Технология ремонта и обслуживание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Возможные неисправности и способы устранения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Охрана труда и экология конвертерного производства ЕВРАЗ НТМК. Технологическая карта ремонта и обслуживания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	05.02.2014

1. Основная часть

1.1. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

1.2. Возможные неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и способы их устранения

1.4. Технологическая карта ремонта и обслуживания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

3. Охрана труда и экология

Обслуживание электроустановок промышленных предприятий осуществляют сотни тысяч электромонтеров, от квалификации которых во многом зависит надежная и бесперебойная работа электроустановок. Правильная организация труда электромонтера и грамотное ведение им эксплуатации электроустановок становятся весьма сложным и ответственным делом, так как любая ошибка эксплуатации может привести к значительным материальным ущербам, выводу из строя дорогостоящего оборудования, большим потерям продукции, нерациональному использованию электроэнергии.

Актуальность выбранной темы: на фоне развития промышленности все более возрастает роль надежных и мощных электрических машин с высоким КПД.

Для своей работы я выбрал тему «Технология ремонта и обслуживание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором», так как такой двигатель является одним из самых распространенных видов электрических двигателей.

Цель работы: изучить и описать устройство, принцип действия, технологию ремонта и обслуживания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

· проанализировать литературу и техническую документацию по выбранной теме;

· изучить и описать устройство, принцип действия, возможные неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором;

· составить технологическую карту ремонта и обслуживания асинхронного двигателя;

· сделать экономические расчёты ремонтных работ;

· проанализировать экологическую обстановку на участке прохождения производственной практики.

1. Основная часть

1.1 Устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. В основном они используются как электродвигатели и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую.

Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора и вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора — вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между этими обмотками. По своей конструкции асинхронные двигатели разделяются на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Рассмотрим устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Двигатели этого вида имеют наиболее широкое применение

Рис.1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

1-вал; 2-наружная крышка подшипника; 3-роликовый подшипник; 4-внутренняя крышка подшипника; 5-подшипниковый щит; 6-коробка выводов; 7-обмотка статора; 8-обмотка ротора; 9-сердечник статора; 10-сердечник ротора; 11-корпус электродвигателя; 12-кожух вентилятора; 13-вентилятор; 14-шариковый подшипник; 15-болт заземления; 16-отверстия для болта крепления двигателя

В расточке статора расположена вращающаяся часть двигателя ротор, состоящий из вала и сердечника с короткозамкнутой обмоткой. Такая обмотка, называемая «беличье колесо», представляет собой ряд металлических, алюминиевых или медных стержней, расположенных в пазах сердечника ротора, замкнутых с двух сторон коротко замыкающими кольцами. Сердечник ротора также имеет шихтованную конструкцию, но листы ротора не покрыты изоляционным лаком, а имеют на своей поверхности тонкую пленку окисла. Это является достаточной изоляцией, ограничивающей вихревые токи, так как величина их невелика из-за малой частоты перемагничивания сердечника ротора. Например, при частоте сети 50 Гц и номинальном скольжении 6 % частота перемагничивания сердечника ротора составляет 3 Гц. Короткозамкнутая обмотка ротора в большинстве двигателей выполняется заливкой собранного сердечника ротора расплавленным алюминиевым сплавом. При этом одновременно со стержнями обмотки отливаются короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки. Вал ротора вращается в подшипниках качения, расположенных в подшипниковых щитах.

Концы обмоток фаз выводят на зажимы коробки выводов. Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть на два разных напряжения, отличающиеся в раз. Например, двигатель рассчитан для включения в сеть на напряжения 380/660 В. Если в сети линейное напряжение 660 В, то обмотку статора следует соединить звездой, а если 380 В, то треугольником. В обоих случаях напряжение на обмотке каждой фазы будет 380В. Выводы обмоток фаз располагают на панели таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания последних. В некоторых двигателях небольшой мощности в коробке выводов имеется лишь три зажима. В этом случае двигатель может быть включен в сеть на одно напряжение (соединение обмотки статора такого двигателя звездой или треугольником выполнено внутри двигателя).

1.2 Возможные неисправности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Внешней неисправностью может стать:

— недостаточное вентилирование двигателя;

— нарушение контакта устройства с сетью;

— несоответствие входящего напряжения рабочим требованиям двигателя.

Внутренними поломками асинхронного двигателя можно считать следующие:

— сломанный вал ротора;

— ослабление захвата щеток;

— неисправности крепления статора;

— появление борозд на коллекторе или контактных кольцах;

Технология ремонта асинхронных электродвигателей

В соответствии с Правилами технической эксплуатации в системе планово-предупредительных ремонтов электрооборудования предусмотрено два вида ремонтов : текущий и капитальный.

Текущий ремонт производится с периодичностью, установленной с учетом местных условий, для всех электродвигателей, находящихся в эксплуатации, в том числе в холодном или горячем резерве. Текущий ремонт является основным видом профилактического ремонта, поддерживающим на заданном уровне безотказность и долговечность электродвигателей. Этот ремонт производят без демонтажа двигателя и без полной его разборки.

Капитальный ремонт. Периодичность капитальных ремонтов электродвигателей Правилами технической эксплуатации не устанавливается. Она определяется лицом, ответственным за электрохозяйство предприятия на основании оценок общей продолжительности работы электродвигателей и местных условий их эксплуатации. Капитальный ремонт, как правило, производят в условиях специализированного электроремонтного цеха (ЭРЦ) или специализированного ремонтного предприятия (СРП).

Разборка электродвигателя производится в порядке, обусловленном особенностями конструкции электродвигателей.

Сборка электродвигателей после ремонта. Подшипники качения напрессовывают на вал ротора. Шариковые подшипники устанавливают целиком. У роликовых подшипников на вал насаждают внутреннее кольцо с телами качения. Внешнее кольцо устанавливают в посадочное гнездо подшипникового щита с подвижной посадкой (скользящей или движения). Перед сборкой посадочные поверхности протирают и смазывают. Внутренние крышки подшипников устанавливают на вал до посадки подшипников.

Подшипники небольших размеров насаживают на вал в холодном состоянии. Внутреннее кольцо подшипника должно плотно прилегать к заплечнику вала. Наружное кольцо должно легко вращаться вручную. Неразъемные вкладыши подшипников скольжения запрессовываются в посадочные гнезда подшипниковых щитов и фиксируются стопорным винтом.

Для этого применяют те же приспособления, что и при разборке, но обеспечивают их обратное действие. При посадке вкладышей смазочные кольца в резервуаре щита располагают концентрично посадочному отверстию.

Ротор вводят в статор, используя те же способы и приспособления, что и при выводе ротора. В подшипники качения закладывают смазку. Подшипниковые щиты устанавливают на подшипники, вал вывешивают и удаляют из-под ротора картонную прокладку. При установке на вал щитов с подшипниками скольжения смазочные кольца выводят из прорези вкладыша, чтобы не повредить их валом. Совмещают риски на станине и щитах, крепят щиты к станине крепежными болтами. Подъемные приспособления снимают. Затем проверяют свободу вращения ротора и затягивают крепежные резьбы щитов. Устанавливают мелкие детали (фланцы, крышки) и заливают масло в подшипники скольжения. Напрессовывают на рабочие концы валов соединительные или передаточные детали (полумуфты, шкивы, тормозные диски, шестерни). От точной посадки соединительных деталей зависит успешность центровки вала электродвигателя с валом производственного механизма или с валом редуктора. После сборочных операций замеряют воздушные зазоры на обоих торцах машин в диаметрально противоположных точках окружности. При больших диаметрах ротора зазор измеряют в восьми точках окружности ротора. Отклонения воздушных зазоров от среднеарифметического должны быть не более 10%.

Обкатку электродвигателя производят на холостом ходу, контролируя ток холостого хода, нагрев подшипников и шумы. Осевой разбег ротора определяют смещением вала вдоль оси до упора сначала в одну, а затем — в другую сторону при неподвижном роторе; осевой разбег ротора равен удвоенному осевому зазору. Односторонние осевые зазоры, которые должны быть одинаковыми, измеряют на холостом ходу. Для этого смазанный торец надежно укрепленного деревянного бруска упирают в торец вращающегося вала и смещают ротор до упора. Ту же операцию проделывают с другого конца вала. В обоих случаях измеряют расстояние от риски до корпуса подшипника перед нажатием на вал и во время измерений; они должны быть равны соответствующим осевым зазорам. При невозможности измерения осевых зазоров на вращающемся роторе ориентировочно оценивают их по осевому разбегу ротора. Результаты измерения осевого зазора сравнивают с допустимыми значениями.

После текущего ремонта асинхронные электродвигатели подвергают следующим испытаниям: измеряют сопротивление изоляции статоров между отдельными обмотками и относительно корпуса, испытывают повышенным напряжением частоты 50 Гц в течение 1 мин, проверяют междувитковую изоляцию на электрическую прочность, замеряют воздушные зазоры, обкатывают электродвигатель на холостом ходу, замеряют осевые зазоры в подшипниках скольжения или разбег ротора по оси.

«Капитальный ремонт асинхронных электродвигателей»

Операция	Объем ремонтных работ
Измерения и оценка состояния частей	Осмотр двигателя; оценка внешнего состояния сборочных узлов и целости обмотки; измерение осевого разбега ротора двигателя с подшипниками скольжения. Измерение зазора между шейкой вала и вкладышем подшипника. Измерение зазора между ротором и статором, сопротивления изоляции обмоток и колец.
Разборка двигателя	Полная разборка двигателя; очистка, продувка и промывка всех узлов и деталей
Осмотр и чистка обмоток	Очистка, продувка, протирка и промывка сохраняемых обмоток, устранение дефектных мест на изоляции
Ремонт подшипников и подшипниковых щитов	Замена подшипников качения независимо от их состояния. Перезаливка вкладышей подшипников скольжения (при необходимости). Ремонт подшипниковых щитов (заварка трещин)
Ремонт магнитопровода	Удаление мест оплавлений магнитопровода ротора и статора, устранение замыканий и распущенности листов стали, осевых сдвигов активной стали и т д.
Ремонт поврежденных деталей	Замена или ремонт вентиляторов, приварка лап, заварка трещин, восстановление крепежных резьб;
Ремонт роторов	Замена или перезаливка стержней обмоток, ремонт местных повреждений изоляции, ремонт бандажей и бандажирование обмоток, замена неисправных пазовых клиньев
Проверка заземления	Осмотр и ремонт (при необходимости) заземляющих шин. проводов и контактов
Ремонт реостата	Разборка и очистка реостата; очистка и смена масла, чистка и в случае необходимости — смена контактов. Смена поврежденных резисторов.
Сборка двигателя и выверка его на фундаменте	Проверка плотности посадки передачи (муфты, шкива). Выверка электродвигателя на фундаменте, проверка болтовых соединений
Осмотр и проверка пускового аппарата	Чистка аппарата при необходимости — с разборкой; очистка от окислов крепления контактов; чистка и замена контактных сухарей. Снятие нагаров и очистка контактных поверхностей; регулирование нажатия контактов динамометром, проверка площади соприкосновения ротора, проверка короткозамкнутого витка ротора. Осмотр и ремонт проводов заземления
Проверка защитного аппарата	Проверка соответствия плавких предохранителей. Проверка соответствия нагревателей тепловых реле. Проверка соответствия тока расщепителя автомата расчетному току
Измерения	Измерение сопротивления изоляции обмотки статора; общего сопротивления постоянному току реостатов, пускорегулирующих резисторов. Определение зазора между сталью ротора и статора
Обкатка электродвигателя после ремонта	Запуск двигателя при холостом ходу; проверка тока холостого хода, температуры подшипников, шума. После работы электродвигателя в течение 1 ч включаем его под нагрузку на 5—6 ч, после этого проверка температуры нагрева обмоток, подшипников. Проверка реостата, пусковой аппаратуры

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Текущий и капитальный ремонт электродвигателя

Подписка на рассылку

Детали электродвигателей (далее ЭД), как и любых электрических машин, со временем изнашиваются и приходят в негодность. Чтобы восстановить их работоспособность и изначальные эксплуатационные параметры, проводят ремонтные работы.

