ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Лабораторная работа

Разборка двигателя постоянного тока

Выполнению ремонтных работ предшествует разборка и дефектация, которая выполняется в следующем порядке:

1 Снятие жалюзи, проверка или нанесение меток на траверсу щеткодержателей и подшипниковый щит;

4 Снятие крышки подшипника;

5 Снятие подшипникового щита, при этом щит сначала должен сойти с замка на станине, а затем с подшипника. После этого якорь ложится на полюса;

6 Отворачивание болтов и снятие другого подшипникового щита с замка на корпусе. Вынимание якоря из индуктора;

7 Снятие крышки подшипника и щита с подшипника;

8 Снятие подшипника и вентилятора;

9 Дефектация узлов и деталей;

Дальнейшая разборка производится редко, когда в результате дефектации обнаружены неисправности в коллекторе, обмотках якоря, индуктора, и т. д. Дальнейшая разборка включает извлечение обмотки якоря из пазов, снятие основных и добавочных полюсов, снятие и разборка коллектора, разборку щеточного аппарата.

Дефектовку начинают с внешнего осмотра, проверяя отсутствие трещин, отколов, деформаций в корпусе, состояние резьбовых отверстий, наличие распущения крайних листов, выгорание отдельных листов, наличие коррозии. Измеряют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях диаметр замков на корпусе, на которые надевают щиты. В машинах нормального исполнения точность обработки замков должна быть в пределах 7-9го квалитетов.

Признаками окончательного брака индуктора являются: откол более двух лап, увеличение воздушного зазора более чем на 15%, наличие сквозных трещин в корпусе.

У якоря подаваемого на дефектовку должны быть отремонтированы центральные отверстия. Якорь устанавливают шейками вала на призмы, производят внешний осмотр, измеряют диаметр сердечника(для определения воздушного зазора расчетным методом), проверяют посадочные места шеек вала под посадку подшипников и вентилятора, проверяют состояние шпоночных пазов и рабочего конца вала, биение шеек вала и сердечника якоря. Осматривают коллектор (на отсутствие подгаров, поджогов, оплавления, неравномерности выработки), устанавливают величину их выработки. Поверхность под посадку подшипников должна иметь допуск к4-к6, под посадку вентилятора h6-h11, под посадку коллектора к6-к8.

Признаками окончательного брака якоря являются: излом вала в любом сечении, значительный износ сердечника якоря вследствие коррозии, абразивного воздействия пыли и т. п.

Дефектовка подшипниковых щитов

Проверяют внешним осмотром подшипниковые щиты на отсутствие трещин и изломов. Измеряют посадочные места под подшипник и на корпус индуктора, состояние отверстий, целостность приливов.

Признаками окончательного брака подшипниковых щитов являются: трещины и отколы в щитах и на посадочных поверхностях, откол крепежных приливов.

Дефектовка токосъемного устройства

Проверяют внешним осмотром состояние щеткодержателей, пружин, выводных кабелей, крепление канатиков в щетках. Зазор между щеткой и щеткодержателем необходим 0.2-0.3 мм. Давление пружин на щетки должно быть одинаковым и соответствовать заданному значению. Измеряют сопротивление изоляции между корпусом и щеткодержателем.

Проверяют осмотром крепежные детали (болты, гайки, шпильки и т. п.) на отсутствие трещин, надрывов возле головок болтов и деформации шпилек, состояние резьбы. Качество резьбы определяют резьбовыми кольцами.

Признаками окончательного брака крепежных деталей являются: повреждение более 20% ниток резьбы, трещины и надрывы возле головок болтов, уменьшение диаметра болтов и шпилек более чем на 10% в результате коррозии.

Сборка машин постоянного тока

Сборку электрических машин постоянного тока начинают со сборки индуктора которая предусматривает установку и крепление в корпусе главных и добавочных полюсов с катушками, соединение катушек по электрической схеме, изоляцию между катушечных соединений и проверку правильности соединений.

