Методика оценки температуры механической части двигателя.

Для начала опишем методы диагностирования, и ремонта механической части асинхронного электродвигателя.

Температура статорной обмотки в номинальном режиме работы не должна превышать 90 градусов. Температура измеряется в каждой фазе термосопротивлением Рt100. Перегрев двигателя может быть вызван несколькими причинами. В первую очередь при повышении температуры следует обратить на ток нагрузки двигателя, в случае если ток больше номинального, необходимо снизить нагрузку электродвигателя. В случае, если ток нагрузки не выше номинального следует замерить температуру поступающего в двигатель воздуха (должна быть не выше 50°С) и оценить загрязнённость вентиляционных каналов двигателя. При необходимости необходимо их очистить и промыть.

Местный нагрев, гудение, появление дыма может быть вызвано появление межвиткового КЗ в обмотке статора двигателя. При появлении указанных признаков и подозрения на появление межвиткового КЗ необходимо в первую очередь измерить сопротивление изоляции относительно корпуса, а также сопротивление фаз (предположительно мостом Уинстона, либо другим прибором). Если значения фазных сопротивлений разные, или мало сопротивление изоляции двигателя  необходимо разобрать и тщательно осмотреть. Если выявленная неисправность не может быть устранена, необходимо сдать в ремонт.

Максимальная температура подшипника не должна превышать 85°С. При превышении этого значения в первую очередь необходимо замерить уровень смазки, сорт и определить её качество. Если смазки недостаточно, необходимо её добавить, если же она загрязнена, то необходимо её полностью удалить, очистить подшипник, после чего наполнить подшипник заново смазкой.

При вскрытии крышки подшипника необходимо в первую очередь провести визуальный осмотр, на наличие явных неисправностей подшипника. При замена смазки не привела к уменьшению температуры необходимо замерить зазор в подшипнике. Зазор в подшипнике можно замерить методом подкладывания между подшипником и валом специальных проволок из мягкого материала. Зазор не должен превышать значения полученного по формуле: С = (D*1.5/1000) + 0.1, где D - диаметр вала в мм.

Также необходимо проверить сопрягаемые с подшипником детали, на наличие затирок и стираний. В большинстве случаев, повышенная вибрация машины вызвана выработки  валов приводного двигателя и генератора. Примерно 50% всех поломок машин и в первую очередь подшипников, вызваны перекосами валов. При несоосных валах возникает момент сил реакции, который приводит к повышенным нагрузкам на опоры и вызывает: износ подшипников; износ уплотнений; повышенное потребление энергии; увеличение уровня вибрации и шума; снижение работоспособности и надежности машин.

Известны следующие методы центровки:

- штангенциркулем или щупами — измерение радиальных и торцевых зазоров на полумуфтах:

- приспособлениями с индикаторами часового типа;

- приборами с бесконтактными датчиками биения вала;

- оптическими приборами;

- лазерными приборами.

Подшипник качения является самым распространенным и наиболее уязвимым элементом любого роторного механизма. Подшипники осуществляют пространственную фиксацию вращающихся роторов и воспринимают основную часть статических и динамических усилий, возникающих в механизме. Поэтому техническое состояние подшипников является важнейшей составляющей, определяющей работоспособность механизма в целом.

Для оценки технического состояния и диагностики подшипников качения в настоящее время широко используются следующие методы: ПИК- фактор, по спектру вибросигнала, по спектру огибающей, по методу ударных импульсов.

Для контроля за техническим состоянием подшипников по данному методу необходим анализатор спектра вибрации (виброанализатор). Метод базируется на анализе спектра вибрации — выявлении периодичности (частоты) появления амплитудным виброанализатором и по частотному составу спектра, можно идентифицировать возникновение и развитие дефектов подшипника. Каждому дефекту на элементах подшипника (тела качения, внутреннее и наружное кольцо, сепаратор) соответствуют свои частоты, которые зависят от кинематики подшипника и скорости его вращения. Наличие той или иной частотной составляющей в спектре сигнала говорит о возникновении соответствующего дефекта, а амплитуда этой составляющей — о глубине дефекта.

Рассмотрим подшипник с зарождающимся дефектом (сколом, трещиной и т.д.) на наружной обойме. При ударе тел качения о дефект возникают высокочастотные затухающие колебания, которые будут повторяться (модулироваться) с частотой равной частоте перекатывания тел качения по наружному кольну. Именно в этом модулирующем сигнале содержится информация о состоянии подшипника.

Витковые замыкания в обмотках роторов синхронных электродвигателей и генераторов вызывают вибрацию на частоте вращения и частоте действия электромагнитных сил (вторая сетевая— 100 Гц). Часто на опорах с момента пуска и до стабилизации теплового режима наблюдается постоянный рост вибрации на частоте вращения ротора, т.к. витковые замыкания из-за локального нагрева и прогиба ротора вызывают тепловой дисбаланс.

Для выявления витковых замыканий обмотки обычно проводятся измерения полного сопротивления обмотки статора при питании переменным напряжением 220В промышленной частоты при разных частотах вращения.

При отсутствии витковых КЗ с изменением частоты вращения полное сопротивление ротора изменяется плавно, без скачков. Здесь важным является сопоставление полученных зависимостей с ранее снятыми при тех же условиях. Уточнение места замыкания может быть произведено измерением сопротивления между каждой парой витков в пазу с помощью щупов (при наличии вентиляционных отверстий). Данный метод связан со значительными затратами времени и сложностью применения при критических частотах вращения ротора, что представляется наиболее важным при диагностике витковых повреждений.

Наличие витковых КЗ считается допустимым, если оно не приводит к изменению уровня вибраций из-за теплового не баланса. В противном случае двигатель  необходимо сдавать в ремонт.

При работе двигателя с повышенным шумом необходимо произвести диагностику подшипника, как описано в пункте проверить соединение двигателем, проверить задевание крылатки за корпус, если необходимо устранить.

Дисбаланс воздушного зазора между обмотками статора и ротора может вызывать повышенную вибрацию, и ухудшение состояния электрических характеристик двигателя и как результат укорачивание срока службы машины.

Дисбаланс может быть вызван ослабление крепёжных болтов, перекосом фундамента и проседанием подшипников. В этом случае воздушный зазор необходимо сделать равномерным. Для этого необходимо: приготовить специальный измерительный щуп; снять крышку генератора; измерения необходимо производить в 4-х местах, по вертикальной оси вверху и внизу, по горизонтальной слева и справа (при затруднённом доступе к машине допускается измерение в трёх точках, исключается нижний зазор); убедиться в том, что разность максимальных значений зазоров в разных точках не превышает 15% от среднего значения, если это не так необходимо производить центровку. Необходимо помнить, что при работе ротор машины немного приподнимется. Таким образом, воздушный зазор в верхней части должен быть на 0.1 мм больше чем в нижней.

 

 

Заключени е.

На основании материала, рассмотренного в данной дипломной работе о методике оценки температуры нагрева, обмотки возбуждения генератора в целях увеличения срока службы можно сделать вывод, что почти вся электрическая энергия потребляемой электрическими машинами. Электрические машины могут работать в двигательном режиме, преобразуя электрическую энергию в механическую.

Исследуемый асинхронный двигатель приводится в ПСЧ. Для нормальной работы необходимо характеристики асинхронного двигателя.

Анализ электроснабжения РЛВ имеющихся отключений электроэнергии показывает на необходимость использования резервных источников электропитания.

Главная задача эксплуатации электрооборудования при аварийном режиме — защитить асинхронного электродвигателя и сохранить электрооборудования в исправном состоянии в течение всего времени эксплуатации и обеспечивать его бесперебойную и экономичную работу.

Для выполнения этой задачи необходимо проводить плановое техническое обслуживание электрооборудования.

Тепловые испытания асинхронного двигателя проводились при работе  под нагрузкой до 1, 3 номинального значения. При этом для каждого значения тока нагрузки выдерживалось время, равное четырем значениям постоянной времени нагрева – 80мин. При отключенном двигателя измерялись значения сопротивления нагретой обмотки ротора методом амперметра-вольтметра и рассчитывались значения температуры обмотки.

Существующие методы измерения температуры охватывают широкий диапазон измерения температур. В электрических приборах для измерения температуры используется температурные зависимости электрического сопротивления 87 металлов, сплавов и полупроводников, электродвижущей силы термоэлектрических пар.

Чаще всего используются термосопротивления – это проводники и полу проводники с большим температурным коэффициентом сопротивления. На интенсивность теплообмена проводника со средой влияют температура окружающей среды, ее физические свойства, а также геометрические размеры арматуры, в которой крепится проводник. Особенностью метода измерения температуры обмотки ротора является то, что он является вращающейся частью электрической машины.

 Известные аналитические связи между параметрами синхронного генератора не позволяют определить напряжение у потребителя. На основе установленной аналитической зависимости между  пусковым током и номинальным током асинхронного электродвигателя.

Установленные аналитические зависимости температуры нагрева обмотки статора протекающим током позволяют определить максимальное значение тока для соответствующего класса нагревостойкости изоляции обмотки статора.

Установлено, что применение метода расчетов по тепловым схемам замещения позволяет определить мощность асинхронног двигателя следующим образом: по допустимой температуре класса нагревостойкости изоляции определяется максимальное значение тока обмотки ротора и по регулировочной характеристике – соответствующее значение тока обмотки статора, затем через напряжение рассчитывается мощность двигателя.

На основе сравнения расчетных и экспериментальных внешних характеристик электродвигателя установлена их адекватность, что подтверждает возможность использования предложенной методики расчета без проведения натурных испытаний. Расхождение расчетных и экспериментальных характеристик находится в пределах 5%.

В результате экспериментов по тепловым испытаниям установлено, что полученные значения температуры нагрева обмотки ротора практически не отличаются от расчетных; это подтверждает правильность разработанного метода определения мощности синхронного генератора.

 

5.Основная литература:

1. В.С. Попов и С. А. Николаев. «Электротехника» издат. «Энергия», 1966г;

2. Справочник по радиолокации. Под ред. Сколника. Т.4. - М.: “Мир”, 1983г;

3.Указания по обследованию военных электроустановок. Воениздат 1978г;

4. Прищеп. Л.Г. «Учебник сельского электрика». Агропромиздат. 1986г;

5. Справочник. В.С. Борисов, А.А. Васильков и др. Под ред. Шахнова - М.: Радио и связь, 1982;

6. Антипова. К.М. Бандуилова. И.Е. «Справочник по ремонту и техническому обслуживанию электрических сетей». Энергоатомиздат.1987г;

7. Справочник по устройствам цифровой обработки под ред. В.Н. Яковлева. - Киев: Техника, 1988.

8. Копылов, И. П. Электрические машины [Текст]: учебник для вузов /Копылов И. П. – 2-е изд., перераб. – М.: Высшая школа; Логос, 2000. – 607 с.

9. Вольдек, А. И. Электрические машины [Текст]: учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений Вольдек А. И. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Л.: Энергия, 1974. – 840 с.

10. Александров, Н. Н. Электрические машины и микромашины [Текст]

Александров Н. Н. – М.: Колос, 1983. – 384 с.

11. Брускин, Д. Э. Электрические машины и микромашины [Текст] Брускин Д. Э., Зорохович А. Е., Хвостов В. С. – М.: Высшая школа, 1971. – 432с.

12. Костенко, М. П. Электрические машины [Текст]. Ч. II Костенко М. П., Пиотровский Л. М. – М.-Л.: Энергия, 1965. – 704 с.

13. Казовский, Е. А. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока [Текст] Казовский Е. А. – М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1962. – 624 с.

14. Балагуров, В. А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока [Текст]: учеб. пособие для студентов ВУЗов Балагуров В.А. – М.: Высшая школа, 1982. – 272 с.

15. Бояр-Сазанович, С. П. Специальные применения асинхронных генераторов [Текст] С. П. Бояр-Сазанович Электроэнергетика.

 

⇐ Предыдущая234567891011

Поделиться: