2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое нейтраль в двигателе постоянного тока

способ определения установки щеток двигателя постоянного тока на нейтрали

Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Сущность изобретения: вращают двигатель на холостом ходу в противоположных направлениях, измеряют электромеханическую постоянную времени двигателя в обоих случаях, сравнивают результаты измерения и по разности измеряемых параметров, не превышающей 5% предельно допустимой нормы, судят о правильности установки щеток на нейтрали. 2 ил.

Формула изобретения

Способ определения установки щеток двигателя постоянного тока на нейтрали, заключающийся во вращении двигателя на холостом ходу в противоположных направлениях, в измерении контролируемого параметра и в суждении о точности установки щеток на нейтрали по разности контролируемого параметра при вращении двигателя в противоположных направлениях, отличающийся тем, что в качестве контролируемого параметра выбирают электромеханическую постоянную времени двигателя, измерение параметров осуществляют в режиме пуска, а о точности установки щеток на нейтрали судят по разности величин электромеханических постоянных времени реверсируемого двигателя, не превышающей 5% предельно допустимой нормы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет контролировать установку щеток двигателя постоянного тока на нейтрали.

Важнейшим фактором, влияющим на режим работы двигателя постоянного тока, является точная установка щеток на нейтрали. Щетки размещаются в щеткодержателях, которые укрепляются на торцовых частях составов двигателей. Например, такое закрепление щеткодержателей на остове выполняется у тяговых двигателей электроподвижного состава, имеющих малое число полюсов (не более четырех). При большем числе полюсов щеткодержатели размещают на поворотной траверсе, выполненной в виде зубчатого венца и позволяющей перемещать их с помощью легкодоступного регулируемого узла, состоящего из съемного маховичка и зубчатого колеса. К точности ее установки предъявляют повышенные требования. Известно, что смещение щеток с нейтрали значительно ухудшает условия работы тяговых двигателей, что проявляется в нарушении нормальной коммутации, расхождении скоростных характеристик и повышенном износе щеток и коллектора.

Правильную установку щеток оценивают различными способами, в которых предусматриваются контроль и измерение таких параметров как ЭДС, ток, частота вращения якоря двигателя.

Известен способ установки щеток двигателя постоянного тока, в котором двигатель устанавливают на стенде с подключением к нему нагрузки и вращением его в произвольном направлении [1] На двигатель подают напряжение и ток номинального режима, которые поддерживают неизменными при различных смещениях траверсы. При каждом смещении измеряют частоту вращения якоря. Контроль установки щеток на нейтрали определяют по сравнению полученной частоты с ее номинальным значением согласно паспорта двигателя. Правильная установка щеток на нейтрали соответствует равенству частоты вращения якоря ее номинальной величине. Достоинствами данного способа являются возможность правильной установки щеток на нейтрали и оценка коммутационных свойств двигателя. Недостатками способа являются необходимость стабилизации подаваемого напряжения на двигатель при колебаниях напряжения в сети и достаточно большая продолжительность опыта из-за необходимости измерения контролируемого параметра только в установившемся стационарном процессе работы двигателя, который последует после режима пуска. При несоблюдении этих условий погрешность измерения контролируемого параметра может составить 7 8% Кроме этого, данный способ требует специального дополнительного оборудования на стенде и значительных затрат электрической энергии для осуществления режима нагрузки, которые усложняют и удорожают его проведение.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, в котором двигатель устанавливают на стенде и осуществляют холостой режим работы с вращением его в одну и другую стороны (реверсирование) [2] На двигатель подают напряжение и измеряют частоту вращения якоря в обеих направлениях при различных смещениях траверсы. Контроль установки щеток двигателя на нейтрали определяют по сравнению частоты вращения якоря в обоих направлениях при одинаковом напряжении и одинаковом токе возбуждения двигателя. Правильная установка щеток на нейтрали соответствует равенству величин частоты вращения в ту или другую стороны. Такой способ не требует специального дополнительного оборудования на стенде и большого расхода электрической энергии для своего осуществления, что упрощает и удешевляет его. Однако этот способ имеет существенные недостатки. Прежде всего это необходимость стабилизации подаваемого на двигатель напряжения при колебаниях в сети. Кроме этого, измерение частоты вращения необходимо выполнять только в установившемся стационарном процессе работы двигателя, т.е. только после завершения режима пуска, когда ток двигателя достигнет своего определенного установившегося значения, а это потребует затрат времени на измерение контролируемого параметра. Частота вращения зависит от напряжения и тока двигателя, которые являются активными и меняющимися в определенных случаях от внешних условий параметрами цепи двигателя в процессе его работы

где U g напряжение питания двигателя;
I g ток двигателя;
Sr д сумма активных сопротивлений обмоток двигателя;
C конструктивная постоянная двигателя;
магнитный поток двигателя.

