De meest voorkomende storingen bij gelijkstroommachines

Borstelvonken van gelijkstroommachines.

Borstelboogvorming kan worden veroorzaakt door verschillende redenen waarvoor servicepersoneel het glijdende contactsysteem en de borstelapparatuur nauwlettend in de gaten moet houden. De belangrijkste van deze oorzaken zijn mechanisch (mechanische boog) en elektromagnetisch (elektromagnetische boog).

De mechanische oorzaken van vonken zijn onafhankelijk van de belasting. Borstelboogvorming kan worden verminderd door de borsteldruk te verhogen of te verlagen en, indien mogelijk, de omtreksnelheid te verlagen.

Met een mechanische vonk verspreiden groene vonken zich brandend over de hele breedte van de borstel verzamelaar niet natuurlijk, wanordelijk. Mechanisch vonken van de borstels wordt veroorzaakt door: plaatselijk of algemeen kloppen, krassen op het glijdende oppervlak van de collector, krassen, uitstekend mica, slechte groef van de collector (snijden van het mica tussen de collectorplaten), strak of loszitten van de borstels in de borstelhouders, de flexibiliteit van klemmen die borsteltrillingen, machinetrillingen, enz.

Elektromagnetische oorzaken van borstelvonken zijn moeilijker te identificeren.Vonken veroorzaakt door elektromagnetische verschijnselen variëren in verhouding tot de belasting en zijn weinig afhankelijk van de snelheid.

De elektromagnetische vonk is meestal blauw-wit. De vonken zijn bolvormig of in de vorm van druppels. De verbranding van de collectorplaten is natuurlijk, waardoor de oorzaak van de vonken kan worden achterhaald.

Als er een kortsluiting optreedt in de wikkeling en equalizers, is het solderen verbroken of treedt er een directe breuk op, zal de vonk ongelijkmatig zijn onder de borstels en zullen de verbrande platen zich langs de collector op een afstand van één pool bevinden.

Als de borstels onder de klemmen van de ene pool meer vonken dan onder de klemmen van de andere polen, betekent dit dat er een rotatie of kortsluiting was in de wikkelingen van individuele hoofd- of bijpolen; de borstels zijn niet correct geplaatst of ze zijn breder.

Bovendien kunnen er extra overtredingen worden waargenomen in DC-machines:

• verplaatsing van de kruiskop van de borstel vanuit neutraal veroorzaakt vonken en verhitting van de borstels en de collector;

• de vervorming van het glijvlak van de collector veroorzaakt trillingen en vonken van de borstels;

• de asymmetrie van het magnetische veld veroorzaakt een verlaging van de reactieve EMF-drempel, verslechtert het schakelvermogen van de machine, wat op zijn beurt vonken van de borstels veroorzaakt. Het magnetische veld van de machine is symmetrisch als de juiste cirkelafstand tussen de nokken van de hoofd- en hulppool strikt wordt nageleefd en de berekende spelingen onder de polen worden aangehouden.

Voor grote machines wordt de afstelling van elektromagnetische circuits uitgevoerd volgens de vonkvrije zone-methode.

Verhoogde opwarming van de gelijkstroommachine.

In een DC-machine zijn er verschillende warmtebronnen die alle elementen opwarmen.

Het concept van verhoogde opwarming van de isolatie omvat het overschrijden van de toegestane limiet van de warmteweerstandsklassen van de isolatie die in de elektrotechnische industrie wordt geaccepteerd.

In de praktijk van elektrotechnische fabrieken in ons land is een regel ingevoerd om een ​​zekere marge te creëren voor de warmteweerstand van de isolatie door werktemperaturen te nemen met een klasse lager dan de gebruikte isolatie.De meeste machines worden nu vervaardigd met klasse F thermische isolatie; dit betekent dat de toegestane temperatuurstijgingen voor de wikkelingen dezelfde moeten zijn als voor klasse B, d.w.z. ongeveer 80 ° C. Deze regel is ingevoerd vanwege de onbedoelde vernietiging van de isolatie van de wikkelingen van rolmachines als gevolg van hoge temperaturen.

Oververhitting van gelijkstroommachines kan verschillende oorzaken hebben.

