Najczęstsze awarie i naprawy maszyn synchronicznych

Zwiększone nagrzewanie aktywnej stali stojana. Ogrzewanie aktywnej stali stojana może wystąpić z powodu przeciążenia maszyny synchronicznej, a także zwarcia w arkuszach ładowania rdzenia przy słabym docisku w fabryce. Przy lekkim ściśnięciu rdzenia następuje mikroruch arkuszy ładunku z częstotliwością odwracania magnesowania 100 Hz / s, a także ze zwiększonymi wibracjami stali czynnej.

W procesie drgań czynnej stali dochodzi do zużycia izolacji z blachy. Arkusze z uszkodzoną izolacją stykają się ze sobą iw powstałym nieizolowanym pakiecie stalowym prądy wirowe podgrzać rdzeń. W takim przypadku może wystąpić rozszerzone zwarcie w całym otworze stojana lub lokalne wyłączenie.

W zależności od obszaru zwarcia w arkuszach może wystąpić tzw. „Ogień w żelazie”, który znacznie przegrzewa izolację i prowadzi do jej uszkodzenia. Zjawisko to jest niebezpieczne w dużych maszynach synchronicznych, zwłaszcza w turbogeneratorach.

Pozbądź się tak niebezpiecznego zjawiska w aktywnej stali w następujący sposób:

• duży maszyny synchroniczne posiadać mierniki prądu i mocy (amperomierze i watomierze), dzięki czemu można łatwo monitorować poziom obciążenia i szybko podejmować działania zmniejszające obciążenie. Nagrzewanie uzwojenia i aktywnej stali jest kontrolowane przez termopary wbudowane w stojan w celu pomiaru temperatury uzwojenia i rdzenia;

• w przypadku zwarcia stali czynnej, zwłaszcza o charakterze lokalnym, zjawisko to jest wykrywane w pracującej maszynie tylko na słuch. Swędzące wibracje pojawiają się i są słyszalne mniej więcej w stojanie, gdzie zamknięta jest aktywna stal. Aby wyeliminować to zjawisko, należy zdemontować maszynę. Zwykle duże silniki synchroniczne wykonywane są z wydłużonymi wałami, co umożliwia zdjęcie osłon i przesunięcie stojana w miejsce, w którym można pracować.

Następnie, w celu uszczelnienia stali, w zęby wbija się kliny tekstolitowe posmarowane jednym z lakierów adhezyjnych (nr 88, ML-92 itp.). Przed wbiciem zębów aktywna stal jest dokładnie przedmuchiwana suchym sprężonym powietrzem.

Jeśli z jakiegoś powodu dojdzie do zwarcia i stopienia żelaza w zębach, uszkodzone obszary są ostrożnie wycinane, czyszczone, suszony na powietrzu lakier wlewa się między arkusze, a arkusze są klinowane. Jeśli po tym wibracja swędzenia nie zniknie, klinowanie należy powtórzyć, aż wibracja aktywnej stali całkowicie zniknie.

W dużych maszynach wysokiego napięcia jakość naprawy i wykładania blach jest sprawdzana metodą indukcyjną.

Przegrzanie uzwojenia stojana.Najczęstszą przyczyną miejscowego przegrzewania się uzwojeń stojana maszyn synchronicznych są zwarcia na zwój. Jeśli w uzwojeniu stojana z domieszką bitumu wystąpi błąd skrętu, maszyna wyłączy się z maksymalną ochroną ze względu na wzrost prądu w uszkodzonej fazie. W miejscu obwodu zwojowego bitum stopi się, przepłynie między zwojami i zaizoluje je. Po około 30-40 minutach od stwardnienia asfaltu należy uruchomić maszynę synchroniczną. Wieloletnie doświadczenie potwierdza korzystny wynik opisanej procedury usuwania uszkodzeń cewek.

Jednak takiej renowacji izolacji stojana nie można uznać za niezawodną, ​​chociaż przywrócona izolacja może niezawodnie działać przez długi czas, dopóki silnik nie zostanie zatrzymany w celu regularnych napraw.

W uzwojeniach stojana maszyn synchronicznych możliwe są uszkodzenia podobne do uszkodzeń w uzwojeniach silników asynchronicznych, takie jak przetężenie przy spadku napięcia sieciowego. W takim przypadku konieczne jest zwiększenie napięcia sieciowego do nominalnego.

Przegrzanie cewki wzbudzenia. W przeciwieństwie do uzwojenia stojana maszyn synchronicznych, uzwojenia wzbudzenia są zasilane prądem stałym. Zmieniając prąd wzbudzenia w maszynie synchronicznej, można regulować współczynnik mocy. Prąd wzbudzenia jest regulowany w ramach wartości nominalnych dla każdego typu maszyny synchronicznej.

