Курсовая работа (т): Основні неполадки асинхронних електродвигунів та способи їх усунення

Для контролю наявності напруги на групових щитках і збірках електродвигунів повинні бути встановлені вольтметри або сигнальні лампи.

Для забезпечення нормальної роботи електродвигунів напругу на шинах необхідно підтримувати в межах від 100 до 105 % від номінальної. За необхідності допускається робота електродвигуна з напругою 90 - 110 % від номінальної. У разі зміни частоти живильної мережі в межах ±2,5 % від номінального значення допускається робота електродвигунів з номінальною потужністю.

Вібрація, виміряна на кожному підшипнику електродвигуна, осьовий зсув ротора, розмір повітряного зазору між сталлю статора та ротора, а також в підшипниках ковзання не повинні перевищувати величин.

Постійний нагляд за навантаженням електродвигунів, щітковим апаратом, температурою елементів і охолоджувальних середовищ електродвигуна (обмотки і осердя статора, повітря, підшипників тощо), догляд за підшипниками і пристроями підведення охолоджувального повітря, води до повітроохолодників і обмоток, а також операції з пуску, регулювання швидкості і зупинки здійснюють працівники цеху (дільниці), які обслуговують механізм.

Електродвигуни, що продуваються і які встановлені в запилених приміщеннях і приміщеннях з підвищеною вологістю, повинні бути обладнані пристроями підведення чистого охолоджувального повітря, кількість якого і параметри (температура, вміст домішок тощо) повинні відповідати вимогам інструкції заводу-виробника.

Щільність тракту охолодження (корпусу електродвигуна, повітропроводів, засувок) необхідно перевіряти не рідше ніж один раз на рік.

Індивідуальні електродвигуни зовнішніх вентиляторів охолодження повинні автоматично вмикатися і вимикатися у разі ввімкнення та вимкнення основних електродвигунів.

Електродвигуни з водяним охолодженням статора чи ротора, а також з умонтованими водяними повітроохолодниками повинні бути обладнані пристроями, що сигналізують про появу води в корпусі. Організація експлуатації обладнання та апаратури систем водяного охолодження, якість конденсату та води повинні відповідати вимогам інструкцій заводу-виробника.

Аварійні кнопки електродвигунів повинні бути опломбовані. Зривати пломби з аварійних кнопок для вимкнення електродвигуна дозволено тільки в аварійних випадках. Опломбування аварійних кнопок виконують працівники, визначені особою, відповідальною за електрогосподарство.

Електродвигун (обертова машина) повинен бути негайно відімкнений від мережі у таких випадках:

нещасний випадок (чи загроза) з людиною;

поява диму, вогню або запаху горілої ізоляції з корпусу електродвигуна або його пускорегулювальної апаратури;

вібрація понад допустимі норми, яка загрожує виходу з ладу електродвигуна або механізму;

вихід з ладу привідного механізму;

нагрівання підшипників або контрольованих вузлів понад допустиму температуру, зазначену в інструкції заводу-виробника;

виникнення коротких замикань в електричній схемі;

значне зниження частоти обертання;

швидке зростання температури обмоток або сталі статора.

В експлуатаційній інструкції можуть бути вказані й інші випадки, за якими електродвигуни (обертові машини) повинні бути негайно вимкнені, а також указаний порядок усунення їх аварійного стану.

Періодичність капітальних і поточних ремонтів електродвигунів, залежно від умов у яких вони працюють, визначає особа, відповідальна за електрогосподарство. Залежно від місцевих умов поточний ремонт електродвигунів, як правило, здійснюють одночасно з ремонтом привідних механізмів, і його виконує навчений персонал споживача або підрядної організації.

Профілактичні випробування і вимірювання на електродвигунах повинні проводитись регулярно у відповідності до встановлених правил.

Експлуатація електродвигунів складається із слідуючих основних елементів: нагляду, своєчасного виявлення несправностей та їх усунення; профілактичних випробувань; пуску та зупинки.

1.5 Основні неполадки асинхронних електродвигунів та способи їх усунення

Усі неполадки електродвигунів, що перешкоджають пуску або нормальній їх роботі, можуть виникати з механічних та електричних причин.

До механічних причин належать: заклинювання або перевантаження робочої машини, зачіплювання ротора за статор, перекіс підшипникових щитів при складанні двигуна, пошкодження підшипників та вібрація.

У разі таких неполадок електродвигун при пуску не обертається або обертається важко зі зменшеною швидкістю. Для того, щоб упевнитись, що двигун справний, а його пуску перешкоджають поломка або перевантаження робочої машини, необхідно відокремити двигун від машини і пустити його без навантаження. Якщо двигун вільно обертається з номінальною частотою, то неполадки потрібно шукати в робочій машині.

Якщо робоча машина справна, а двигун не запускається, то насамперед необхідно перевірити правильність встановлення підшипникових щитів електродвигуна і в разі їх перекосу ударами молотка через дерев'яну прокладку встановити щити на місце і підтягнути їх кріпильні гвинти.

Ознакою того, що двигун не запускається з механічних причин, є однаковий струм в усіх трьох фазах статора.

Вібрація електродвигуна зумовлює порушення різних з'єднань, перегрівання підшипників, пошкодження ізоляції обмоток і навіть вихід двигуна з ладу. Розрізняють внутрішні та зовнішні причини вібрації електродвигуна. До внутрішніх причин належать: неврівноваженість обертових частин, несправність підшипників кочення, скривлення шийок вала, послаблення посадки шківа або напівмуфти на валу. Для усунення внутрішніх причин вібрації двигун необхідно відправити для поточного ремонту.

Зовнішніми причинами вібрації є: неправильне зшивання приводного паса, неточне центрування валів двигуна і робочої машини, спрацювання пальців муфти, ослаблення гвинтів кріплення двигуна до фундаменту або робочої машини та недостатня короткість рами або плити, на якій встановлений двигун.

До основних електричних причин належать: обрив однієї фази живильної мережі або перегоряння плавкої вставки запобіжника, обрив фази в обмотці статора двигуна, неправильне з'єднання початків і кінців обмотки статора та зниження напруги мережі живлення. У всіх цих випадках електродвигун при пуску під навантаженням не обертається, гуде або обертається уповільнено і швидко нагрівається.

Щоб виявити причину неполадок, необхідно за допомогою вольтметра, контрольної лампочки або мегомметра перевірити цілість запобіжників, електропроводки і обмотки статора.

Виводи обмотки статора електродвигуна необхідно з'єднувати згідно зі схемою, зображеною на щитку, і напругою в мережі відповідно до маркування. Для з'єднання у зірку кінці обмотки С₄, С₅, С₆ з'єднують разом, а живлення підводять до початків фаз С₁, С₂, С₃ чи навпаки. Для з'єднань обмотки трикутником кінець першої фази С₁ з'єднують з початком другої С₂, кінець другої С₅ - з початком третьої С₃, а кінець третьої С₆ - з початком першої С₁. З'єднання підводять до з'єднаних виводів обмотки. З'єднання обмоток трикутником буде також правильним, якщо воно виконане шляхом з'єднання виводів С₁, С₂, С₃ відповідно до С₅, С₆,С₄.

Спад напруги в мережі може бути наслідком її перевантаження та недостатньої напруги, яка подається на підстанцію, що живить даний електродвигун. Для перевірки напруги необхідно увімкнути двигун у мережу і виміряти вольтметром напругу на його затискачах.

У процесі роботи в двигуні можуть виникнути підвищене нагрівання або сторонні шуми.

Тривала допустима температура нагрівання обмоток електродвигуна залежить від класу теплостійкості матеріалу ізоляції.

Розрізняють рівномірне сильне нагрівання електродвигуна і перегрівання окремих його частин. Причинами рівномірного сильного нагрівання двигуна можуть бути перевантаження, зміна напруги, погіршення охолодження. Для виявлення цих причин необхідно виміряти струм, який споживає електродвигун, і порівняти його значення з номінальним, виміряти напругу на затискачах двигуна та перевірити справність вентилятора.

Місцеві перегрівання обмотки статора можуть бути зумовлені замиканням між витками котушки в одній фазі або між фазами, а також замикання обмотки на корпус. У цих випадках двигун гуде, частота обертання зменшується, сила струму у фазах неоднакова. Двигун необхідно відправити на капітальний ремонт.

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.

1.6 Пристрої захисту асинхронних електродвигунів

Широко поширений спосіб захисту електродвигунів від перегріву за допомогою теплових реле (ТРН, ТРП) простий, але недостатньо надійний. Головною причиною невисокої надійності є те, що нагрів обмоток контролюється не по значенню температури, а побічно, по параметру електричного струму в них. При цьому передбачається, що електричний струм вище номінального викличе однаковий перегрів як електродвигуна, так і теплового реле. Практично так не завжди виходить. Теплові реле призначені головним чином для захисту трифазних асинхронних двигунів з короткозамкнутим ротором від невеликих, але тривалих перевантажень. Основними елементами реле є біметалічна пластинка, нагрівальний елемент і розмикаючий контакт мостика, розрахований на комутацію струму до 6 А. Нагрівальні елементи вмикаються в ланцюг послідовно обмоткам статора, а контакти - в ланцюг управління, послідовно з котушкою магнітного пускача. Якщо струм в головному ланцюзі (струм статора) превищує номінальний, біметалічна пластинка, нагріваючись, згинається і натискає на важіль, який виводить клямку із зачеплення. Шток під дією пружини переміщується і розмикає контакт. У початкове положення реле повертається шляхом натиснення на кнопку повернення, яка є на його корпусі. Замикання контактів можливе тільки при біметалічної пластинці, що остигнула, тобто через 1...2 хв. після спрацювання.

Теплові реле бувають двох видів: однополюсному і двополюсному. Нагрівальні елементи розташовані в крайніх осередках пластмасового корпусу. У середньому осередку розміщені температурний компенсатор, ексцентриковий регулятор струму уставки, защібочний механізм спрацьовування, містковий контакт і кнопка ручного повернення.