В зависимости от степени вмешательства и периодичности различают текущий, капитальный и плановый ремонты.

Текущий ремонт электродвигателя

При текущем ремонте ЭД проверяют уровень износа машины. Сама эта операция направлена на замедление общего износа и устранение мелких неисправностей, которые в дальнейшем могут привести к более серьёзным поломкам.

Так, при текущем ремонте:

• очищают корпус машины от различных загрязнений, включая масляные следы и пылевой налёт;
• меняют – при необходимости – подшипники;
• проверяют, насколько правильно подключено заземление и работу его цепей в целом;
• восстанавливают изоляцию на выводных концах;
• измеряют с помощью мегаомметра сопротивление на изоляции обмоток;
• проверяют правильность выбора и установки плавких вставок;
• оценивают количество и качество смазочных материалов в подшипниках;
• проверяют целостность и наличие щитков для зажимов;
• оценивают надёжность фиксации электродвигателя;
• проверяют соответствие ширины радиального и осевого зазоров нормативам;
• проверяют плавность вращения и общую работу смазочного кольца.

Разумеется, полный набор сервисных операций, проводимых при текущем ремонте, зависит от множества внешних факторов. На него влияют условия использования ЭД, тип машины, место установки и другие явления. Например, у ЭД постоянного тока также проверяют щеточно-коллекторный механизм.

Текущий ремонт электродвигателя может проводиться как по месту установки машины, так и в специальном цеху.

Капитальный ремонт электродвигателя

При капитальном ремонте проводят сервисные операции, затрагивающие основные функциональные части машины. Кроме того, во время такого вмешательства может быть целесообразно провести модернизацию электродвигателя.

Так, при капитальном ремонте:

• меняют обмотки – частично или полностью;
• меняют вал ротора;
• балансируют ротор;
• меняют вентилятор и подшипниковые щиты;
• очищают электродвигатель изнутри, разбирая, собирая и испытывая его под нагрузкой.

По завершению капитального ремонта составляется акт, в котором описываются все проведённые сервисные процедуры. Этот документ прикладывается к паспорту электродвигателя.

Капитальный ремонт электродвигателя может проводиться как по месту установки, так и в специальном ремонтном цеху.

Плановый технический ремонт электродвигателя

Также целесообразно рассмотреть плановый ремонт электродвигателя. Этот комплекс сервисных операций направлен на поддержание машины в нормальном рабочем состоянии. В плановый ремонт входят все процедуры из текущего, а также:

• покрытие обмоток лаком;
• замена изоляции обмоток;
• промывка металлических деталей машины и подшипников;
• замена прокладок на подшипниковых щитах;
• заварка и проточка заточек у щитов ЭД.

Также при плановом ремонте проверяют чертежи, снимают эскизы, тестируют отдельные узлы электродвигателя. Эти операции могут проводиться как по месту установки машины, так и в ремонтном цеху, если размеры и крепление позволяют переместить ЭД.

Периодичность текущих и капитальных ремонтов электродвигателя

Периодичность текущих, плановых (средних) и капитальных ремонтов электродвигателя устанавливается главным энергетиком предприятия. Основанием для её принятия являются условия использования машин, техническая документация ЭД, климатические факторы и требования заводов-изготовителей оборудования.

В среднем текущий ремонт электродвигателей проводится 1-2 раза в год. Но в некоторых случаях эта частота может быть увеличена или уменьшена – например, до 1 раза в 2 года.

Плановый ремонт электродвигателей в среднем проводится 1 раз в 2 года.

Для определения периодичности капитального ремонта используют значение ресурса устройства. В паспорте электродвигателя указывается норматив выработки в часах, после которого и требуется произвести капитальный ремонт. Затем это число делится на фактическое время использования.

Например, если указано, что норматив ресурса электродвигателя составляет 103680 часов, а сама машина работает круглосуточно (то есть 8640 часов в год), то свой ресурс она выработает за 12 лет. И капитальный ремонт должен проводиться через каждые 12 лет.