Wraz ze wzrostem prądu wzbudzenia wzrasta przeciążalność silników synchronicznych, poprawia się współczynnik mocy ze względu na duże możliwości kompensacyjne takich maszyn, wzrasta poziom napięcia w obszarze ich działania.Jednak wraz ze wzrostem prądu w uzwojeniu pola wzrasta nagrzewanie tego uzwojenia, a także wzrasta prąd w uzwojeniu stojana. Dlatego prąd uzwojenia wzbudzenia jest regulowany do takiego poziomu, aby prąd uzwojenia stojana był minimalny, współczynnik mocy równy jedności, a prąd wzbudzenia mieścił się w wartości znamionowej.

Gdy obwód cewki polowej jest zamknięty, temperatura cewki wzrasta, przegrzanie może być niedopuszczalne; występują wibracje wirnika, które mogą być silniejsze, większość zwojów cewki jest zamknięta.

Możliwość zwarcia w uzwojeniu wzbudzającym wyjaśniono w następujący sposób. W wyniku wysychania i kurczenia się izolacji cewek biegunów dochodzi do ruchu cewek, w związku z czym dochodzi do zużycia izolacji obudowy i zwoju, co z kolei stwarza warunki do wystąpienia zwarcie między zwojami i na obudowie bieguna.

Awaria uzwojenia pola podczas uruchamiania silników synchronicznych. Czasami dochodzi do przebicia izolacji uzwojenia wzbudzenia silników synchronicznych w początkowej chwili rozruchu. Gdy uzwojenie wzbudzenia jest zwarte z obudową, praca silnika synchronicznego jest niedopuszczalna.

Aby zrozumieć przyczyny wadliwego działania w procesie rozruchu silników synchronicznych konieczna jest znajomość ich budowy.

Stojan i uzwojenia silnika synchronicznego są podobne w budowie do stojana silnika indukcyjnego. Silnik synchroniczny różni się od konstrukcji wirnika indukcyjnego.

Wirnik silnika synchronicznego o prędkości obrotowej do 1500 obr./min ma biegun wypukły, tzn. bieguny są wzmocnione na gwieździe wirnika (wieńczeniu). Wirniki maszyn szybkoobrotowych są wykonywane w sposób dorozumiany. W słupach miedziane lub mosiężne pręty uzwojenia początkowego są wkładane w wytłoczone otwory. Cewki z szeregowo połączonymi ze sobą uzwojeniami są montowane na słupach (na wierzchu izolacji obudowy).

Zwykle silnik synchroniczny z cewką rozruchową jest uruchamiany w trybie asynchronicznym. Jeżeli uzwojenie wzbudzenia silnika synchronicznego jest ślepo połączone ze wzbudnicą, wówczas obwód pośredni ekscytujący aparat niekoniecznie; synchronizacja maszyny odbywa się poprzez wzbudzenie przez wzbudnik podłączony na stałe do uzwojenia wzbudzenia.

Istnieją jednak schematy, zwłaszcza w dużych maszynach, gdy wzbudzenie jest dostarczane z oddzielnie zainstalowanego wzbudnicy przez urządzenie przełączające-stycznik, zwykle trójbiegunowe. Taki stycznik ma następującą kinematykę: dwa bieguny ze stykami normalnie rozwartymi i trzeci ze stykiem normalnie zamkniętym. Gdy stycznik jest włączony, styk normalnie zamknięty otwiera się tylko wtedy, gdy styki normalnie otwarte zamykają się i odwrotnie, otwierają się, gdy zamyka się styk normalnie zamknięty. Podczas regulacji styków należy ściśle przestrzegać kolejności ich zamykania i otwierania.

Takie wymagania stawiane stycznikowi zasilania pola wynikają z faktu, że jeśli podczas uruchamiania silnika normalnie otwarty styk stycznika, przez który uzwojenie wzbudzenia jest zamykane na rezystancję, okaże się otwarty, izolacja cewek zostanie uszkodzony na obudowie. Jest to wyjaśnione w następujący sposób.

W momencie włączenia wirnik jest nieruchomy, a maszyna jest transformatorem, którego uzwojeniem wtórnym jest uzwojenie wzbudzające, na końcach którego napięcie proporcjonalne do liczby zwojów może osiągnąć kilka tysięcy woltów i pęknąć przez izolację na obudowie. W takim przypadku samochód jest demontowany.

W przypadku wykonania silnika synchronicznego z przedłużonym wałem następuje przesunięcie stojana, usunięcie uszkodzonego bieguna oraz naprawa uszkodzonej izolacji obudowy. Słupek jest następnie instalowany na miejscu, po czym megaomomierzem sprawdza się rezystancję izolacji do obudowy; brak zwarcia zwoju w pozostałej części uzwojenia wzbudzenia poprzez przyłożenie napięcia przemiennego do pierścieni ślizgowych. W przypadku zwarcia na zwoju ta część uzwojenia nagrzeje się. Zwarcie można łatwo znaleźć.