На сердечники полюсов надевают катушки и крепят их в соответствии с эскизами, снятыми при разборке индуктора. Каждый полюс помещают на • прежнее место согласно эскизу, составленному при разборке машины. Полюсы заводят внутрь корпуса и поочередно завертывают болты, при этом полюсы должны примыкать к корпусу всей поверхностью.

Катушки главных и добавочных полюсов соединяют между собой согласно электрической схеме, эскиз которой сделан при разборке. Для правильного чередования полярности полюсов начала Н2-Н5 и концы К1-К6 катушек соединяют, соединения изолируют несколькими слоями стеклолакоткани или другой аналогичной изоляцией и стеклянной лентой. Места изолирования промазывают эмалью и сушат. Изоляцию выводных кабелей в местах выхода из корпуса электрической машины предохраняют резиновыми или пластмассовыми втулками, которые устанавливают в корпусе.

В собранном индукторе проверяют правильность чередования полярности полюсов.

Рисунок 2- Схема проверки правильности чередования полюсов

К выводам Н1-Н6 обмотки подключают постоянный ток. В индуктор вводят компас и поочередно подносят к каждому полюсу. Полярность полюсов должна чередоваться. Так же проверяют полярность дополнительных полюсов. Чередование полярности главных и добавочных полюсов зависит от направления вращения якоря и режима работы электрической машины (в качестве генератора или двигателя).

Рисунок 3- Полярность добавочных полюсов при работе машины в режиме генератора и в режиме двигателя

У генераторов, если смотреть по направлению вращения якоря, после главного располагается дополнительный полюс другой полярности, а у электродвигателя дополнительный той же полярности (рисунок 3).

Затем собирают якорь. Напрессовывают вентилятор, надевают внутренние крышки подшипников и устанавливают посадкой с натягом подшипники. На якорь надевают правый щит и завертывают болты. Якорь имеет вентилятор , размер которого больше внутреннего отверстия индуктора, поэтому якорь можно завести в индуктор только с правой стороны. Якорь заводят в индуктор и опускают на полюсы.

Собирают левый подшипниковый щит. На выточку щита устанавливают по меткам траверсу щеткодержателей с щеткодержателями и щетками. Щит ставят на корпус и продвигают вперед до корпуса. Затем оба щита надвигают на корпус так, чтобы замки на щитах и корпусе сомкнулись. Наживляют болты крепления щитов и завертывают их соблюдая необходимый порядок. Последней устанавливают крышку подшипника с левой стороны. Проверяют легкость вращения якоря и отправляют его на испытание.

Порядок выполнения работы

1. Изучить методическое указание;

2. Составить технологическую карту разборки по форме (таблица 1) и согласно ее разобрать ДПТ и доложить преподавателю;

Лабораторная работа №2. Разборка и дефектация машины постоянного тока

ФГОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет

Кафедра «Электроснабжение и эксплуатация электрооборудования»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Разборка и дефектация машины постоянного тока

г. Ставрополь, 2008 г.

Лабораторная работа №2

Разборка и дефектация машины постоянного тока

Цель работы: освоить методику разборки и дефектации машины постоянного тока.

Содержание работы и порядок её выполнения

Дефектация машины постоянного тока при ремонте проводится с целью определения характера и объёма ремонта. Все неисправности электрической и механической частей заносятся в специальную ведомость, которая служит основой для выдачи нарядов на выполнение ремонтных работ.

1. Осмотреть машину постоянного тока, записать её паспортные данные.

2. Провести дефектацию машины до разборки.

3. Разобрать машину постоянного тока.

4. Выполнить дефектацию машины после разборки.

5. Заполнить дефектировочную ведомость.