У реле ТРН-10Австановлюється незмінний нагрівач, закріплений на біметалічній пластинці. Решта типів реле забезпечується змінними нагрівачами, розташованими під біметалічними пластинками. До силових затисків реле нагрівач кріпиться двома гвинтами по кінцях. Нагрівачі закриваються пластмасовою кришкою, яка утримується пружиною.

2. Охорона праці

Обслуговування електричних машин зв'язане з небезпекою отримання механічних травм від частин, що обертаються, і поразка електричним струмом. Частини, що все обертаються і струмопровідні, повинні мати огорожі. Шліфовку контактних кілець або колектора треба проводити в захисних окулярах за допомогою колодок з ізоляційного матеріалу, в прилеглому до тіла одязі, рукава повинні бути застебнуті у кистей. Не слідує одночасно торкатися струмопровідних і заземлених частин машини. Інструмент треба застосовувати тільки з ізольованими ручками.

Після зупинки двигуна для ремонту без розбирання на приводі вимикача вивішується плакат "Не включати - працюють люди!". Ручне включення і відключення машин напругою вище 1000 В необхідно виконувати в діелектричних рукавичках і калошах або на килимку. Після вивішування плаката перевіряють наявність напруги на відключеній ділянці мережі.

У електроустановках змінного струму напругою до 1000 В перевірку зручно виконувати однополюсним покажчиком напруги, який виготовляють у вигляді автоматичної ручки з ізолюючим корпусом (рис. 4)

Рис. 4

Металевим щупом 1 торкаються провідника, палець руки кладуть на металевий контакт 3. Електричний ланцюг замикається через людину; при наявності напруги спалахує неонова лампа 4 усередині корпусу.

Наявність напруги в мережі постійного струму визначають двополюсним покажчиком, який має два щупи і неонову лампу.

Щупами стосуються двох проводів. Цей покажчик придатний і для мережі змінного струму. Використання контрольної лампи замість покажчика забороняється, оскільки при випадковому включенні на вищу напругу або ударі можливий вибух її колби.

Рис. 5 Переносне заземлення - закоротка: 1 - накінечник для приєднання до заземлюючої шини, 2 - гвинтовий затиск, 3 - гнучкий дріт

У оперативному журналі робиться запис про відключення машини. Включення проводять тільки після відмітки в журналі по закінченні робіт з вказівкою відповідальної особи, що повідомила.

Відключені двигуни насосів і вентиляторів можуть прийти в рух під натиском води або повітря. У таких установках необхідно закрити вентилі або інші закриваючі пристрої, замкнути його на замок і вивісити плакат "Не відкривати - працюють люди!". Якщо трифазний двигун від'єднаний від мережі, кінці всіх фаз живлячого кабелю замикають накоротко і заземляють переносним заземленням. Робота в пусковій апаратурі допускається тільки при повному знятті напруги.

Випробування ізоляції підвищеною напругою і вимірювання її опору представляють особливу небезпеку для електротехнічного персоналу і повинні проводитися з дотриманням додаткових заходів безпеки. Ці контрольні операції повинні виконуватися бригадою в складі не менших двох чоловік, що пройшли спеціальну підготовку. Корпуси і кожухи повинні бути при випробуванні заземлені.

Опір ізоляції вимірюють мегомметром на напругу 1000 або 2500 В. Дотик до затисків самого мегомметра не небезпечно із-за малої потужності його генератора і більшого внутрішнього опору електрика, ланцюг перевіряється, заряджає, і дотик до неї може виявитися небезпечним. Під час вимірювання не можна торкатися до провідників обмотки, після вимірювання обмотку треба відразу розрядити на корпус.

Висновок

Асинхронний двигун має такий самий статор, як і синхронний, а обмотками статора також протікають синусоїдні струми. Проте конструкція ротора особлива. Ротор набрано з листів електротехнічної сталі (як і статор). У пазах ротора укладено стрижні (алюмінієві або мідні), які на торцях ротора замкнені за допомогою кілець. Якщо ротор обертається зі швидкістю, меншою за швидкість поля статора, в обмотці ротора полем статора наводиться електрорушійна сила, яка спричиняє протікання обмоткою ротора струмів. Струми викликають появу магнітного поля ротора, а взаємодія двох полів - створення рушійного моменту, який повертає ротор. Оскільки рушійний момент виникає лише тоді, коли швидкості ротора та поля статора неоднакові, ротор не може рухатися синхронно з полем статора (звідси і назва двигуна: асинхронний, тобто "несинхронний"). Завдяки простоті конструкції, дешевизні та надійності асинхронні двигуни набули найбільшого розповсюдження. Трьохфазні асинхронні електродвигуни широко використовують у народному господарстві. Основна задача проектування раціонального електропривода полягає в тому, щоб найбільш правильно поєднувати властивості всіх його елементів з властивостями робочої машини і технологічного процесу, що виконується машинним пристроєм.