязи чистой не волокнистой тряпкой.

Надёжность работы токосъёмного устройства во многом определяется правильным выбором и эксплуатацией щёток. Щётки выбирают по плотности тока, окружной скорости коллектора, а также по условиям работы конкретной электрической машины. Щётки должны работать бесшумно и иметь гладкую поверхность. Щётки заменяют новыми, если они застревают в обоймах щёткодержателей или свободно качаются в них, а также если они срабатываются до 4 мм. Новые щетки пришлифовывают к коллектору или кольцам, после этого удаляют стеклянной бумагой пыль и включают машину для работы в течение нескольких часов вхолостую, чтобы обеспечить лучшую работу щёток.

У двигателей с фазным ротором (ФР) при постоянно наложенных щётках контактные кольца и щёткодержатели периодически продувают сжатым воздухом, чтобы удалить скопившуюся пыль.

71

Степень искрения (класс коммутации) МПТ устанавливается в стандартных или технических условиях эксплуатации. Если степень искрения не оговорена, то при нормальном режиме работы она не должна превышать 11/2.

Неудовлетворительная коммутация электрических машин с добавочными полюсами может быть вызвана их неправильной настройкой и устраняется при специальных испытаниях машины.

5.3. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Главным назначением системы охлаждения ЭМ является создание таких условий теплообмена с охлаждающей средой, при которых температура и превышение температуры основных частей машины над температурой охлаждающей среды не превосходит допустимых пределов.

Основными источниками тепла в ЭМ являются её активные части – обмотки и магнитопровод. Под влиянием термических воздействий изоляционные материалы ухудшают свои свойства

ис течением времени стареют, в результате возможен тепловой

иэлектрический пробой изоляции. Для каждого типа изоляционных материалов существует определённый уровень абсолютной температуры, превышение которого всего лишь на несколько градусов приводит к существенному сокращению срока службы изоляции.

Эффективная эксплуатация машины заданной конструкции

имощности может быть обеспечена за счёт её рационального охлаждения.

Основной охлаждающей средой ЭМ являются воздух, водород или комбинации их с другими охлаждающими средами – водой или маслом.

Различают ЭМ с принудительной вентиляцией (применяется для охлаждения крупных ЭМ и машин закрытого исполнения, работающих при неблагоприятных условиях окружающей среды). Здесь используют отдельно стоящие вентиляторы общепромышленного назначения и машины с самовентиляцией, в

72

которых нагнетающие вентиляционные лопасти устанавливаются на валу ротора ЭМ.

Для крупных ЭМ мощностью около 1000 кВт и выше при большой загрязнённости окружающей среды применяют замкнутую систему вентиляции.

В МПТ холодный воздух подаётся со стороны противоположной коллектору, а нагретый выбрасывается со стороны коллектора. Это уменьшает попадание щёточной пыли от коллектора в машину. При выходе из строя вентилятора быстроходные МПТ могут некоторое время самовентилироваться, для чего с них снимается кожух.

Согласно ПТЭ, продуваемые электродвигатели, устанавливаемые в пыльных помещениях и помещениях с повышенной влажностью, должны быть оборудованы устройствами подвода чистого охлаждающего воздуха. Количество воздуха, продуваемого через ЭМ, должно соответствовать положениям заводских инструкций. Плотность охлаждения проверяется не реже 1 раза в год.

Электродвигатели с водяным охлаждением должны быть оборудованы устройствами, сигнализирующими о появлении воды в корпусе. Эксплуатация оборудования и аппаратуры систем водяного охлаждения, качество конденсата и воды должны соответствовать положениям заводских инструкций.

При эксплуатации электродвигателя, т.е. при нагреве и охлаждении, он «дышит», при этом воздух (зачастую в смеси с влагой и агрессивными газами) вытесняется из оболочки электродвигателя в окружающую среду или засасывается обратно. В этом случае и появляется вероятность возникновения проводящих мостиков.

5.4.КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Впроцессе эксплуатации мощных ЭМ для более полного использовании их установленной мощности и предупреждения термических повреждений важную роль играют измерения и контроль температуры активных частей.

73

Для измерения температуры в ЭМ предусмотрено 4 метода: термометра, сопротивления, заложенного температурного индикатора, встроенного температурного индикатора.

1.По 1 методу измеряют температуру доступных открытых поверхностей собранной ЭМ. Используют термометры расширения (ртутные и спиртовые), с их помощью измеряют температуру охлаждающей среды

2.Второй метод основан на измерении электрического сопротивления проводниковых и полупроводниковых материалов постоянному току при изменении температуры. Сопротивление определяют с помощью уравновешенных мостов постоянного тока, логометров, автоматических электронных мостов. Температуру рассчитывают по формулам:

– для медных термометров сопротивления

θ= R −R0 (235+θ0 ) +θ0 ;

R0

– для платиновых термометров сопротивления

θ= R −R0 (255+θ0 ) +θ0 ,

R0

где R и R0 – сопротивления соответственно при температуре θ и начальной температуре θ0.

3.В особо ответственных электрических машинах (синхронных компенсаторах, крупных асинхронных и синхронных двигателях) контроль за нагревом в процессе эксплуатации осуществляется с помощью заложенных температурных индикаторов (термопар или термометров сопротивления). В машину закладывают не менее 6 индикаторов по 3 для измерения температуры обмотки и стали сердечника. Из располагают равномерно по окружности машины и защищают от воздействия окружающей среды.

4.Для специального исследования температурных полей ЭМ устанавливают встраиваемые индикаторы.

В последнее время получил распространение радиотелеметрический метод контроля температуры.

74

5.5.ВИБРАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

ИЕЁ УСТРАНЕНИЕ

Вибрация представляет собой периодические механические колебания неподвижных частей, вызываемые неуравновешенностью вращающихся частей, механическими неисправностями или несимметрией магнитной системы статор – ротор машины. Вибрации, превышающие допустимые, могут стать причиной нарушений нормальной эксплуатации машины и привести к аварии, кроме того, вибрация отрицательно сказывается на работе соседних машин и на здоровье человека. Поэтому при монтаже и эксплуатации ЭМ необходимо измерить и оценить вибрацию, причины её появления, найти способы устранения повышенных вибраций.

Измерение параметров вибрации осуществляется в основном с помощью индуктивных, емкостных, пьезоэлектрических преобразователей.

Основными причинами вибраций ЭМ являются аномальные режимы работы её механической и магнитной системы – это неуравновешенность ротора, дефекты в подшипниках, неудовлетворительная центровка, несимметрия воздушных зазоров, искривления бочки ротора, например вследствие КЗ в обмотке и её несимметричного нагрева, и т.п.

Один из способов устранения вибрации – балансировка ротора (якоря). Ротор считается полностью сбалансированным, если при вращении он не передаёт на свои опоры центробежных сил или эти силы не превышают допустимых значений. При определении допустимых значений остаточных дисбалансов исходят из следующих требований:

1.Исключают возникновение усталостных разрушений металла в течение установленного срока службы в машине.

2.Снижают уровень вибрации до такого значения, чтобы оно не сказывалось на технологическом процессе, в котором эта машина участвует; кроме того, эта машина не должна оказывать вредного физиологического воздействия на человека.

75