I malfunzionamenti e le riparazioni più comuni delle macchine sincrone

Aumento del riscaldamento dell'acciaio attivo dello statore. Il riscaldamento dell'acciaio attivo dello statore può verificarsi a causa del sovraccarico della macchina sincrona, nonché del cortocircuito nei fogli di carica del nucleo con una debole pressatura in fabbrica. Con una leggera compressione del nucleo, il micromovimento dei fogli di carica avviene con una frequenza di inversione della magnetizzazione di 100 Hz / s, nonché con una maggiore vibrazione dell'acciaio attivo.

Nel processo di vibrazione dell'acciaio attivo, si verifica l'usura dell'isolamento del foglio. I fogli con isolamento danneggiato sono in contatto tra loro e nel risultante pacchetto di acciaio non isolato correnti parassite riscaldare il nucleo. In questo caso, può verificarsi un cortocircuito prolungato attraverso l'intero foro dello statore o un arresto locale.

A seconda dell'area di cortocircuito nei fogli, può verificarsi il cosiddetto. "Fuoco nel ferro", che surriscalda notevolmente l'isolamento e ne provoca il danneggiamento. Questo fenomeno è pericoloso nelle grandi macchine sincrone, in particolare nei generatori a turbina.

Sbarazzati di un fenomeno così pericoloso nell'acciaio attivo come segue:

• grande macchine sincrone dispongono di misuratori di corrente e potenza (amperometri e wattmetri) in modo che il livello di carico sia facilmente monitorato e le misure di riduzione del carico possano essere prese rapidamente. Il riscaldamento dell'avvolgimento e dell'acciaio attivo è controllato da termocoppie integrate nello statore per misurare la temperatura dell'avvolgimento e del nucleo;

• nel caso di un cortocircuito dell'acciaio attivo, soprattutto di natura locale, questo fenomeno viene rilevato in una macchina funzionante solo ad orecchio. Si verifica una vibrazione pruriginosa e si sente approssimativamente nello statore dove è racchiuso l'acciaio attivo. Per eliminare questo fenomeno, la macchina deve essere smontata. Solitamente i motori sincroni di grandi dimensioni sono realizzati con alberi estesi, il che consente di rimuovere gli scudi e spostare lo statore dove è possibile lavorare.

Quindi, per sigillare l'acciaio, vengono inseriti nei denti cunei di textolite imbrattati con una delle vernici adesive (n. 88, ML-92, ecc.). Prima che i denti vengano inseriti, l'acciaio attivo viene accuratamente soffiato con aria compressa secca.

Se per qualche motivo si verifica un cortocircuito e lo scioglimento del ferro nei denti, le aree danneggiate vengono accuratamente ritagliate, pulite, la vernice essiccata all'aria viene versata tra i fogli e i fogli vengono incuneati. Se dopo questo la vibrazione del prurito non scompare, l'incuneamento dovrebbe essere ripetuto fino a quando la vibrazione dell'acciaio attivo non scompare completamente.

Nelle grandi macchine ad alta tensione, la qualità della riparazione e del rivestimento dei fogli viene controllata con il metodo dell'induzione.

Surriscaldamento dell'avvolgimento dello statore.La causa più comune di surriscaldamento locale degli avvolgimenti dello statore delle macchine sincrone sono i cortocircuiti per giro. Se si verifica un guasto alla rotazione dell'avvolgimento statorico misto bitume, la macchina si spegnerà con la massima protezione per aumento di corrente nella fase guasta. Nella posizione del circuito di svolta, il bitume si scioglierà, scorrerà tra le spire e le isolerà. Circa 30-40 minuti dopo che il bitume si è indurito, la macchina sincrona dovrebbe essere avviata. L'esperienza a lungo termine conferma il risultato favorevole della procedura descritta per la rimozione del danno alla bobina.

Tuttavia, tale ripristino dell'isolamento dello statore non può essere considerato affidabile, sebbene l'isolamento ripristinato possa funzionare in modo affidabile per lungo tempo fino a quando il motore non viene arrestato per riparazioni regolari.

Negli avvolgimenti di statore delle macchine sincrone sono possibili guasti simili ai guasti negli avvolgimenti dei motori asincroni, come la sovracorrente al calo della tensione di rete. In questo caso è necessario aumentare la tensione di rete a quella nominale.

Surriscaldamento della bobina di eccitazione. A differenza dell'avvolgimento statorico delle macchine sincrone, gli avvolgimenti di campo sono alimentati con corrente continua. Variando la corrente di eccitazione in una macchina sincrona, è possibile regolare il fattore di potenza. La corrente di eccitazione è regolata entro i valori nominali per ogni tipo di macchina sincrona.