Нарушение этих условий приводит к увеличению погрешности измерения контролируемого параметра, которая может составить 9 10%
В основу изобретения положена задача создания упрощенного и более достоверного способа контроля установки щеток двигателя постоянного тока на нейтрали, в котором повышение точности измерения обеспечивается за счет измерения пассивного параметра, не зависящего от внешних условий.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения установки щеток двигателя постоянного тока на нейтрали, заключающимся во вращении двигателя на холостом ходу в противоположных направлениях, в измерении контролируемого параметра и в суждении о точности установки щеток на нейтрали по разности контролируемого параметра при вращении двигателя в противоположных направлениях, в качестве контролируемого параметра выбирают электромеханическую постоянную времени двигателя, измеренную в режиме пуска. По величине разности измеренных параметров судят о точности установки щеток на нейтрали.

Благодаря измерению электромеханической постоянной двигателя достигается точность контроля установки щеток на нейтрали. Это обусловлено тем, что электромеханическая постоянная времени двигателя является пассивным параметром и практически не зависит от внешних условий.

Электромеханическая постоянная времени Т эм зависит от конструктивных и пассивных параметров цепи двигателя

где I момент инерции двигателя;
r а активное сопротивление якоря двигателя;
C конструктивная постоянная двигателя;
магнитный поток возбуждения двигателя.

За время действия на двигателе переходного процесса магнитный поток возбуждения F можно считать постоянным, так как его изменение во времени происходит значительно медленнее, чем изменение тока и напряжения двигателя, вызвавшее переходной процесс. Таким образом, контролируемый параметр — электромеханическая постоянная времени двигателя -является независимым от напряжения и тока параметром, а следовательно, и определение установки щеток на нейтрали является более достоверным и точным. Погрешность составляет 2 — 3%
На фиг. 1 показана схема устройства для реализации способа определения установки щеток двигателя постоянного тока на нейтрали, на фиг.2 представлены графики работы элементов устройства.

Устройство для реализации способа содержит два датчика тока двигателя 1, каждый из которых через блок изменения 2 [3] соединен с элементом сравнения 3, имеющим табло индикации, на котором регистрируется результат сравнения (разность) электромеханических постоянных времени двигателя при вращении его в противоположные стороны. В свою очередь каждый блок измерения 2 содержит интегрирующую 4 и дифференцирующую 5 цепи, индикатор экстремума напряжения 6, электронный ключ 7, триггер 8, генератор импульсов 9, логическую схему И 10 и счетную схему 11.

Способ осуществляется следующим образом.

На невращающемся двигателе устанавливают в определенном положении траверсу с щетками. В исходящем состоянии при t 1 генератор импульсов 9 вырабатывает периодическую последовательность импульсов U 9 c периодом следования t u . Триггер 8 находится в нулевом состоянии U 8 (t 1 ) 0 и логическая схема И 10 закрыта U 10 (t 1 ) 0. В момент времени t 1 запускается двигатель на холостом ходу и с датчика 1, включенного в якорную цепь двигателя, в блок измерения 2 подается входной сигнал U 1 , пропорциональный току двигателя в режиме пуска. Выходной сигнал дифференцирующей цепи U 5 (t 1M ) переводит триггер 8 в единичное состояние U 8 (t 1 ), логическая схема И 10 открывается и начинает пропускать импульсы с генератора 9 на счетную схему 11 U 10 (t 1 ).

В интервале времени t 1 t 2 мгновенное значение выходного сигнала U 4 интегрирующей цепи 4 нарастает и подается на вход индикатора экстремума напряжения 6. Его выходной сигнал U 6 остается равным нулю до тех пор, пока сигнал U 4 еще не достиг экстремального значения. При этом счетная схема 11 продолжает считать импульсы U 10 (t 1 — t 2 ). В момент времени t 2 мгновенное значение выходного сигнала U 4 интегрирующей цепи 4 принимает экстремальное значение и на выходе индикатора 6 появляется сигнал U 6 (t 2 ), в результате которого срабатывает электронный ключ 7. Сигнал с его выхода U 7 (t 2 ) подается на второй вход триггера 8 и переводит его в нулевое состояние. Логическая схема И 10 закрывается и схема 11 прекращает счет импульсов U 10 (t > t 2 ). На табло индикации элемента сравнения 3 высвечивается число импульсов m, cосчитанное за время достижения выходным сигналом U 4 интегрирующей цепи 4 экстремального значения t э t 1 t 2 mt u .

Далее реверсируют двигатель и вновь его запускают на холостом ходу в момент времени t 1 . С второго датчика 1, также включенного в якорную цепь двигателя, во второй блок измерения 2 подается входной сигнал . Работа элементов второго блока измерения происходит аналогично работе первого, описанного выше. Если щетки неточно установлены на нейтрали, то кривая сигнала будет спадать иначе и экстремум напряжения сигнала индикатор 6 зафиксирует, например, при t 3 >t 2 (фиг.2), в результате чего счетная схема 11 второго блока измерения будет больше работать по времени и на табло индикации элемента сравнения 3 высвечивается сигнал разности U 3 = числа импульсов m, полученных при вращении в ту и другую стороны . По величине разности судят о точности установки щеток на нейтрали.