Требования безопасной работы

Работа выполняется с соблюдением Инструкции по технике безопасности в лаборатории кафедры «Электроснабжение и эксплуатация электрооборудования». Кроме того, необходимо соблюдать следующие требования:

1. Для присоединения мегаомметра к измеряемым цепям применять изолированные провода, имеющие на концах изолирующие рукоятки с зажимами.

2. Измерения мегаомметром проводят 2 человека, один из которых вращает ручку мегаомметра, а другой подключает аппарат к измеряемым участкам схемы.

3. Любые переключения схемы проводить после отключения её от сети,

Методика определения неисправностей машины постоянного тока

Краткие сведения об устройстве машины постоянного тока

Неподвижная часть машины состоит из станины 5 (рисунок 1), главных полюсов для создания основного магнитного потока и дополнительных полюсов, устанавливаемых между главными полюсами, и служащими для улучшения коммутации. К бокам станины крепятся подшипниковые щиты 6, в которых установлены подшипники.

В подавляющем большинстве машин главные полюса являются электромагнитами и только в специальных маломощных машинах представляют постоянный магнит. Главный полюс состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и полюсной катушки 4, по которой проходит ток возбуждения. Катушки возбуждения соединяются между собой последовательно. Дополнительные полюса конструктивно подобны основным. Количество главных полюсов зависит от типа электрической машины. Они могут быть двухполюсными и многополюсными.

Вращающаяся часть машины, называемая якорем (ротором), состоит из вала, сердечника 3, обмотки 8 и коллектора 1. Сердечник якоря набирается из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком для уменьшения потерь на вихревые токи. В пазы сердечника укладываются проводники обмотки якоря, которые заклиниваются клиньями и закрепляются бандажами.

Для соединения обмотки якоря с внешней цепью на коллекторе помещаются неподвижные щётки в щёткодержателе, который закрепляется на траверсе, установленной на подшипниковом щите. Её можно поворачивать и этим изменять положение щёток относительно полюсов.

К машинам постоянного тока применим принцип обратимости. Любой генератор постоянного тока может быть переведён в режим двигателя и наоборот.

Рисунок 1 – Устройство электрической машины постоянного тока: 1 – коллектор; 2 – щетки; 3, 9 – сердечник и обмотка якоря; 4 – главный полюс; 5 – катушка обмотки возбуждения; 6 – станина (корпус); 7 – подшипниковый щит; 8 – вентилятор; 10 – вал.

Принцип действия машины постоянного тока заключается в следующем. Если к обмотке якоря подвести постоянное напряжение, то в проводниках обмотки будет протекать ток. По закону электромагнитной индукции проводник с током будет выталкиваться из магнитного поля с какой-то силой Fi. Направление действия силы определяется по правилу левой руки. Сила будет направлена по касательной к окружности якоря. Суммарная сила Fi, действующая на плечо (радиус якоря), создаёт вращающий момент Мвр. Если этот момент окажется больше тормозного момента Мт, то якорь придёт во вращение.

Разборка машины постоянного тока

Перед проведением ремонта машина постоянного тока отключается от сети и принимаются меры по предупреждению случайной подачи напряжения. До разборки электрическую машину очищают от пыли и грязи, снимают крышку коробки выводов, отсоединяют кабель питания. Разъединяют машину постоянного тока и рабочую машину, снимают машину постоянного тока с фундамента и транспортируют на участок дефектации и ремонта.

При общей разборке машины постоянного тока серии П сначала снимают крышки с коробки зажимов и боковых сторон переднего подшипникового щита. Отсоединяют проводники, связывающие щёткодержатели с катушкой добавочного полюса и провода, соединяющие щёткодержатели с контактом в коробке зажимов, а затем вынимают щётки из гнёзд щёткодержателей.

Для защиты от механических повреждений коллектор обматывают листом картона, закрепляемым двумя бандажами из хлопчатобумажной ленты или шпагата. После этого отвёртывают болты, крепящие подшипниковые щиты к станине, ввёртывают отжимные болты в отверстия подшипниковых щитов и выводят бортики последних из расточек станины, одновременно поддерживая конец вала во избежание удара якоря о нижний полюс машины. Далее сдвигают подшипниковые щиты с шарикоподшипников, выдвигают якорь из станины в сторону свободного конца вала и вынимают якорь из станины.