All'aumentare della corrente di campo, aumenta la capacità di sovraccarico dei motori sincroni, il fattore di potenza migliora grazie alle elevate capacità di compensazione di tali macchine e aumenta il livello di tensione nell'area del loro funzionamento.Tuttavia, all'aumentare della corrente nell'avvolgimento di campo, aumenta il riscaldamento di quell'avvolgimento e aumenta anche la corrente nell'avvolgimento dello statore. Pertanto, la corrente di avvolgimento di campo è regolata a un livello tale che la corrente di avvolgimento dello statore diventi minima, il fattore di potenza sia uguale all'unità e la corrente di campo rientri nel valore nominale.

Quando il circuito della bobina di campo è chiuso, la temperatura della bobina aumenta, il surriscaldamento potrebbe essere inaccettabile; si verifica la vibrazione del rotore, che può essere più forte, la maggior parte delle spire della bobina sono chiuse.

La possibilità di un cortocircuito nell'avvolgimento di campo è spiegata come segue. Come risultato dell'essiccazione e del restringimento dell'isolamento delle bobine dei poli, si verifica il movimento delle bobine, in relazione a ciò, l'isolamento dell'alloggiamento e il turno si consumano, il che a sua volta crea le condizioni per il verificarsi di un cortocircuito tra le spire e sulla scatola del polo.

Guasto dell'avvolgimento di campo durante l'avvio di motori sincroni. A volte c'è una rottura dell'isolamento dell'avvolgimento di eccitazione dei motori sincroni al momento iniziale dell'avviamento. Quando l'avvolgimento di campo è chiuso alla custodia, il funzionamento del motore sincrono è inammissibile.

Per comprendere le cause dei malfunzionamenti nel processo di avviamento dei motori sincroni, è necessario conoscerne la struttura.

Lo statore e gli avvolgimenti di un motore sincrono sono simili nella costruzione allo statore di un motore asincrono. Il motore sincrono differisce dal design del rotore a induzione.

Il rotore di un motore sincrono con una velocità di rotazione fino a 1500 giri/min ha un polo convesso, cioè i poli sono rinforzati su una stella del rotore (bordo). I rotori delle macchine ad alta velocità sono realizzati implicitamente. Nei pali, nei fori stampati vengono inserite le aste di rame o ottone dell'avvolgimento di partenza. Le bobine con avvolgimenti di campo collegati in serie tra loro sono montate sui poli (sopra l'isolamento dell'involucro).

Normalmente, un motore sincrono con una bobina di avviamento viene avviato in modalità asincrona. Se l'avvolgimento di eccitazione di un motore sincrono è cieco collegato all'eccitatore, allora il circuito intermedio apparato eccitante non necessariamente; la macchina viene portata in sincronismo essendo eccitata da un'eccitatrice permanentemente collegata all'avvolgimento di campo.

Tuttavia, esistono schemi, specialmente nelle macchine di grandi dimensioni, quando l'eccitazione viene fornita da un'eccitatrice installata separatamente tramite un dispositivo di commutazione-contattore, solitamente a tre poli. Tale contattore ha la seguente cinematica: due poli con contatti normalmente aperti e il terzo con un contatto normalmente chiuso. Quando il teleruttore è acceso, un contatto normalmente chiuso si apre solo quando si chiudono i contatti normalmente aperti, e viceversa si aprono quando si chiude il contatto normalmente chiuso. Quando si regolano i contatti, è necessario osservare rigorosamente l'ordine della loro chiusura e apertura.

Tali richieste sul contattore di alimentazione di campo sono dovute al fatto che se, all'avvio del motore, il contatto normalmente aperto del contattore, attraverso il quale l'avvolgimento di campo è chiuso alla resistenza, risulta essere aperto, l'isolamento delle bobine sarà danneggiato sull'alloggiamento. Questo è spiegato come segue.

Al momento dell'accensione il rotore è fermo e la macchina è un trasformatore, il cui avvolgimento secondario è un avvolgimento di eccitazione, ai capi del quale una tensione, proporzionale al numero di spire, può raggiungere diverse migliaia di volt e rompersi attraverso l'isolamento dell'involucro. In questo caso, l'auto viene smantellata.