Wanneer machines overbelast zijn, treedt algemene oververhitting op als gevolg van de warmte die wordt gegenereerd door de ankerwikkeling, extra polen, compenserende wikkeling en veldwikkeling. De belasting van grote machines wordt bewaakt door een ampèremeter en de verwarming van de wikkelingen wordt geregeld door apparaten die zijn aangesloten op sensoren die in verschillende geïsoleerde elementen van de machine zijn gemonteerd: ankerwikkeling, extra polen, compenserende wikkeling, bekrachtigingswikkeling. Voor bijzonder kritische motoren met grote cilinders die onder zware omstandigheden werken, worden in de controlekamer van de machinist en in de machinekamer signalen weergegeven die waarschuwen dat de temperatuur van de machine tot de grenswaarde is gestegen.

Oververhitting kan worden veroorzaakt door de hoge temperatuur van de ruimte waar de machines zijn geïnstalleerd.Dit kan te wijten zijn aan onvoldoende ventilatie in de machinekamer. Alle luchtkanalen moeten bruikbaar, schoon en verplaatsbaar zijn. De filters moeten systematisch gereinigd worden door de zeven door minerale olie te halen.

Luchtkoelers zitten soms verstopt met micro-organismen die de waterstroom belemmeren. Periodiek worden de luchtkoelers teruggespoeld.

Vuil (stof) dat de machine binnendringt, draagt ​​bij tot opwarming. De uitgevoerde studies van elektromotoren toonden dus aan dat kolenstof met een laag van 0,9 mm die op de wikkelingen valt, bijdraagt ​​aan een temperatuurstijging van 10 ° C.

Verstopping van de wikkelingen, ventilatiekanalen van actief staal, de buitenschaal van de machine is onaanvaardbaar, omdat dit thermische isolatie creëert en een verhoging van de temperatuur stimuleert.

Oververhitting van de ankerwikkeling van de gelijkstroommachine.

In het anker kan de grootste hoeveelheid warmte vrijkomen. De redenen kunnen verschillen.

Overbelasting van de gehele machine, inclusief het anker, zal opwarmen. Als de machine op lage snelheden werkt, maar is gemaakt als zelfventilerend, verslechteren de ventilatieomstandigheden en raakt het anker oververhit.

De collector, als een integraal onderdeel van het armatuur, helpt de machine op te warmen. De collectortemperatuur kan sterk stijgen onder de volgende omstandigheden:

• constante werking van de machine op maximaal vermogen;

• verkeerd geselecteerde borstels (harde, hoge wrijvingscoëfficiënt);

• in de machinekamer, waar de elektrische machines staan ​​opgesteld, is de luchtvochtigheid laag. In dit geval neemt de wrijvingscoëfficiënt van de borstels toe, de borstels versnellen en verwarmen de collector.

De vereiste om voldoende luchtvochtigheid in machinekamers te behouden, wordt gedicteerd door de noodzaak om te zorgen voor de aanwezigheid van een natte film tussen de borstel en het glijdende oppervlak van de collector als smeerelement.

Een ongelijkmatige luchtspleet kan een van de oorzaken zijn van oververhitting van de ankerwikkeling. Bij een ongelijkmatige luchtspleet in het deel van de ankerwikkeling wordt een emf geïnduceerd, waardoor egalisatiestromen in de wikkeling ontstaan. Met aanzienlijke oneffenheden van de openingen veroorzaken ze opwarming van de spoel en vonken van het borstelapparaat.

Vervorming van het magnetische veld van een DC-machine treedt, zoals opgemerkt, op vanwege de ongelijkheid van de luchtspleten onder de polen, en ook wanneer de wikkelingen van de hoofd- en hulppolen verkeerd zijn ingeschakeld, een rotatie van het circuit in de spoelen van de hoofdpolen, waardoor egalisatiestromen ontstaan, die opwarming van de spoel veroorzaken en vonken van de borstels bij de ene pool is sterker dan bij de andere.

In het geval van een spincircuit in de ankerwikkeling, kan de machine lange tijd niet werken, omdat door oververhitting het kortgesloten gedeelte en het actieve staal in het midden van de ontwikkeling van het spincircuit kunnen doorbranden.

Verontreiniging van de ankerwikkeling isoleert deze, belemmert de warmteafvoer van de wikkeling en draagt ​​daardoor bij aan oververhitting.

Generator demagnetisatie en magnetisatie omkering. Een parallel geëxciteerde gelijkstroomgenerator kan worden gedemagnetiseerd voordat deze voor het eerst wordt gestart na installatie.Een draaiende generator wordt gedemagnetiseerd als de borstels vanuit neutraal worden verplaatst in de draairichting van het anker.Dit vermindert de magnetische flux die wordt gegenereerd door de parallelle veldspoel.

Demagnetisatie en vervolgens omkering van de magnetisatie van de parallel geëxciteerde generator is mogelijk bij het starten van de machine, wanneer de magnetische flux van het anker de magnetisatie van de hoofdpolen omkeert en de polariteit verandert. excitatie spoel. Dit gebeurt wanneer de generator bij het opstarten op het net is aangesloten.

Het restmagnetisme en de polariteit van de generator worden hersteld door de excitatiespoel te magnetiseren vanuit een externe bron met verlaagde spanning.

Bij het starten van de motor neemt het toerental buitensporig toe. De belangrijkste fouten in DC-machines die ervoor zorgen dat de snelheid buitensporig toeneemt, zijn onder meer:

• gemengde excitatie - parallelle en serie excitatiewikkelingen zijn in tegengestelde richting verbonden. In dit geval is de resulterende magnetische flux bij het starten van de elektromotor klein. In dit geval zal de snelheid sterk toenemen, de motor kan overschakelen naar "anders". De opname van parallelle en seriewikkelingen moet worden gecoördineerd;

• gemengde opwinding — de borstels worden verschoven van neutraal naar roterend. Dit werkt op de demagnetisatie van de motor, de magnetische flux verzwakt, de snelheid neemt toe. Borstels moeten op neutraal worden gezet;

• seriële excitatie — onbelast starten van de motor is toegestaan. Het toerental van de motor zal opraken;

• in parallelwikkeling, draai circuit - het motortoerental neemt toe. Hoe meer windingen van de veldwikkeling dicht bij elkaar liggen, hoe kleiner de magnetische flux in het motorbekrachtigingssysteem zal zijn.Gesloten spoelen moeten worden teruggespoeld en vervangen.

Andere storingen zijn bijvoorbeeld ook mogelijk.

De borstels zijn verschoven van neutraal in de draairichting van de motor. De machine is gemagnetiseerd, dat wil zeggen, het magnetische veld neemt toe, het motortoerental neemt af. De kruiskop moet in neutraal worden gezet.

Open of sluit de ankerwikkeling kort. Het motortoerental wordt drastisch verminderd of het anker draait helemaal niet. Borstels glanzen helder. Er moet aan worden herinnerd dat als er een breuk in de wikkeling is, de collectorplaten na twee pooldelingen zullen doorbranden. Dit komt door het feit dat wanneer er op één plaats een breuk in de wikkeling is, de spanning en stroom onder de borstel verdubbelt wanneer het circuit wordt verbroken. Als er op twee plaatsen ernaast een breuk is, worden de spanning en stroom onder de borstel verdrievoudigd, enz. Zo'n machine moet onmiddellijk worden gestopt voor reparatie, anders wordt de collector beschadigd.

De motor "schommelt" wanneer de magnetische flux in de veldspoel wordt verzwakt. De motor werkt stil tot een bepaalde snelheid, en wanneer de snelheid toeneemt (binnen de paspoortgegevens) als gevolg van de verzwakking van het veld in de excitatiespoel, begint de motor sterk te "pompen", dat wil zeggen, er zijn sterke fluctuaties in stroom en snelheid. In dit geval is een van de volgende storingen mogelijk:

• de borstels zijn verschoven van neutraal naar de draairichting. Dit verhoogt, zoals hierboven vermeld, de rotatiesnelheid van het anker.De verzwakte flux van de excitatiespoel wordt beïnvloed door de reactie van het anker, in dit geval is er een toename en vervolgens een verzwakking van de magnetische flux, en dienovereenkomstig verandert de rotatiefrequentie van het anker in de "swing" -modus;

• bij gemengde excitatie wordt de seriewikkeling antiparallel ingeschakeld, waardoor de magnetische flux van de machine wordt verzwakt, de rotatiesnelheid hoog is en het anker in de "swing" -modus komt.

Voor de machine van 5000 kW zijn de spelingen van de hoofdstijlen ten opzichte van de fabrieksvorm gewijzigd van 7 naar 4,5 mm. Het gebruikte maximale toerental is 75% van het nominale, daarna neemt na enkele jaren de rotatiefrequentie toe tot 90-95% ten opzichte van het nominale, waardoor het anker sterk gaat "slingeren" qua stroom en rotatie frequentie.

Het is alleen mogelijk om de normale positie van een grote machine te herstellen door de luchtspleet onder de hoofdstijlen te herstellen, afhankelijk van de vorm, van 4,5 mm tot 7 mm. Elke machine, vooral een grote, mag niet "zwaaien".