Снятие подшипников качения с вала осуществляется при помощи съёмников. При этом необходимо соблюдать меры предосторожности, исключающие повреждение подшипника и вала машины.

У большинства машин посадка подшипника на вал выполнена с натягом его внутреннего кольца. Подшипники, насаженные на вал с большим натягом и не поддающиеся съёму ручными съёмниками, демонтируют при помощи гидравлического съёмника с использованием установки ОР 9174, используя заводское описание.

При детальной разборке снимают коллектор, вентилятор, выпресовывают вал якоря, нередко проводят демонтаж главных и добавочных полюсов.

Дефектация машины постоянного тока

Дефектация машин постоянного тока проводится аналогично асинхронным двигателям. Специфичным для машин постоянного тока является наличие коллектора и щёточного механизма.

Характерные неисправности отдельных узлов машины постоянного тока и виды ремонта их приведены ниже.

Корпус машины и полюсные башмаки

Корпус машины постоянного тока — смятие; забоины; заусеницы цилиндрических выточек под крышки; срыв резьбы в отверстии под винт «массы»; повреждение изоляции выводных болтов; срыв резьбы выводных болтов (трещины, искажение цилиндрической поверхности, обращенной к якорю, повреждение посадочных мест под крышки, которые нарушают прочность соединения крышки с корпусом — капитальный ремонт, в остальных случаях — текущий ремонт); полюсные башмаки-задиры; выработка и заусеницы на цилиндрической поверхности, обращенной к якорю; срыв резьбы под винт крепления башмака к корпусу машины (при наличии погнутости полок цилиндрической поверхности, обращенной к якорю и при повторном срыве резьбы в отверстии крепления башмака — капитальный ремонт, в остальных случаях — текущий ремонт).

Крышки (подшипниковые щиты)

Крышки (подшипниковые щиты) машин постоянного тока могут иметь следующие неисправности: сколы; забоины, заусеницы на цилиндрическом буртике, которым они сопрягаются с корпусом; износ гнёзд под шарикоподшипники; поломку установочных штифтов; трещины и изломы краёв крышек; износ отверстий в ушках крепления машины постоянного тока; срыв резьбы в отверстиях. Кроме того, у крышки со стороны коллектора могут быть поломка или ослабление пружины щёткодержателя, ослабление крепления щёткодержателя, повреждение изоляции под щёткодержателем (при наличии трещин, проходящих через гнездо подшипника, обломке ушка крепления машины постоянного тока, повреждении цилиндрического буртика, нарушающего плотность посадки крышки в корпусе, износе посадочных мест под шарикоподшипники — капитальный ремонт, в остальных случаях — текущий ремонт).

Якорь машины постоянного тока

Повреждение железа якоря; задиры и сдвиги пластин; ослабление посадки подшипников; износ шпоночной канавки; обгорание и большой износ поверхности коллектора; замыкание пластин коллектора между собой; увлажнение изоляции обмотки; наружные обрывы и распайка секций; внутренние обрывы в обмотках секций якоря; витковое замыкание в обмотке секции; замыкание обмотки секции на корпус — капитальный ремонт; нарушение геометрически правильной формы коллектора; выступание миканитовой изоляции между пластинами коллектора (глубина залегания должна быть 0,5-1,5 мм); шероховатости; пятна; мелкие царапины на поверхности коллектора — текущий ремонт.

Повреждение наружной изоляции; обрыв вывода; повреждение изоляции вывода катушки; обрыв провода между катушками — текущий ремонт. Короткое замыкание между витками, обрыв, замыкание на корпус — капитальный ремонт.

