Принцип действия асинхронных двигателей

 Низкий коэффициент мощности  асинхронного двигателя объясняется  большим потреблением реактивной  мощности, которая необходима для  возбуждения магнитного поля. Магнитный  поток в асинхронном двигателе  встречает на своем пути воздушный  зазор между статором и ротором, который в большей степени  увеличивает магнитное сопротивление, а следовательно, и потребляемую  двигателем мощность. 

 В целях повышения коэффициента  мощности асинхронных двигателей  воздушный зазор стремятся делать  возможно меньшим, доводя его  у малых двигателей (порядка 2-5кВт) до 0,3мм. В двигателях большой  мощности воздушный зазор приходится  увеличивать по конструктивным  соображениям, но все же он  не превышает 2-2,5мм. 

 Вал ротора вращается в  подшипниках, которые укреплены  в боковых щитах, называемых подшипниковыми  щитами. Главным образом это подшипники  качения и только в машинах  большой мощности иногда используются  подшипники скольжения.  

 Подшипниковые щиты прикрепляют  болтами к корпусу статора. В  корпус запрессовывают сердечник  статора.                        

    Техника безопасности. 

 Блоки и отдельные панели  щитов, а также силовые шкафы  следует перевозить на автомашинах  в вертикальном положении с  закреплением растяжками и упорами. При перемещении шкафов и щитов  по прочному полу или настилу  необходимо пользоваться рожковыми  ломами. 

 Страховку груза при подъеме  производят стропами - короткими  кусками цепи или стального  каната, снабженного крюками, петлями.  

 Устанавливать на место монтажа  щиты, шкафы и пусковые ящики  массой более 196Н (20 килограмм) следует  не менее чем двум рабочим. 

 При установке конструкций, закрепляемых в стенах, потолках  или полах с помощью цементного  раствора, нельзя удалять поддерживающие  детали до полного затвердения  раствора. 

 При наличии кабельных каналов  сзади или спереди щита на  время его монтажа необходимо  закрыть их плитами или досками  толщиной не менее 50 миллиметров.  

 Собранные блоки панелей  до их постоянного закрепления  необходимо временно скрепить  между собой и ближайшей стеной.  

 При установке и регулировке  аппаратов щита, имеющих движущиеся  части на обратной стороне  панели, необходимо принять меры  для безопасности работающих  сзади щита. 

 Работы по установке электродвигателей  на фундаменты следует выполнять  в рукавицах. 

 Электродвигатели массой до 50 килограмм на низкие фундаменты  можно установить вручную, но  не менее, чем двумя рабочими. 

 Запрещается проверять пальцами  совмещение отверстий в собираемых  панелях щитов или полумуфтах (для этой цели использую специальные  шаблоны). 

 Запрещается перемещение, и  установка щитов без принятия  мер, предупреждающих их опрокидывание.  

 При затяжке болтовых соединений  полумуфт запрещается : пользоваться  вместо гаечных ключей каким-либо  другим инструментом ; удлинять гаечные  ключи другими ключами, отрезками  труб и так далее ; пользоваться  неисправными гаечными ключами  или ключами несоответствующих  размеров. 

 Перед пробным пуском электродвигателя  необходимо проверить: крепление  фундаментных блоков и прочих  элементов оборудования; отсутствие  посторонних предметов внутри  или вблизи оборудования; наличие  защитного заземления.                                                 

 

 

                                                                  

  Литература. 

1.Китаев Е. В. Электротехника с  основами промышленной электроники. - М.: Высшая школа, 1980.  

2.Токарев Б.Ф. Электрические машины  – М.:Энергоатаниздат, 1989.  

3.Гусев Н.Н., Мельцер Б.Н. Устройство  и монтаж электрооборудования.-Мн.: Высшая школа,1979.   

4.Дьяков В.И. Типовые расчеты  по электрооборудованию:- М.: высшая  школа, 1991.                   

   Схемы пуска асинхронного двигателя.  