Wady zespołu szczotki i pierścieni ślizgowych. Podczas pracy silników synchronicznych z różnych powodów występują awarie w urządzeniu szczotki i pierścieni ślizgowych. Główne z nich są następujące.

Intensywne zużycie pierścienia na biegunie ujemnym spowodowane jest przenoszeniem cząstek metalu na szczotkę. Gdy pierścień ślizgowy się zużywa, na jego powierzchni pojawiają się głębokie rowki; szczotki szybko się zużywają; podczas wymiany nie jest możliwe prawidłowe umieszczenie nowej szczotki na pierścieniu. Aby ograniczyć zużycie pierścienia, należy zmieniać biegunowość (tj. odwrócić podłączenie kabla do uchwytu szczotki) w odstępach raz na 3 miesiące.

W wyniku zjawisk elektrochemicznych pod działaniem prądu z pary galwanicznej, gdy szczotka dotyka nieruchomego pierścienia w wilgotnej atmosferze, na powierzchni pierścieni pojawiają się szorstkie plamy, w wyniku czego podczas pracy maszyny , szczotki są intensywnie uruchamiane i iskrzą. Demontaż: zeszlifować i wypolerować pierścienie.

Aby w przyszłości uniknąć zabrudzeń na powierzchni pierścieni, pod szczotkami (podczas dłuższego postoju maszyny) umieszcza się uszczelkę preszpanową.

Po sprawdzeniu aparatu szczotkowego okazuje się, że niektóre szczotki we wspornikach uchwytu szczotki dokręcają się bez dotykania pierścieni ślizgowych i nie są zazębione. Szczotki pozostające w eksploatacji, przeciążone, iskrzą i nagrzewają się, czyli intensywnie się zużywają. Możliwa przyczyna może być następująca: szczotki są ciasno osadzone w uchwytach uchwytów szczotek, bez tolerancji; zanieczyszczenie, zakleszczanie się szczotek, powodujące ich zawieszanie się w zaciskach; słaby nacisk na szczotki; słaba wentylacja aparatu szczotkowego; zamontowane są szczotki o dużej twardości i wysokim współczynniku tarcia.

Wyposażenie ochronne: szczotki muszą być zgodne z zaleceniami producenta maszyny; nowe szczotki powinny pasować do uchwytu uchwytów szczotek z odstępem 0,15-0,3 mm; nacisk na szczotkę jest regulowany w zakresie 0,0175-0,02 MPa / cm2 (175-200 g / cm2) przy dopuszczalnej różnicy ciśnień w granicach 10%; aparat szczotkowy, izolację pierścieni należy utrzymywać w czystości poprzez okresowe przedmuchiwanie suchym sprężonym powietrzem; dopuszczalne bicie powierzchni pierścienia ślizgowego powinno mieścić się w granicach 0,03-0,05 mm.

Usterki w klatce rozruchowej wirnika.

Klatka rozruchowa wirnika (uzwojenia) (podobnie jak klatka wiewiórkowa silników asynchronicznych) jest integralną częścią silników synchronicznych i przeznaczona jest do ich rozruchu w trybie asynchronicznym.

Ogniwo rozruchowe jest w trybie twardego rozruchu, nagrzewa się do temperatury 250°C. Gdy prędkość obrotowa osiągnie 95% pn, do cewki wzbudzenia podawany jest prąd stały, wirnik jest całkowicie zsynchronizowany z obracającą się podłogą stojana i częstotliwości sieci.W tym przypadku prąd w ogniwie rozruchowym spada do 0. Tak więc, podczas przyspieszania wirnika silnika synchronicznego w ogniwie rozruchowym, oprócz temperatury wskazanej powyżej, powstają siły elektrodynamiczne i odśrodkowe, które deformować pręty ogniwa, a ich połączenia zwarciowe łączą pierścienie.

W niektórych przypadkach, po dokładnym zbadaniu komórek źródłowych, stwierdza się pęknięcia pręcików, całkowite lub początkowe, zniszczenie zwartych pierścieni. Takie uszkodzenie ogniwa rozrusznika niekorzystnie wpływa na rozruch silnika, który albo jest całkowicie niemożliwy do uruchomienia, albo nie osiąga prędkości znamionowej. W tym przypadku prąd płynący przez wszystkie trzy fazy jest taki sam.

Awarie w ogniwie startowym są eliminowane przez lutowanie. Wszystkie miejsca lutowania należy dokładnie sprawdzić, po przeciwnej stronie szyny łączącej sprawdzić jakość lutowania prętów za pomocą lusterka. Następnie dokładnie wyczyść i przylutuj ewentualne uszkodzenia.