Трещины и сколы на рабочей поверхности щётки; износ боковых поверхностей щёток (зазор между щёткой и обоймой должен быть наибольший — 0,5мм, наименьший — 0,2мм); обрыв или уменьшение сечения токопроводящего провода щётки; механические повреждения щёткодержателя — текущий ремонт.

Определение неисправностей механической части для машин постоянного тока производится визуально или путём проведения простейших измерений. Более сложно выявляются неисправности электрической части. Работу по определению их следует выполнять в следующем порядке.

1. Измерить мегаомметром сопротивление изоляции (руководствоваться заводской документацией на прибор). Оно должно быть не менее 4 МОм. Пониженное сопротивление изоляции указывает на то что обмотка увлажнена.

2. Используя аппарат ЕЛ-15 проверить отсутствие витковых замыканий в обмотке якоря. Аппарат ЕЛ-15 — электронное устройство, применяемое при изготовлении и ремонте электрических машин. В приборе генератор импульсов вырабатывает импульсы испытательного напряжения частотой 100 Гц, амплитуда которых плавно регулируются. Импульсы подаются в испытываемые обмотки и в блок развёртки луча, импульсы, прошедшие через обмотку, сравниваются на экране электроннолучевой трубки. Если одна из обмоток имеет дефект, то импульсы, прошедшие через неё уменьшаются по амплитуде, и на экране будет наблюдаться раздвоение.

Для нахождения паза с короткозамкнутыми витками в машине постоянного тока (в якоре) нужно использовать приспособление с двумя П-образными электромагнитами. Для этого катушку неподвижного электромагнита (100 витков) присоединяют к зажимам «ВЫХОДНЫЕ ИМПУЛЬСЫ», а катушку подвижного электромагнита (2000 витков) к зажимам «СИГНАЛ ЯВЛЕНИЯ» (рисунок 2). Для работы с приспособлением в аппарате необходимо включить выключатель П.

Переставляя оба электромагнита с паза на паз по расточке якоря на экране электроннолучевой трубки мы будем наблюдать следующее: при отсутствии в пазу короткозамкнутых витков на экране трубки появится прямая или кривая линия с малыми амплитудами (вследствие слабой индуктивной связи), при наличии в пазу короткозамкнутых витков на экране трубки появятся 2 кривые с большими амплитудами. По этим, кривым и находят паз с короткозамкнутыми витками.

Замыкание обмотки якоря на корпус определяют лампой с источником питания. Один щуп лампы присоединяют к любой пластине коллектора, а другой щуп к сердечнику или валу якоря. Если лампа горит, то обмотка замкнута на корпус.

Для проверки наличия обрывов в обмотке якоря машины постоянного тока используют аппарат ЕЛ-15. Зажимы аппарата соединяют с электродами, прижатыми к пластинам коллектора. Два электрода должны быть расположены симметрично по отношению к третьему (рисунок 3). При проверке электроды переставляют по пластинам коллектора. Симметрия обмоток между каждой парой зажимов обуславливает постоянное включение одинаковых участков обмоток. При отсутствии в обмотках дефектов на экране прибора видна только одна кривая.

При проведении измерений нельзя допускать закорачивания между собой проводов, идущих от зажимов «ВЫХОДНЫЕ ИМПУЛЬСЫ» к испытываемым обмоткам, так как это может вывести из строя тиристор VS7. Нельзя также прикасаться к оголённым концам этих выводов.

Аналогично проводится обследование обмоток возбуждения. Обрыв в обмотке возбуждения обнаруживают при внешнем осмотре или контрольной лампой, присоединённой к выводным концам обмотки. Замыкание обмотки на корпус определяется при помощи мегаомметра. Для определения наличия витковых замыканий необходимо использовать аппарат ЕЛ-15.

Описать и проанализировать неисправности машины постоянного тока. Результаты представить в виде дефектовочной ведомости (таблица 1).

Таблица 1 — Результаты осмотра машины постоянного тока