 Существует множество схем  пуска асинхронного двигателя. Можно  двигатель включить по средствам  прямого пуска, то есть с помощью  рубильника или автоматического  выключателя. Также асинхронный  двигатель можно включить с  помощью различной коммутационной  аппаратуры, то есть через контактор, магнитный пускатель, и так далее.  

 На рисунке 1 изображена электрическая  система пуска асинхронного двигателя  через магнитный пускатель, автоматический  выключатель и кнопку управления.  

 Принцип работы схемы следующий: включаем автоматический выключатель QF, тем самым подавая напряжение  на схему. Нажимаем кнопку SBC,то  есть кнопку «пуск». При этом  запитается катушка магнитного  пускателя КМ, магнитный пускатель  включается, при этом его силовые  контакты замкнутся, замкнется так  же его вспомогательный замыкающий  контакт, шунтирующий кнопку «пуск». Кнопку «пуск» можно отпустить. Как только силовые контакты  магнитного пускателя замкнулись, включается двигатель М и начинает  работать в заданном режиме. 

 Для отключения двигателя  необходимо нажать кнопку SBT, КНОПКУ  «СТОП». При этом мы размыкаем  цепь катушки магнитного пускателя  КМ. Магнитный пускатель КМ отключится, разомкнуться его силовые контакты, разомкнется вспомогательный замыкающий  контакт КМ, и при этом двигатель  М отключиться. 

 Существуют схемы пуска асинхронного  двигателя, в которых необходим  реверс, то есть изменение направления  вращения ротора двигателя. На  рисунке 2 показана схема включения  асинхронного двигателя с помощью  реверсивного магнитного пускателя.  

 Реверс мы получаем, изменяя  порядок чередования фаз на  двигателе или магнитном пускателе.           

 

 

         Межремонтное обслуживание электродвигателей. 

 Межремонтное обслуживание  обязательно для электрических  машин, находящихся в эксплуатации. В порядке производственно- технического  обслуживания осуществляют надзор  за нагрузкой и вибрацией электродвигателей, температурой их подшипников, контроль  за температурой входящего и  выходящего воздуха в замкнутых  системах вентиляции, проверку отсутствия  ненормальных шумов и искрения  под щетками, уход за подшипниками  и контроль количества смазки. Перечисленные операции проводит  дежурный персонал цеха. Этот  же персонал ежемесячно выполняет  наружный осмотр и чистку электродвигателей  и аппаратуры от пыли и загрязнений.  

 Переодические осмотры электродвигателей  проводят по графику, установленному  главным энергетиком. Целью осмотров  является определение технического  состояния электродвигателя и  выявление объема работ, которые  должны быть выполнены при  очередном ремонте. Кроме того  при осмотре проводят уход  за подшипниками, коллекторами, кольцами, щетками и мелкий ремонт без  разборки машин.  

 Мелкий ремонт и устранение  незначительных неисправностей  электродвигателей проводят во  время плановых перерывов в  работе технологического оборудования (в обеденные перерывы, нерабочие  смены, выходные дни). К этим работам, выполняемым оперативно-ремонтным  персоналом цеха, относится подтяжка  резьбовых крепежных соединений  и соединительных муфт, затяжка  разъемных контактных соединений  и фундаментных болтов, регулировка  защиты и аппаратов управления, регулировка положения траверс, уход за коллекторами, кольцами  и щеточными устройствами.  

 Кроме указанных работ дежурный  персонал цеха осуществляет постоянный  контроль за состоянием изоляции  и исправностью заземляющих устройств  электроприводов, ведет надзор за  соблюдением правил технической  эксплуатации электродвигателей  и правил электробезопасности  труда мотористов производственных  механизмов и технологического  персонала цеха, а также принимает  участие в приемо-сдаточных испытаниях  электродвигателей и их систем  управления и защиты после  монтажа, ремонта и наладки.  

 Перед включением электрической  машины в работу дежурный электромонтер  убеждается в отсутствии посторонних  предметов на машине или внутри  ее, проверяет состояние контактных  колец или коллектора, положение  рукоятки пускового реостата, которая  должна быть в положении «Пуск». В небольших машинах провертывают  ротор вручную. Устройства защиты, автоматического пуска и остановки, имеющиеся в схеме блокировки  и управления, провертывают и  регулируют в соответствии с  инструкцией, утвержденной главным  энергетиком предприятия. 

  Подготовка электрических машин к пуску после их ремонта проводится силами заводской электролаборатории в присутствии дежурного электромонтера. При наличии на подшипниках электрической машины указателя уровня масла в подшипниках, проверяют наличие и нормальный уровень масла.  

 После пуска электрической  машины контролируют нагрев корпуса  машины и подшипников, вибрацию, шум и гудение, искрение на  коллекторе, биение ременной передачи  или соединительной муфты с  механизмом.  

 Аварийная остановка работающей  электрической машины производится  в следующих случаях: при несчастном  случае, когда требуется остановка  машины, при появлении дыма или  огня из машины или пускорегулирующей  аппаратуры, при поломке приводимого  механизма, при сильной вибрации, угрожающей целостности машины, при чрезмерном нагреве машины  с заметным снижением частоты  вращения.                                     

 

 

                    Неисправности электродвигателей.   

 Неисправности электродвигателей  возникают в результате износа  деталей и старения материалов, а также при нарушении правил  технической эксплуатации. Причины  возникновения неисправности и  повреждений электродвигателей  различны. Нередко одни и те  же неисправности вызываются  действиями различных причин, а  иногда – и совместными их  действием. Успех ремонта во многом  зависит от правильного установления  причин всех неисправностей и  повреждений поступающего в ремонт  электродвигателя.  

 Повреждения электродвигателей  по месту их возникновения  и характеру происхождения делят  на электрические и механические. К электрическим

Относят повреждение или токопроводящих частей обмоток, коллекторов, контактных колец и листов сердечников. Механическими повреждениями считают ослабление крепежных соединительных резьб, посадок,  нарушения формы и поверхности деталей, перекосы и поломки. Повреждения обычно имеют очевидные признаки или легко устанавливаются измерениями.   

 

 

   Неисправности электрических  двигателей и возможные причины  их возникновения.

Признаки неисправности	Причины неисправности	Способ ремонта
Электродвигатели            Двигатель при включении в сеть не развивает нормальной частоты вращения, издает не нормальный шум, при проворачивание вала от руки  работает неравномерно    Ротор двигателя не  вращается, сильно гудит, быстро  нагревается до вышедопустимых  температур                          Двигатель сильно гудит (особенно при пуске), ротор вращается медленно и работает устойчиво    Двигатель устойчиво работает при номинальной нагрузке на валу, с частотой вращения, меньше номинальной, ток в одной фазе статора увеличен     При работе электродвигателя  на холостом ходу наблюдаются  местные перегревы активной стали  статора  Перегрев обмотки статора в отдельных местах при несимметрии токов в фазах; двигатель гудит и не развивает номинального момента  Равномерный перегрев всего электродвигателя  Перегрев подшипников скольжения с кольцевой смазкой   Перегрев подшипника  качения, сопровождающийся ненормальным  шумом   Стук в подшипнике  скольжения    Стук в подшипнике  качения   Повышение вибрации  при работе       Электродвигатели  Якорь машины не вращается под нагрузкой; если вал развернуть усилием извне, двигатель идет в «разнос»   Частота вращения якоря  меньше или больше номинальной  при нормальных значениях напряжения  сети и тока возбуждения   Щетки одного знака  искрят сильнее щеток другого  знака    Щетки искрят; образуется  почернение пластин коллектора, расположенных на определенном  расстоянии друг от друга; после  чистки чернеют те же пластины    Чернеют каждая вторая-третья  пластины коллектора   При нормальном нагреве  двигателя и совершенно исправных  щеточном аппарате и поверхности  коллектора щетки искрят         Повышенное искрение щеток от вибрации, перегрев коллектора и щеток, потемнение большей части коллектора      При вращении якоря двигателя в разных направлениях щетки искрят с различной интенсивностью   Повышенное искрение щеток на коллекторе	переменного  Возможен обрыв фазы при соединении обмоток статора звездой или двух фаз при соединении треугольником     Обрыв фазы обмотки  Обрыв в фазе ротора    Обрыв в одной фазе статора при соединении обмоток треугольником  Замкнуты между собой листы сердечника статора из-за порчи межлистовой изоляции или выгорания зубцов при повреждениях обмотки                                     Витковое замыкание одной фазы в обмотке статора; межфазное замыкание в обмотках статора      Неисправен вентилятор (система вентиляции)    Одностороннее притяжение роторов из-за чрезмерной выработки вкладыша; плохое прилегание вала к вкладышу    Загрязнение смазки, чрезмерный  износ тел качения и дорожек; неточная центровка валов в  агрегате  Большой износ вкладыша    Разрушение дорожек или тел качения   Нарушение балансировки  ротора шкивами или муфтами; неточная  центрова валов агрегата; перекос  соединительных полумуфт                 постоянного  Обрыв или плохой контакт в цепи возбуждения; короткие или межвитковые замыкания в обмотке независимого возбуждения   Щетки сдвинуты с нейтрали соответственно в направлении вращения или против направления вращения вала      Неодинаковы расстояния между рядами щеток по окружности коллектора; межвитковые замыкания в обмотках одного из главных или добавочных полюсов   Плохой контакт или  короткое замыкание в обмотке  якоря; обрыв в катушке, присоединенной  к почерневшим пластинам   Ослабла прессовка  коллектора или выступает миканит  дорожек изоляции  Недопустимый износ коллектора   Выступают дорожки изоляции коллектора; коллектор «бьет»   Щетки смещены с  централи  Недостаточное прилегание щеток к коллектору; дефект рабочей поверхности щеток; неодинаковое давление щеток на коллектор; заклинивание щеток в обоймах щеткодержателя	тока  Наиболее вероятное место повреждения – межкатушечные соединения или окисления контактных поверхностей замыкающих колец (у двигателей с фазным ротором). Производят ремонт соединения, зачистку контактов, ремонт обмотки     То же   «          »  «          »    Удалить заусеницы, обработав  места замыкания острым напильником, разъединить листы и покрыть  их лаком. При  сильном выгорании листов – вырубить поврежденные места, между листами проложить тонкий электрокартон и пролакировать  Найти место повреждения обмотки и устранить замыкание. В случае необходимости – перемотать поврежденную часть обмотки      Снять защитный кожух и отремонтировать вентилятор   Перезалить подшипники  скольжения   Удалить старую смазку, промыть подшипник и заложить  новую смазку. Заменить подшипник  качения. Проверить установку подшипников  и центровку машины с агрегатом    Пережалить подшипник     Заменить подшипник  Дополнительно отбалансировать ротор, шкивы или полумуфты; произвести центровку двигателя и машины; снять и вновь правильно установить полумуфту    Найти место обрыва  или плохого контакта и исправить  повреждение             тока            Чаще всего неисправность  бывает в регуляторе возбуждения    Установить щетки коллектора  на нейтраль  Обрыв чаще происходит в катушке, находящейся между почерневшими пластинами коллектора. Найти место повреждения и отремонтировать   Проверить пайку всех  соединений между обмоткой якоря  и почерневшими пластинами коллектора. Обнаруженные неисправности соединения  – пропаять        Затянуть пластины  коллектора и проточить его  поверхность         Двигатель капитально ремонтируют или заменяют на новый      Проточить и прошлифовать  коллектор   Проверить положение  щеток и установить их по  заводским меткам, расположенным  на траверсе   Проверить и при  необходимости укоротить нажимную  пружину щеткодержателей или  заменить их новой.   Отшлифовать поверхности  щеток. Установить щетки в соответствии  с рекомендациями завода-изготовителя, применив щетки одной марки