Технічне обслуговування й ремонт електричних машин

Розділ 4. Технічне обслуговування й ремонт електричних машин

4.1 Обсяг робіт по технічному обслуговуванню й ремонту

Найважливішою умовою правильної експлуатації електричних машин є своєчасне проведення планово-попереджувальних ремонтів і періодичних профілактичних випробувань.

Поряд з повсякденним відходом і оглядом електричних машин відповідно до системи планово-попереджувальних ремонтів через певні проміжки часу проводять планові профілактичні огляди, перевірки (випробування) і різні види ремонту. За допомогою системи планово-попереджувальних ремонтів електричні машини підтримують у стані, що забезпечує їх нормальні технічні параметри, частково запобігають випадки відмов, поліпшують технічні параметри машин при планових ремонтах у результаті модернізації. У цей час відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТ 18322-78 використовують два види ремонту - поточний і капітальний, хоча для окремих видів електроустаткування передбачається й середній ремонт. [7, с. 129]

Період між двома плановими капітальними ремонтами називається ремонтним циклом. Для електричних машин, що вводяться знову в експлуатацію, ремонтний цикл - це наробіток від уведення в експлуатацію до першого планового капітального ремонту.

Існують три форми організації ремонтів - централізована, децентралізована, змішана. При централізованій формі ремонт, випробування й налагодження електричних машин виробляються спеціалізованими ремонтно-налагоджувальними організаціями. Ця форма є найбільш прогресивної, тому що забезпечує мінімальну вартість ремонту при більше високій якості.

При децентралізованій формі ремонт, випробування й налагодження виробляються ремонтними службами виробничих підрозділів підприємств, при змішаній частина робіт виконується централізовано, частина - децентралізовано, причому ступінь централізації залежить від характеру підприємства, типу й потужності електроустаткування.

Зі збільшенням кількості спеціалізованих ремонтних підприємств і їхньої потужності поліпшується якість ремонтних робіт, зменшуються їхня собівартість і строки ремонту, що робить централізований ремонт усе більше вигідним як для окремих промислових підприємств, так і для народного господарства країни в цілому. Удосконалення централізованого ремонту припускає створення централізованого обмінного фонду електричних машин і розширення їхньої номенклатури, поширення сфери послуг ремонтних підприємств на виробництво поточних ремонтів і профілактичного обслуговування.

Тривалість ремонтного циклу визначається умовами експлуатації, вимогами до показників надійності, ремонтопридатністю, правилами технічної експлуатації, інструкціями заводу-виготовлювача. Звичайно ремонтний цикл обчислюється в календарному часі виходячи з 8-вартового робочого дня при 41-годинному робочому тижні. Реальна змінність роботи встаткування й сезонність його роботи враховуються відповідними коефіцієнтами.

При визначенні тривалості ремонтного циклу виходять із графіка розподілу відмов електричних машин у функції часу експлуатацію. На ньому можна виділити три області: область І - після ремонтну приробітку, коли ймовірність відмов підвищена за рахунок можливого застосування при ремонті неякісних вузлів, деталей і матеріалів, недотримання технології ремонту й т.д.; область ІІ - нормальний етап роботи електричних машин із практично незмінним числом відмов у часі; область ІІІ - старіння окремих вузлів електричної машини, що характеризується ростом числа відмов. [7, с. 129]

Тривалість ремонтного циклу не повинна перевищувати тривалості нормального етапу роботи II. При плануванні структури ремонтного циклу (види й послідовність чергування планових ремонтів) виходять із того, що в електричній машині поряд зі швидкозношуваними деталями (щітки, підшипники кочення, контактні кільця), відновлення яких виробляється їхнім незначним ремонтом або заміною на нові, є вузли з більшим строком наробітку (обмотки, механічні деталі, колектори), ремонт яких досить трудомісткий і займає багато часу, тому протягом наробітку між капітальними ремонтами електричні машини повинні пройти кілька поточних ремонтів.

Поточні ремонти, як правило, не порушують ритму виробництва, у той час як капітальний ремонт при відсутності резерву пов'язаний із припиненням виробництва (технологічного процесу). Тому міжремонтний період для електричних машин варто дорівнювати до міжремонтного періоду основного технологічного встаткування, якщо останній виявляється меншим.

Для електричних машин масового застосування, не віднесених до основного встаткування й яка має достатній резерв, можна перейти від системи планово-попереджувального ремонту до після відмовної системи ремонту. Доцільність такого переходу повинна підтверджуватися техніко-економічним аналізом.

Тривалість Т ремонтного циклу, а також тривалість міжремонтного періоду t визначають, виходячи з нормальних умов експлуатації при двозмінній роботі з даних, наведеним у табл. 1 (Ттабл, tтабл). Для колекторних машин постійний і змінний токи наведені в табл. тривалості ремонтного циклу й міжремонтного періоду зменшують шляхом введення коефіцієнта вдо = 0,75.

Таблиця 1

Величини Т и t залежать також від змінності роботи електричних машин, коефіцієнта використання, характеру роботи (пересувні або стаціонарні установки, основне або допоміжне устаткування). [7, с. 130]

Система планово-попереджувального ремонту передбачає технічне обслуговування, поточний і капітальний ремонти, профілактичні й після ремонтні випробування. У зв'язку з більшою розмаїтістю електричних машин, що перебувають в експлуатації, неможливо дати повний перелік робіт з кожного із тридцятилітніх цієї системи (крім випробувань), тому обмежимося типовими обсягами робіт. Перед ремонтом проводяться випробування електричних машин для виявлення й наступного усунення дефектів.

Типовим обсягом робіт по технічному обслуговуванню включає: щоденний нагляд за виконанням правил експлуатації й інструкцій заводу-виготовлювача (контроль навантаження, температури окремих вузлів електричної машини, температури охолодного середовища при замкнутій системі охолодження, наявності змащення в підшипниках, відсутності ненормальних шумів і вібрацій, надмірного іскріння на колекторі й контактних кільцях і ін.); щоденний контроль за справністю заземлення; контроль за дотриманням правил техніки безпеки працюючими на електроустаткуванні; відключення електричних машин в аварійних ситуаціях; дрібний ремонт, здійснюваний під час перерв у роботі основного технологічного встаткування й не потребуючої спеціальної зупинки електричних машин (підтяжка контактів і кріплень, заміна щіток, регулювання траверс, системи захисту, чищення доступних частин машини й т.д.); участь у приймально-здавальних випробуваннях після монтажу, ремонту й налагодження електричних машин і систем їхнього захисту й керування; планові огляди експлуатованих машин по затвердженому головним енергетиком графікові із заповненням карти огляду.

Типовим обсягом робіт при поточному ремонті включає: виробництво операцій технічного обслуговування; відключення від живильної мережі й від'єднання від приводного механізму (двигуна); очищення зовнішніх поверхонь від забруднень; розбирання електричної машини в потрібному для ремонту обсязі; перевірку стану підшипників, промивання їх, заміну підшипників кочення, якщо зазори в них перевищують припустимі, перевірку й ремонт системи примусового змащення, заміну змащення; перевірку, очищення й ремонт кріплення вентилятора, перевірку й ремонт системи примусової вентиляції; огляд, очищення й продувку стисненим повітрям обмоток, колектора, вентиляційних каналів; перевірку стану й надійності кріплення лобових частин обмоток, усунення виявлених дефектів; усунення місцевих ушкоджень ізоляції обмоток, сушіння обмоток, покриття лобових частин обмоток покривним лаком; перевірку й підтяжку кріпильних з'єднань і контактів із заміною дефектних кріпильних деталей; перевірку й регулювання щіткотримачів, траверс, коротко замикаючих пристроїв, механізму підйому щіток; зачищення й шліфування колектора й контактних кілець, перевірку стану й правильності позначень вивідних кінців обмоток і клемних колодок з необхідним ремонтом; заміну фланцевих прокладок і ущільнень; приєднання машини до мережі й перевірку її роботи на холостому ходу й під навантаженням; усунення ушкоджень фарбування; проведення приймально-здавальних випробувань і оформлення здачі машини в експлуатацію. [7, с. 131]

Типовим обсягом робіт при капітальному ремонті включає: виробництво операцій поточного ремонту; перевірку осьового розбігу ротора й радіальних зазорів підшипників ковзання з наступним пере заливанням вкладишів; заміну підшипників кочення; повне розбирання машини із чищенням і промиванням всіх механічних деталей; заміну дефектних обмоток (включаючи ремонт коротко замкнутих обмоток)*, очищення й продувку обмоток, що зберігаються; просочення й сушіння обмоток, покриття лобових частин обмоток покривними лаками й емалями; ремонт колекторів, контактних кілець і щіткових вузлів (аж до їхньої заміни на нові); ремонт статора й ротора, включаючи часткову заміну листів; відновлення пресовки; ремонт підшипникових щитів, корпуса, відновлення розмірів посадкових місць; ремонт вала; ремонт або заміну вентилятора; заміну несправних пазових клинів, різних ізоляційних деталей; складання й фарбування машини; проведення випробувань і оформлення здачі машини в експлуатацію.