Se il motore sincrono è realizzato con un albero esteso, lo statore viene spostato, il polo danneggiato viene rimosso e l'isolamento dell'involucro danneggiato viene riparato. Il palo viene quindi installato in posizione, dopodiché viene verificata la resistenza di isolamento all'alloggiamento con un megaohmmetro; l'assenza di cortocircuito di una spira nel resto dell'avvolgimento di eccitazione applicando una tensione alternata ai collettori rotanti. In caso di cortocircuito in curva, questa parte dell'avvolgimento si surriscalda. Il cortocircuito può essere facilmente individuato.

Difetti nel gruppo spazzole e negli anelli collettori. Durante il funzionamento dei motori sincroni, si verificano malfunzionamenti nel dispositivo della spazzola e degli anelli collettori per vari motivi. I principali sono i seguenti.

L'usura intensa dell'anello al polo negativo è dovuta al trasferimento di particelle metalliche alla spazzola. Quando l'anello scorrevole si consuma, sulla sua superficie compaiono profonde scanalature; le spazzole si consumano rapidamente; non è possibile posizionare correttamente la nuova spazzola sull'anello durante la sostituzione. Per limitare l'usura dell'anello è opportuno invertire la polarità (ovvero invertire il collegamento del cavo alla corsa del portaspazzole) con cadenza trimestrale.

A seguito di fenomeni elettrochimici sotto l'azione di una corrente proveniente da una coppia galvanica, quando la spazzola tocca un anello fermo in un'atmosfera umida, sulla superficie degli anelli compaiono punti ruvidi, a seguito dei quali durante il funzionamento della macchina , le spazzole si attivano intensamente e scintillano . Rimozione: levigare e lucidare gli anelli.

Per evitare macchie sulla superficie degli anelli in futuro, sotto le spazzole viene posizionata una guarnizione in cartone pressato (durante il parcheggio a lungo termine della macchina).

Dall'ispezione dell'apparato delle spazzole, risulta che alcune delle spazzole nelle staffe del portaspazzole si serrano senza toccare gli anelli collettori e non sono innestate. Le spazzole che rimangono in funzione, sovraccariche, scintillano e si riscaldano, cioè si consumano intensamente. Una possibile causa potrebbe essere la seguente: le spazzole sono posizionate saldamente nei supporti dei portaspazzole, senza tolleranze; contaminazione, inceppamento delle spazzole, che si bloccano nelle clip; debole pressione sulle spazzole; scarsa ventilazione dell'apparato pennello; sono installate spazzole con elevata durezza e alto coefficiente di attrito.

Dispositivi di protezione: le spazzole devono essere conformi alle raccomandazioni del produttore della macchina; le nuove spazzole dovrebbero inserirsi nel supporto dei portaspazzole con uno spazio di 0,15-0,3 mm; la pressione sulla spazzola è regolata nell'intervallo 0,0175-0,02 MPa / cm2 (175-200 g / cm2) con una differenza di pressione consentita entro il 10%; l'apparato a spazzola, l'isolamento degli anelli deve essere mantenuto pulito soffiando periodicamente con aria compressa secca; l'eccentricità consentita della superficie dell'anello di scorrimento deve essere compresa tra 0,03 e 0,05 mm.

Difetti nella gabbia di avviamento del rotore.

La gabbia di avviamento del rotore (avvolgimento) (simile alla gabbia di scoiattolo dei motori asincroni) è parte integrante dei motori sincroni ed è progettata per avviarli in modalità asincrona.

La cella di avviamento è in modalità di avviamento difficile, viene riscaldata a una temperatura di 250 ° C. Quando la velocità di rotazione raggiunge il 95% pn, viene fornita corrente continua alla bobina di eccitazione, il rotore è completamente sincronizzato con il pavimento rotante del statore e la frequenza di rete, in questo caso la corrente nella cella di avviamento scende a 0. Pertanto, durante l'accelerazione del rotore del motore sincrono nella cella di avviamento, oltre alla temperatura sopra indicata, si generano forze elettrodinamiche e centrifughe che deformare le sbarre di una cella e le loro connessioni in cortocircuito unite ad anelli.

In alcuni casi, ad un attento esame delle celle source, si riscontrano rotture di stelo, complete o iniziali, distruzione degli anelli in cortocircuito. Tale danno alla cella di avviamento influisce negativamente sull'avviamento del motore, che è completamente impossibile da avviare o non aumenta alla velocità nominale. In questo caso, la corrente attraverso tutte e tre le fasi è la stessa.

I malfunzionamenti nella cella di partenza vengono eliminati mediante saldatura. Tutti i punti di saldatura devono essere controllati attentamente, sul lato opposto del bus di collegamento, controllare la qualità della saldatura delle aste utilizzando uno specchio. Quindi pulire accuratamente e saldare eventuali danni.