Читать еще:  Что означает загоревшаяся лампочка двигатель

При достаточно точной установке щеток не нейтрали сигналы U 1 и датчиков тока двигателя при вращении его в ту и другую стороны будут достаточно близко совпадать, так как электромеханическая постоянная времени зависит только от конструктивных и пассивных параметров цепи двигателя и не зависит от величины напряжения и тока двигателя:

где I момент инерции двигателя;
r a активное сопротивление якоря двигателя;
c конструктивная постоянная двигателя;
магнитный поток возбуждения двигателя.

При вращении двигателя на холостом ходу в ту и другую стороны параметры I, r a , С неизменны и на величину Т эм может повлиять только величина F которая будет несколько отличаться друг от друга при реверсировании, если щетки будут установлены неточно. Отличие получается в результате появления продольной составляющей намагничивающей силы якоря, возникающей в результате смещения щетки с нейтрали, которая усиливает или ослабляет магнитный поток возбуждения в зависимости от направления смещения щеток относительно нейтрали. При точной установке щеток на нейтрали продольная составляющая намагничивающей силы якоря исчезает. Следовательно, магнитные потоки возбуждения реверсируемого двигателя будут равны, а электромеханические постоянные времени одинаковы. Погрешность изменения Т эм при этом способе будет весьма небольшой и составит не более 2 3%
Для оценки качества системы измерения в переходном процессе, каким является пусковой режим двигателя, применяется такой показатель качества, как точность измерения, характеризуемая динамической и статической ошибками. Предельно допустимой нормой такой точности является 5%

Что такое нейтраль в двигателе постоянного тока

Обновления :

  • Авианосцы
  • Активное управление полетом
  • Госвнимание для авиации
  • Queen Mary 2
  • Дирижабль r101
  • Концепция воздушной войны
  • Десант тяжелой техники
  • Полет Валькирии
  • Радиолокационные средства ПВО
  • Средства доставки диверсантов

Популярное :
Какими будут самолеты

Воздействие магнитного поля якоря на основное магнитное поле полюсов называют реакцией якоря.

На рисунке 41, а изображено магнитное поле полюсов машины при холостом ходе. При этом ось поля совпадает с осью полюсов.

На рисунке 41, б показано магнитное поле якоря нагруженного генератора. Магнитное поле полюсов на этом рисунке не изображено. Якорь представляет собой электромагнит, в котором обмоткой возбуждения служит обмотка

Рис. 41. Реакция якоря:

а — магнитное поле полюсов при холостом ходе, б — магнитное поле якоря, в — результирующее магнитное поле машины при нагр>зке

якоря. Ось магнитного поля якоря всегда совпадает с линией установки щеток, так как щетки являются точками токораздела обмотки якоря.

На рисунке 41, в показано результирующее магнитное поле машины при нагрузке. Как видно из рисунка, направления магнитного поля полюсов и якоря под сбегающими краями полюсов совпадают, а под набегающими не совпадают. Вследствие этого результирующее магнитное поле под сбегающими краями полюсов усилено, а под набегающими ослаблено.

Ось результирующего магнитного поля окажется расположенной под некоторым углом f> к оси полюсов.

Если теперь провести линию через две точки на окружности якоря, где магнитная индукция равна пулю, то

получим так называемую физическую нейтраль, которая повернута по отношению к геометрической нейтрали на угол р, у генераторов по направлению вращения якоря, а у двигателей против направления вращения.

Таким образом, следствием реакции якоря является смещение нейтрали с линии геометрической нейтрали, искажение и уменьшение магнитного поля машины. Уменьшение магнитного поля машины происходит потому, что ослабление магнитного поля под набегающими краями полюсов не полностью компенсируется усилением его под сбегающими краями полюсов вследствие насыщения стали магнитной цепи.

Так как во избежание искрения под щетками их нужно устанавливать на нейтрали, то при сдвиге физической нейтрали на угол р1 необходимо повернуть щетки на такой же угол и в ту же сторону, куда сдвигается нейтраль.

Величина магнитного поля якоря зависит от силы тока в нем; с ростом тока нагрузки магнитное поле якоря увеличивается, со снижением уменьшается.

Угол сдвига физической нейтрали р1 также изменяется. При холостом ходе физическая нейтраль совпадает с геометрической, и чем больше ток нагрузки, тем на больший угол р* сдвигается физическая нейтраль. Поэтому положение щеток на коллекторе определяется нагрузкой машины. Чем больше нагрузка машины, тем на больший угол от геометрической нейтрали нужно сдвигать щетки.

Практически положение щеток на коллекторе определяется степенью искрения под ними.

Щетки считаются установленными на физической нейтрали, когда искрение под ними наименьшее.