* Обмотки із прямокутного проведення ремонтуються з використанням старого проведення. Кругле проведення повторно, як правило, не використовується.

Перед установкою двигуна на робочу машину необхідно виконати наступні підготовчі роботи:

Очистити корпус двигуна від пилу. Ганчіркою, змоченої в гасі або бензині, зняти антикорозійне змащення з вільного кінця вала. Перевірити кріпильні деталі двигуна. Переконатися у вільному обертання ротора в обидва боки. Перевірити наявність змащення в підшипникових вузлах. Виміряти опір ізоляції між фазами й корпусом мегомметром на напругу 500У. Якщо опір ізоляції виявиться менш 0,5 Мом, обмотку двигуна необхідно підсушити.

Сушити обмотку можна фотополяриметром способом (з розбиранням двигуна або без її), у сушильній шафі або лампами накалювання. Під час сушіння температура обмоток не повинна перевищувати 100 градусів по Цельсію. У процесі сушіння фотополяриметром образом необхідно контролювати температуру обмотки.

Виміряти температуру обмотки двигуна в будь-якій частині можна термопарою або термометром, кулька якого обертають алюмінієвою фольгою, а зовнішню частину покривають теплоізоляцією (повстю, ватою й т.д.). Температура в пазовій частині обмотки на 10 - 15 градусів вище, ніж у лобовий.

Температуру обмоток можна визначити й по зміні її опору ( в Омах ) у період нагрівання. Опір обмотки можна виміряти вольтметром - амперметром або мостом постійного струму. Температуру обмотки визначають із вираження R2-R1

tоб = (235+ t1) / R1 + t1 , (10)

де tоб - температура обмотки в період сушіння, у градусах

R1 - опір обмотки в холодному стані, Ом

R2 - опір обмотки під час сушіння, у градусах

t1 - температура обмотки до початку сушіння, у градусах

Сушать обмотки доти, поки, опір ізоляції не досягне значення 0,5 Мом. Якщо опір ізоляції не піднімається до зазначеної величини (обмотка сильно відволожилася), сушіння продовжують. [7, с. 132]

Необхідно зробити установку двигуна на робочу машину відповідно до правил монтажу й підключити до живильної мережі. Якщо маркування вивідних кінців ні, можна визначити початки й кінці фаз досвідченим шляхом. Для цієї мети можна використовувати два простих способи.

У першому випадку, визначивши контрольною лампою або мегомметром початку й кінці фаз, з'єднують між собою два провідники різних фаз. На ці дві послідовно з'єднані фази подають змінну напругу. До третьої фази підключають вольтметр або контрольну лампу. Якщо фази підключені однойменними виводами, наприклад «початками» або «кінцями», напруга на третій фазі буде відсутній. Підключену раніше до вольтметра або лампочки фазу міняють місцями з однієї із двох послідовно з'єднаних фаз і аналогічно маркірують третю фазу.

У другому випадку знайдені кінці фаз з'єднують по трьох разом і до отриманих крапок приєднують міліамперметр постійного струму або прилад Ц-435, використовуючи його як амперметр постійного струму. Якщо при обертанні ротора двигуна від руки стрільця приладу відхиляється, потрібно поміняти місцями виводи однієї з фаз. Якщо після перемикання однієї фази стрілка буде відхилятися варто відновити первісне положення переключеної фази й поміняти місцями виводи іншої фази. В одному із трьох варіантів відхилення стрілки приладу припиниться, цим указуючи на те, що всі фази з'єднані однойменними виходами. Обертати ротор при перемиканні виводів фаз потрібно в одну сторону.

Після ремонту електричні машини піддаються випробуванням на ремонтному підприємстві, обсяг яких залежить від типу машини й виду проведеного ремонту. Висновок про придатність до експлуатації дається не тільки на підставі порівняння результатів випробування з нормами, але й по сукупності результатів проведених випробувань і оглядів. Значення отримані при випробуваннях параметрів повинні бути зіставлені з вихідними, а також з результатами попередніх випробувань електричної машини. [7, с. 132]

4.2 Техніка безпеки при ремонті електричних машин

При проведенні планово-попереджувальних робіт, технічного обслуговування, що течуть і капітальних ремонтів електричних машин фахівцеві необхідно дотримувати техніки безпеки при експлуатації.

І у свою чергу повинен знати наступне:

Виводи обмоток і кабельні вирви в електродвигунів повинні бути закриті огородженнями, зняття яких вимагає вигвинчування гайок або вигвинчування гвинтів. Знімати ці огородження під час роботи електродвигуна забороняється. Обертові частини електродвигунів: контактні кільця, шківи, муфти, вентилятори - повинні бути обгороджені.

Відкривати ящики пускових пристроїв електродвигунів, установлених у цеху, коли пристрій перебуває під напругою, дозволяється для зовнішнього огляду особам, що мають кваліфікаційну групу не нижче 4-ой.

Операції по включенню й вимиканню електродвигунів пусковою апаратурою із приводами ручного керування повинні вироблятися із застосуванням діелектричних рукавичок або ізолюючої підстави (підставки).

Включення й відключення вимикачів електродвигунів виробляється черговим в агрегатів одноосібно.

5. У працюючого синхронного електродвигуна не використовувана обмотка й живильний його кабель повинні розглядатися як перебувають під напругою.

6. Робота в ланцюзі пускового реостата працюючого електродвигуна допускається лише при піднятих щітках і замкнутому на коротко роторі.

Робота в ланцюгах регулювального реостата працюючого електродвигуна повинна розглядатися як робота під напругою в ланцюгах до 1000У и вироблятися з дотриманням мер обережності. [8]

Шліфування кілець ротора допускається проводити на обертовому електродвигуні лише за допомогою колодок з ізоляційного матеріалу.

7. Перед початком роботи на електродвигунах, що приводять у рух насоси або механізми, повинні бути вжиті заходи, що перешкоджають обертанню електродвигуна з боку механізму (насос може працювати як турбіна, димосос може почати обертатися у зворотну сторону за рахунок засоса холодного повітря через трубу й т.д.). Такими мірами є закриття відповідних вентилів або шиберів, їхнє заклинювання або перев'язка ланцюгом із запиранням на замок (або зняттям штурвала) і вивішуванням плакатів «Не відкривати - працюють люди» або розчіплюванням муфт.

8. При від'єднанні від синхронного електродвигуна живильного кабелю кінці всіх трьох фаз кабелю повинні бути замкнуті на коротко й заземлені. [8]

Заземлення кінців кабелю повинне вироблятися за допомогою спеціально пристосованого для цієї мети переносного заземлення, виконаного відповідно до загальних вимог.

Висновок

На підставі матеріалу, розглянутого в даній дипломній роботі можна зробити вивід, що майже вся електрична енергія (на частку хімічних джерел доводиться незначна частина) виробляється електричними машинами. Але електричні машини можуть працювати не тільки в генераторному режимі, але й у руховому, перероблюючи електричну енергію в механічну. Маючи високі енергетичні показники й меншими, у порівнянні з іншими перетворювачами енергії, витратами матеріалів на одиницю потужності, екологічно чисті електромеханічні перетворювачі мають у житті людського суспільства величезне значення.

Електричний двигун - основний вид двигуна в промисловості електроприводний, на транспорті, у побуті й т.д. По роду струму розрізняють електродвигуни постійного струму, основна перевага яких полягає в можливості економічного й плавного регулювання частоти обертання, і двигуни змінного струму. До останнього ставляться:

синхронні електродвигуни, у яких частота обертання жорстко пов'язана із частотою живильного струму;

асинхронні електродвигуни, частота обертання яких зменшується з ростом навантаження;

колекторні електродвигуни із плавним регулюванням частоти обертання в широких межах.

Найпоширеніші асинхронні двигуни електричні, вони прості у виробництві й надійні в експлуатації (особливо короткозамкнені). Їхні головні недоліки: значне споживання реактивної потужності й неможливість плавного регулювання частоти обертання. У багатьох потужних електроприводах застосовують синхронні двигуни електричні. У тих випадках, коли необхідно регулювати частоту обертання, користуються двигунами електричними постійного струму й значно рідше в цих випадках застосовують більше дорогі й менш надійні колекторні двигуни електричні змінного токи. Потужність двигуна електричного від десятих часток Вт до десятків Мвт.

У синхронних машинах у сталих режимах частота обертання ротора щр рівняється частоті обертання поля щс. При щр = щс частота струму в роторі ѓ2 = 0. В обмотці збудження, звичайно розташованої на роторі, протікає постійний струм. Синхронні машини можуть працювати в режимах генератора, двигуна й синхронного компенсатора. Найпоширеніший режим роботи синхронних машин - генераторний. Майже вся електроенергія на Землі на електростанціях виробляється синхронними генераторами - турбо - і гідрогенераторами.

Синхронні двигуни застосовуються в електроприводах, де потрібна постійна частота обертання. Перевага синхронних двигунів перед асинхронними - можливість роботи з випереджальної cos ? або cos? = l, а також більша перевантажувальна здатність. Однак синхронні двигуни мають погані пускові властивості, і для живлення обмотки збудження потрібен постійний струм. Синхронні двигуни застосовуються в основному як потужні двигуни на потужності понад 600 кВт і як мікродвигуни на потужності до 1 кВт.

Синхронні машини знаходять застосування також як синхронні компенсатори - генераторів реактивної потужності. При паралельній роботі з мережею при пере порушенні синхронна машина видає в мережу реактивну потужність і є ємністю, а при не до порушенні стосовно мережі синхронна машина є індуктивністю й споживає з мережі реактивну потужність.

Синхронні компенсатори використовуються в енергосистемах як регульовані ємності або індуктивності.

У конструктивному виконанні синхронні машини діляться на явно - і не явно полюсні. Швидкохідні машини виконуються з не явно полюсним ротором, а тихохідні - з явно полюсним.

Найважливішою умовою правильної експлуатації електричних машин є своєчасне проведення планово-попереджувальних ремонтів і періодичних профілактичних випробувань.

Система планово-попереджувального ремонту передбачає технічне обслуговування, що поточний і капітальний ремонти, профілактичні й після ремонтні випробування. У зв'язку з більшою розмаїтістю електричних машин, що перебувають в експлуатації, неможливо дати повний перелік робіт з кожного із тридцятилітніх цієї системи (крім випробувань), тому обмежуються типовими обсягами робіт. Перед ремонтом проводяться випробування електричних машин для виявлення й наступного усунення дефектів.

При експлуатації й ремонті електричних машин і мереж людина може виявитися в сфері дії електричного поля або безпосереднім зіткненні із проводками, що перебувають під напругою, електричного струму. Вплив електричного струму на організм людини може з'явитися причиною завихрення, тобто може відбутися порушення його життєдіяльних функцій. Тому дуже важливо для електромонтера або іншого фахівця, що здійснює ремонт електричних машин дотримувати правил техніки безпеки.

Як у практиці електромашинобудування, так і в області теорії електричних машин, зроблено вже багато чого й досягнуті безсумнівні успіхи. Але не можна думати, що все основне вже зроблено й залишається тільки вивчати створене старшим поколінням електромеханіків.

До основної проблеми в області електромеханіки варто віднести створення електричних машин, що використовують нові нетрадиційні джерела енергії. Зараз близько 80% електроенергії виробляється на теплових електростанціях за рахунок спалювання органічного палива. Запаси нафти, газу й вугілля обмежені, і необхідно в найближчі роки значно зменшити частку органічного палива в паливному балансі країни. Електромеханічне перетворення енергії й у майбутньому буде основним в енергетику, тому створення електрогенераторів, що використовують нові джерела енергії, є особливою турботою фахівців в області електромеханіки.

Література

1. Вешеневський С.Н. Характеристики двигунів в електроприводі - К., 1997.

2. Гольдберг О.Д. Гурин Я.С. Проектування електричних машин. - К., 2001.

3. Іноземців Е.К. Ремонт і експлуатація електродвигуна з безпосереднім водяним охолодженням типу ЛВ - 8000/6000 УЗ - К., 1980

4. Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1984. - 375 с.

5. Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2002 - 757 с.

6. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк.; Логос; 2000. - 607 с.

7. Копылов И. П., Клокова Б. К. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./ Т. 1 и 2.-М.: Энергоатомиздат, 1988.-456 с:

8. Москаленко В.В.Довідник електромонтера 2005 р., - К., 2005

9. Столів Л.И., Афанасьєв А.Ю. Моментные двигуни постійного струму. - К.,1989

10. Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учебник для техникумов - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 672 с.

11. Электродвигатели и электрооборудование. Каталог. Ч1 - М.: ИКФ «Каталог», 1994.

12. Электродвигатели и электрооборудование. Каталог. Ч3 - М.: ИКФ «Каталог», 1996.

13. Защита и диагностика агрегатов электродвигателей: Диагностика и ремонт электротехнического оборудования //Главный энергетик. - 2004. - № 5. - С. 65-67

14. Заякин С. Частотный преобразователь в системах водоснабжения: Электротехническое оборудование //Оборудование: Рынок, предложение, цены. - 2005. - №1. - С. 63-65

15. Кимкетов М. Устройство защиты электродвигателя от перегрузки без оперативного питания //Главный энергетик. - 2005. - № 11. - С.26-27