§ 2. Влияние реакции якоря на работу машины постоянного тока

Вследствие реакции якоря физическая нейтраль сдвигается на угол р* от линии геометрической нейтрали, поэтому, чтобы предотвратить искрение под щетками у генератора, их нужно сдвинуть на такой же угол по направлению вращения якоря, а у двигателя против направления вращения. Но при перемещении щеток перемещается и ось поля якоря, так как ось поля якоря всегда направлена по линии установки щеток.

Изобразим вектором FH м. д. с. якоря машины постоянного тока и разложим этот вектор на две составляющие — горизонтальную FHq и вертикальную Fad (рис. 42). Вертикальная составляющая Fnd, называемая

продольной, направлена против магнитного поля полюсов, т. е. она ослабляет магнитное поле полюсов, а горизонтальная составляющая, называемая поперечной, способствует искривлению магнитного поля машины.

Итак, вследствие ре-

акции якоря ослабляет- Рис. 42. Разложение м. д. с. якоря ся и искажается маг- на две составляющие,

нитпое поле полюсов.

Рассмотрим магнитную индукцию в воздушном зазоре машины при .нагрузке. Условимся направление вектора

Рис. 43. Распределение магнитной индукции в воздушном зазоре вследствие действия реакции якоря.

магнитной индукции рисовать совпадающим с направлением магнитных силовых линий.

На рисунке 43 представлена кривая Ввоя распределения магнитной индукции главных полюсов.

Если принять направление вращения якоря по часовой стрелке, то направление тока в проводах обмотки якоря будет следующее: под северным полюсом — от нас, под южным — к нам.

Для упрощения предположим, что щетки стоят на геометрической нейтрали, и рассмотрим картину магнитного поля вокруг проводов обмотки якоря. По мере удаления от середины полюса магнитное поле якоря увеличивается (рис. 43). Кривая Вак показывает распределение магнитной индукции поля якоря в воздушном зазоре.

Для получения кривой Z?pe3 результирующего значения магнитной индукции в воздушном зазоре сложим ординаты кривых Впол и Бяк.

Как видно из рисунка 43, результирующее значение магнитной индукции несимметрично относительно оси полюсов, слева от оси полюса магнитная индукция значительно ослаблена, а справа усилена. Такое неравномерное распределение магнитной индукции может привести к образованию кругового огня на коллекторе, так как в секциях обмотки, попадающих в поле с большим значением магнитной индукции, индуктируется повышенная э.д. с, что может привести к перекрытию изоляции между коллекторными пластинами и появлению кругового огня на коллекторе. Особенно опасно резкое изменение нагрузки, так как в этом случае к э. д. с, индуктируемой в секции магнитным полем полюсов, добавляется еще и э. д. с. самоиндукции.

В результате искажения магнитного поля полюсов магнитпое поле машины несколько ослабляется, так как усиление его в правой части полюса всегда меньше, чем ослабление его в левой части из-за насыщения стали полюсов.

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается процесс реакции якоря?

2. Что такое физическая нейтраль?

3. Какое действие оказывает реакция якоря на работу машины?

4. Как распределяется магнитная индукция в воздушном зазоре вследствие реакции якоря?

5. Что такое круговой огонь на коллекторе и каковы причины его появления?

§ 1. Сущность процесса коммутации

При вращении якоря щетки машины при переходе с одной коллекторной пластины на другую замыкают на короткий промежуток времени секции, соединенные с этими коллекторными пластинами. При этом происходит процесс переключения этих секций из одной параллельной ветви обмотки якоря в другую.

Рпс. 44. Изменение тока в короткозамкнутой секции за период коммутации, если в ней сумма э. д. с. равна нулю:

а — положение секции до начала коммутации, б — положение секции в середине периода коммутации, в — положение секции в конце периода коммутации.

Процесс переключения секций из одной параллельной ветви в другую и все явления, возникающие в коротко-замкнутых секциях при этом, называются коммутацией.

Рассмотрим явления, происходящие в короткозамкнутой секции при переходе щетки с одной коллекторной пластины на другую, если э. д. с. в этой секции равна нулю.

На рисунке 44, а показано положение щетки на первой коллекторной пластине. Ток в одной параллельной ветви обозначим через iB. Тогда к щетке подходит ток 2 гя, так как от коллекторной пластины отходят две параллельные ветви.

Если щетка стоит на двух коллекторных пластинах так, что изоляционная прослойка между ними приходится

посредине щетки, то ток в короткозамкнутой секции равен нулю (рис. 44, б). Если щетка перейдет на вторую коллекторную пластину, то ток в секции, замыкавшейся накоротко щеткой, изменит свое направление на противоположное (рис. 44, в). Таким образом, за время коммутации ток в короткозамкнутой секции меняет свое направление и величину от +гя до -гя.

Читать еще:  Бмв 5 серии е34 какой двигатель надежнее

При изменении тока в короткозамкнутой секции происходит изменение магнитного потока вокруг проводов секции, вследствие этого в витках этой секции индуктируется э. д. с. самоиндукции, а при изменении тока и магнитного потока в соседних витках в ней индуктируется

вие пересечения этими витками магнитного поля полюсов, называют коммутирующей э.д.с. и обозначают через ек.

Допустим, что сумма э. д. с. в короткозамкнутой секции равна нулю. Пренебрегаем сопротивлением секции и соединительных проводников между секцией и коллекторными пластинами. Ширину щетки примем равной ширине коллекторной пластины. Сопротивления переходных контактов между щеткой и коллекторными пластинами обозначим через гг и г2 (рис. 45, а). Но эти сопротивления обратно пропорциональны площадям соприкосновения щетки с коллекторными пластинами соответственно Fx и F2:

э. д. с. взаимной индукции, если ширина щетки больше ширины коллекторной пластины.

а — ток в короткозамкнутой секции; б — график изменения тока в короткозамкнутой секции.

Рис. 45. Прямолинейная коммутация:

Результирующую э. д. с. самоиндукции и взаимоиндукции называют реактивной э. д. с. и обозначают через ер. По правилу Ленца, реактивная э. д. с. противодействует изменению тока в короткозамкнутой секции. Э. д. с, индуктируемую в витках обмотки якоря вследст-

Площади соприкосновения щетки с коллекторными пластинами пропорциональны времени t, прошедшему с начала коммутации

где Т — период коммутации, т. е. время, в течение кото- рого щетка перейдет со второй коллекторной пластины на первую.

Токи ix и £2 обратно пропорциональны сопротивлениям

Решая это уравнение относительно i, получим

где i — ток в коротковаыкнутой секции в любой момент времени (а); Т — период коммутации (сек);

t — время, прошедшее с начала коммутации (сек); гя — величина тока в одной параллельной ветви (а). Формула (30) представляет собой уравнение прямой линии. Подставив разные значения t в это уравнение и получив соответствующие значения тока i, построим график изменения тока в короткозамкнутой секции за период коммутации (рис. 45, б).

Зависимость тока i от времени t

Так как ток i изменяется ив уравнению прямой линии, то такую коммутацию называют прямолинейной! Плотность тока под щетками при прямолинейной коммутации везде одинакова, искрения под щетками не наблюдается.

Рис. 46. Криволинейная коммутация: а — замедленная; б — ускоренная.

Таким образом, хорошая коммутация будет в том случае, если сумма э. д. с. в короткозамкнутой секции равна нулю, т. е.

Но в действительности добиться такого положения, чтобы сумма э. д. с. в короткозамкнутой секции была равна нулю, очень трудно.

Если сумма э. д. с. в короткозамкнутой секции не равна нулю, то коммутация будет криволинейной.

Если реактивная э. д. с. ер больше коммутирующей ек, то процесс изменения тока в короткозамкнутой секции замедляется, и такую коммутацию называют замедленной (рис. 46, а).

В тот момент, когда половина щетки стоит на первой, а вторая половина щетки на второй коллекторной пластине, ток в короткозамкнутой секции не равен нулю, в ней проходит ток £доб, определяемый величиной суммарной э. д. с. и сопротивлением короткозамкнутой цепи. Так как добавочный ток £доб, складываясь с током ia, приводит к повышению плотности тока под сбегающим краем щетки, то под щеткой появляется искрение. Под набегающим краем щетки уменьшается плотность тока, так как ток £доб вычитается из тока £я.

Если коммутирующая э. д. с. ек больше реактивной ер, то коммутация ускоренная (рис. 46, б). В этом случае появление добавочного тока £доб вызывает искрение под набегающим краем щетки.

§ 2. Способы улучшения коммутации

Самой лучшей коммутацией считается прямолинейная, при которой ток £ДОб равен нулю.

Так как величина добавочного тока гдоб зависит от величины э. д. с. в коммутируемой секции и от сопротивления переходного контакта между щеткой и коллекторными пластинами

то улучшать коммутацию можно, увеличивая сопротивление щеток или уменьшая э. д. с. в коммутируемой секции до нуля. Увеличение сопротивления щеток для улучшения коммутации может быть применено только в машинах малой мощности, так как при больших значениях тока якоря повышение сопротивления щеток приведет к перегреву щеток и коллектора и к увеличению потерь в машине.

Для улучшения коммутации стремятся уменьшить сумму э. д. с. до нуля.

Чтобы добиться равенства ер -f- ек — 0, нужно в зоне коммутации создать магнитное поле, которое индуктировало бы в коммутируемой секции коммутирующую э. д. с. ек, равную по величине реактивной э. д. с. ер и противоположную ей по знаку. Это может быть достигнуто сдвигом щеток с физической нейтрали по направлению вращения якоря у генераторов и против направления

вращения якоря у двигателей. При вращении якоря генератора по часовой стрелке в проводах обмотки якоря, находящихся под северным полюсом, э. д. с. и ток направлены от нас (+) (рис. 47). В проводах коммутируемой секции, находящихся на физической нейтрали, коммутирующая э. д. с. ек равна нулю, а реактивная ev имеет такой же знак, который имела коммутирующая э. д. с. в проводах, находящихся под северным полюсом. Это объясняется тем, что реактивная э. д. с. препятствует изменению тока в коммутируемой секции, который при коммутации сначала уменьшается, а затем увеличивается в противоположном направлении, поэтому реактивная э. д. с.

Рис. 47, Улучшение коммутации сдвигом щеток с физической

направлена в ту же сторону, что и ток в коммутируемой секции до начала коммутации. Но нам необходимо добиться создания коммутирующей э. д. с. е„ в коммутируемой секции, равной и противоположной по знаку реактивной э. д. с. ер. Для этого нужно сдвинуть щетки с физической нейтрали по направлению вращения якоря генератора, т. е. поместить коммутируемую секцию в магнитное поле противоположной полярности, под южный полюс.

Однако равенство ер = — ек достигается только при какой-то определенной нагрузке, так как при изменении нагрузки физическая нейтраль смещается и это равенство нарушается. Поэтому при каждом изменении нагрузки для того, чтобы коммутация была безыскровой, нужно передвигать щетки, что практически трудно осуществить.

Установка щеток в нейтральное положение

При установке щеток в нейтральное положение применяют следующие оборудование и приспособления: специальные медно-графитовые щетки 6 шт.; вольтметр М-45 с пределом измерения 3 В; провода сечением 1,5-2,5 мм2 для подключения вольтметра к цепи якоря; оборудование, приборы и инструменты, позволяю щие осуществлять отпуск, зажим и проворачивание траверсы, подавать питание в обмотку возбуждения двигателя (напряжение около 50 В, ток 100-150 А), быстро отключать питание обмоток возбуждения двигателя, наносить риску на траверсе и остове для контроля установки щеток в нейтральное положение

Для установки нейтрали принят метод, основанный на трансформаторной связи между обмотками главных полюсов и якоря. Когда щетки расположены на нейтрали, э д с. между двумя соседними щетками равна нулю Смещение щеток с нейтрали приводит к появлению между разнополярными щетками трансформаторной э. д. с, значение которой увеличивается с увеличением смещения щеток от нейтрали При изменении направления смещения щеток изменяется направление трансформаторной э. д. с. и направление движения стрелки вольтметра, подключенного к цепи якоря. Направление э. д с. также изменяется при изменении направления тока в обмотке возбуждения двигателя.

Смещая траверсу в одну или другую сторону, достигают такого положения ее, при котором трансформаторная э. д. с. равна нулю или имеет наименьшее значение для данной машины. Для контроля найденного положения траверсы производят дополнительно 5-6 замеров трансформаторной э. д. с. при различных положениях якоря. Якорь следует проворачивать в одном и том же направлении во избежание влияния возможного перемещения щеток в щеткодержателе на показания прибора.

Установку щеток в нейтральное положение выполнять в следующем порядке.

1. Проверить расположение щеток по коллектору. Вынуть все щетки из окон щеткодержателей и закрепить пружины.

2. Поставить специальные щетки (рис. 240) во все щеткодержатели: по одной шетке в окно со стороны конуса.

3 Подключить вольтметр к цепи якоря (к двум соседним щеткодержателям через люк) или выводам из остова Я, ЯЯ.

4 Подключить обмотку возбуждения двигателя к источнику питания.

5 Подать напряжение от источника постоянного тока на обмотку возбуждения и установить ток 100-150 А.

6. Мгновенно отключить питание обмотки возбуждения и в момент отключения зафиксировать наибольшее отклонение и направление движения стр.елки вольтметра.

7. Сместить траверсу на незначительный угол в любую сторону и повторить операции, указанные в пп. 5, 6 Если отброс стрелки увеличился, а направление его сохранилось, траверсу необходимо смещать в противоположном направлении. При уменьшении отброса стрелки траверсу следует смещать в том же направлении до тех пор, пока отброс стрелки вольтметра станет равным или близким нулю

8. Закрепить траверсу фиксатором и стопорными болтами.

9. Провернуть якорь от руки и при пяти-шести положениях его повторить операции, указанные в пп. 5, 6. Удовлетворительным положением нейтрали считают такое, при котором отклонения стрелки прибора в момент размыкания цепи возбуждения при различных положениях якоря будут равными или близкими нулю и примерно одинаковыми по абсолютной величине в случае «разных направлений отбросов стрелки, но не более чем 30+10 мВ при токе в цепи возбуждения 100-150 А.

Читать еще:  112 двигатель как снять свечи

10. Нейтральное положение траверсы отметить риской на траверсе и остове.

Двигатели постоянного тока — Ремонт

Машины повреждаются чаще всего из-за недопустимо длительной работы без ремонта, плохого эксплуатационного обслуживания или нарушения режима работы, на который они рассчитаны. Повреждения электрических машин бывают механические и электрические.
К механическим повреждениям относят: выплавку баббита в подшипниках скольжения; разрушение сепаратора, кольца, шарика или ролика в подшипниках качения; деформацию или поломку вала ротора (якоря); образование глубоких выработок («дорожек») на поверхности коллекторов и контактных колец; ослабление крепления полюсов или сердечника статора к станине; разрыв или сползание проволочных бандажей роторов (якорей); ослабление прессовки сердечника ротора (якоря) и др.
К электрическим повреждениям относят пробой изоляции на корпус; обрыв проводников в обмотке; замыкание между витками обмотки; нарушение контактов и разрушение соединений, выполненных пайкой или сваркой; недопустимое снижение сопротивления изоляции вследствие ее старения, разрушения или увлажнения и др.
Электрослесарь по ремонту электрических машин должен хорошо знать характерные признаки, а также способы выявления и устранения различных повреждений и неисправностей, возникающих в этих машинах.
Наиболее распространенные неисправности и возможные причины их возникновения в электрических машинах приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Неисправности электрических машин и возможные причины их возникновения
Признак неисправности
Возможная причина
Искрение под всеми щетками на холостом ходу
Щетки установлены не на магнитной нейтрали или расстояния между отдельными бракетами неодинаковые; щетки неправильно установлены в щеткодержателях; сильно загрязнен коллектор
Искрение под частью щеток на холостом ходу
Неодинаковые расстояния между бракетами по окружности коллектора или отдельные бракеты слабо закреплены и вибрируют; отдельные щетки неплотно прилегают к коллектору или очень прижаты к нему; загрязнены или окислены контакты в токособирающих кольцах, между щеткодержателями и бракетами, щеткодержателями и щетками
Машина начинает искрить при частичной нагрузке, а на холостом ходу не искрит
Щетки находятся не на нейтрали; неправильно включена обмотка добавочных полюсов, что дает неправильное чередование главных и добавочных полюсов
Щетки равномерно искрят при нагрузке, а на холостом ходу машина не искрит
Большой или малый зазор между якорем и добавочными полюсами; отдельные добавочные полюса слабо прижаты или не поставлены прокладки между станиной и полюсами
Щетки искрят, генератор плохо возбуждается, а двигатель плохо разворачивается или работает с ненормальной скоростью, обмотка якоря местами сильно нагревается
Витковое замыкание в обмотке якоря, некоторые соседние пластины имеют задиры и между ними происходит замыкание; замыкание витков в катушке от оставшегося при пайке олова

Продолжение таблицы 1
Признак неисправности
Возможная причина
Щетки искрят, наблюдается почернение коллекторных пластин. После чистки чернеют одни и те же коллекторные пластины. Изоляция между коллекторными пластинами выгорела
Нарушение соединений между обмоткой якоря и коллектором; отпаялись уравнительные соединения

Якорь сильно нагревается даже в ненагруженной машине, а щетки одного полюса искрят сильнее щеток других полюсов

Неравномерный зазор в машине (плохая центровка при монтаже машины, износ подшипников)
При работе машины наблюдается легкое круговое искрение, по поверхности коллектора со щеток одного полюса на щетки другого полюса перескакивают отдельные искры
Коллектор сильно загрязнен в результате сильного износа щеток; неровная поверхность коллектора; несоответствующий тип щеток; плохой уход за машиной
Щетки дрожат; искрят, очень шумят; коллектор и щетки сильно нагреваются
Биение коллектора, вызванное его неровной поверхностью, между пластинами выступает изоляция; неправильная установка щеток
Круговой огонь по коллектору
Щетки установлены не на нейтрали; обмотка добавочных полюсов включена неправильно и поэтому главные и добавочные полюса неправильно чередуются
Вся машина равномерно перегрета
Перегрузка машины; вентиляционные пути и каналы забиты; не работает вентилятор
Генератор плохо возбуждается, а двигатель плохо разворачивается или разворачивается толчками
Витковое замыкание в обмотке якоря; замыкание отдельных коллекторных пластин
Перегрев обмотки возбуждения
Большой ток возбуждения; витковое замыкание в обмотке возбуждения; неправильно соединены катушки возбуждения

Продолжение таблицы 1
Признак неисправности
Возможная причина
Генератор не возбуждается
Генератор утратил остаточный магнетизм, неправильное направление вращения; оборвана цепь параллельной обмотки возбуждения или сопротивление цепи превышает критическое; короткое замыкание в обмотке якоря, между пластинами коллектора; обрыв обмотки якоря; неправильное положение щеток
Генератор возбуждается, но дает пониженное напряжение на холостом ходу
Недостаточная частота вращения; щетки находятся не на нейтрали; неправильное соединение катушек обмотки возбуждения
Генератор на холостом ходу дает номинальное напряжение, но при нагрузке оно резко снижается
В генераторе смешанного возбуждения последовательная обмотка включена встречно и размагничивает поток полюсов; обмотки добавочных полюсов включены неправильно
Двигатель при включении не вращается
Разрыв цепи тока якоря в результате перегорания предохранителей, обрыва цепи в реостате или в двигателе
Двигатель под нагрузкой не запускается, хотя в якоре есть ток
Неправильное включение обмотки возбуждения, которое приводит к резкому ослаблению магнитного потока; витковое замыкание в обмотке возбуждения
Скорость двигателя при номинальном напряжении выше или ниже номинальной
При скорости выше номинальной магнитный поток ослаблен за счет включенных в цепь возбуждения сопротивлений или щетки смещены с нейтрали против направления вращения
Отремонтированная электрическая машина должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней стандартами или техническими условиями.
На ремонтных предприятиях проводят следующие виды испытаний: контрольные — для определения качества электрооборудования; приемосдаточные, проводимые при сдаче отремонтированного электрооборудования ремонтным предприятием и приеме заказчиком; типовые испытания, проводимые после внесения изменения в конструкцию электрооборудования или технологию его ремонта для оценки целесообразности внесенных изменений. В ремонтной практике чаще всего применяют контрольные и приемосдаточные испытания.
Каждая электрическая машина после ремонта вне зависимости от его объема подвергается приемосдаточным испытаниям. При испытаниях, выборе измерительных приборов, сборке схемы измерений, подготовке испытываемой электрической машины, установлении методики и норм испытаний, а также для оценки результатов испытаний используют соответствующие стандарты и инструкции.
Если при ремонте машины не изменена ее мощность или частота вращения, то после капитального ремонта машину подвергают контрольным испытаниям, а при изменении мощности или частоты вращения — типовым испытаниям.
В ремонтной практике встречаются главным образом следующие виды испытаний: до начала ремонта и в процессе его для уточнения характера неисправности; вновь изготовленных деталей машины; собранной после ремонта машины. Общие указания по программе и методике испытаний электрических машин приведены в ГОСТе.
Испытания и проверки собранной после ремонта машины проводят в такой последовательности:
– проверка сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между ними;
– проверка правильности маркировки выводных концов;
– измерение сопротивления обмоток постоянному току;
– проверка коэффициента трансформации асинхронных двигателей с фазным ротором;
– проведение опыта холостого хода;
– испытание на повышенную частоту вращения;
– испытание межвитковой изоляции;
– испытание электрической прочности изоляции.
В зависимости от характера и объема произведенного ремонта иногда ограничиваются выполнением лишь части перечисленных испытаний. Если испытания проводят до ремонта с целью выявления дефекта, достаточно провести часть программы испытаний.
Основными показателями качества произведенного ремонта, определяющими надежность работы отремонтированной электрической машины, являются сопротивление ее изоляции и способность воспринимать номинальную нагрузку. Поэтому при должном соблюдении технологии выполнения ремонтных операций в ремонтной практике в ряде случаев ограничиваются только испытаниями изоляции и послеремонтной проверкой нагрузочной способности электрической машины.
Сопротивление изоляции испытывают мегомметром, а нагрузочную способность — электромагнитным тормозом. Испытания изоляции электрических машин напряжением до 1000В производят мегомметром Ml 101.
В процессе изготовления обмоток ремонтируемых машин выполняют мегомметром Ml 101 необходимые испытания при каждом переходе от одной технологической операции к другой. По мере выполнения операций изготовления обмотки и движения к завершающей стадии испытательные напряжения снижаются, приближаясь к наименьшим допустимым, предусмотренным соответствующими нормами. Это объясняется тем, что после выполнения очередных технологических операций сопротивление изоляции элементов обмотки может снижаться, и если на последующих стадиях ремонта не снижать испытательные напряжения, то возможен пробой изоляции в такой момент готовности обмотки, когда для устранения дефекта потребуется переделка всей ранее проделанной работы.
Испытательные напряжения должны быть такими, чтобы в процессе испытаний выявлялись дефектные участки, но в то же время не повреждалась исправная часть изоляции.
В перечень испытаний входит измерение сопротивления изоляции обмоток до и после пропитки и сушки. Кроме того, испытывают электрическую прочность изоляции обмоток приложением высокого напряжения.
Сопротивление изоляции обмоток электрических машин напряжением до 660 В, измеренное мегомметром на 1000 В после пропитки и сушки, должно быть не ниже: после полной перемотки обмоток — 3 МОм у статора, 2 МОм у ротора; после частичной перемотки обмоток — 1 МОм у статора; 0,5 МОм у ротора.
Указанные сопротивления изоляции обмоток не нормированы, а рекомендуются исходя из практики ремонта и эксплуатации отремонтированных электрических машин.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector