Как да предотвратим повреда на изолацията на статорната намотка на асинхронен двигател - Училище за
Около 80% от авариите в електрическите машини са свързани с повреда на намотката на статора. Високата повреждаемост на намотката се обяснява с трудните условия на работа и недостатъчната стабилност на електрическите свойства на изолационните материали. В резултат на повреда на изолацията може да възникне късо съединение между намотката и магнитната верига, късо съединение между намотките на бобината или между фазовите намотки.
Причини за повреда на намотките на статора на асинхронни електродвигатели
Основната причина за повреда на изолацията е рязкото намаляване на електрическата якост под въздействието на влагата на намотката, замърсяване на повърхността на намотката, навлизане на метални стружки, метал и друг проводящ прах в електродвигателя, наличието на изпарения от различни течности в охлаждащия въздух, продължителна работа на електродвигателя при повишена температура на намотката, естествено стареене на изолацията.
Намокряне на намотката може да възникне поради дългосрочно съхранение на електродвигателя във влажна неотопляема стая. В монтиран електрически двигател може да възникне овлажняване, когато двигателят е неподвижен за дълго време, особено когато влажността на околната среда е висока или когато водата навлезе директно в електрическия двигател.
За да се предотврати овлажняването на намотката по време на съхранение на електродвигателя, е необходима добра вентилация на склада и умерено отопление през студения сезон. При периоди на продължително спиране на електродвигателя при влажно и мъгливо време вентилите на въздушните канали на входящия и изходящия въздух трябва да бъдат затворени. При топло и сухо време всички клапани трябва да са отворени.
Замърсяването на намотката на двигателя възниква главно порадиизползване на недостатъчно чист въздух за охлаждане. Заедно с охлаждащия въздух в електродвигателя могат да попаднат въглищен и метален прах, сажди, изпарения и капки различни течности. Поради износването на четките и контактните пръстени се образува проводящ прах, който с вградени контактни пръстени се утаява върху намотките на двигателя.
Предотвратяването на замърсяването може да се постигне чрез внимателна поддръжка на двигателя и цялостно почистване на охлаждащия въздух. Необходимо е периодично да се проверява електродвигателят, да се почиства от прах и мръсотия и, ако е необходимо, да се правят малки ремонти на изолацията. При повишено нагряване, както и в резултат на естествено стареене, изолацията до голяма степен губи своята механична якост, става крехка и хигроскопична.
При продължителна работа на машината, закрепванията на слота и челните части на намотката са отслабени и поради вибрации тяхната изолация е разрушена. Изолацията на намотката може да бъде повредена: поради невнимателно сглобяване и транспортиране на електродвигателя, поради скъсване на вентилатора или кожуха на ротора, в резултат на нахлузване на ротора върху статора.
Изолационно съпротивление на намотката на статора на асинхронни електродвигатели
Състоянието на изолацията може да се съди по нейната устойчивост. Минималното съпротивление на изолацията зависи от напрежението U, V, електродвигателя и неговата мощност P, kW. Съпротивлението на изолацията на намотките от магнитната верига и между отворените фазови намотки при работна температура на електродвигателя трябва да бъде най-малко 0,5 MΩ.
При температури под работната температура това съпротивление трябва да се удвоява за всеки 20 °C (обща или непълна) разлика между работната температура и температурата, за която е определено.
Измерване на електрическо изолационно съпротивлениемашини
Обикновено измерването на съпротивлението на изолацията се извършва със специално устройство - мегаомметър. За намотки на електрически машини с номинално напрежение до 500 V, напрежението на мегера трябва да бъде 500 V, за намотки на електрически машини с номинално напрежение над 500 V, напрежението на мегера е 1000 V. Ако измереното съпротивление на изолацията на намотката е по-малко от изчисленото, тогава е необходимо да почистите и изсушите намотката. За тази цел електродвигателят се разглобява и замърсяванията от достъпните повърхности на намотките се отстраняват с помощта на дървени стъргалки и чисти парцали, напоени с керосин, бензин или тетрахлорметан.
Методи за сушене на асинхронни двигатели
Сушенето на защитени машини може да се извърши както разглобено, така и сглобено, затворените машини трябва да се изсушат в разглобена форма. Методите за сушене зависят от съдържанието на влага в изолацията и наличието на източници на топлина. Сушенето с външна топлина използва горещ въздух или инфрачервени лъчи. Сушенето с горещ въздух се извършва в сушилни, боксове и камери, оборудвани с парни или електрически нагреватели. Сушилните камери и кутии трябва да имат два отвора: отдолу за влизане на студен въздух и отгоре за изход на нагрятия въздух и образуваните при сушенето водни пари.
Температурата на електродвигателя трябва да се повишава постепенно, за да се избегне появата на механични напрежения и подуване на изолацията. Температурата на въздуха не трябва да надвишава 120°C за изолация от клас A и 150°C за изолация от клас B.
В началото на сушенето е необходимо да се измерва температурата на намотката и съпротивлението на изолацията на всеки 15-20 минути, след което интервалът между измерванията може да се увеличи до един час. Процесът на сушене се счита за завършен, когато се достигне постоянната стойност на съпротивлението. ПриАко намотката е леко навлажнена, сушенето може да се извърши поради отделянето на топлинна енергия директно в частите на електродвигателя. Най-удобното сушене е с променлив ток, когато намотката на статора е включена за намалено напрежение при заключен ротор; в този случай фазовата намотка на ротора трябва да бъде съединена накъсо. Токът в намотката на статора не трябва да надвишава номиналната стойност.
Промяната в температурата на намотката и съпротивлението на изолацията в зависимост от времето на сушене е ниско напрежение, тогава схемата на свързване на намотките на статора не може да бъде променена; за еднофазно напрежение е препоръчително да свържете фазовите намотки последователно. За сушене могат да се използват загубите на енергия в магнитната верига и корпуса на двигателя. За да направите това, при отстранен ротор, върху статора се поставя временна магнетизираща намотка, покриваща магнитната верига и корпуса. Не е необходимо да се разпределя магнетизиращата намотка по цялата обиколка, тя може да се концентрира върху статора на най-удобното място. Броят на завъртанията в намотката и токът в нея (напречното сечение на проводника) се избират така, че индукцията в магнитната верига да бъде (0,8-1) T в началото на сушенето и (0,5-0,6) T в края на сушенето.
За да промените индукцията, се правят кранове от намотката или се регулира токът в магнетизиращата намотка.
Методи за определяне на мястото на повреда на изолацията на намотката
Преди всичко е необходимо да изключите фазовите намотки и да измерите изолационното съпротивление на всяка фазова намотка от магнитната верига или поне да проверите целостта на изолацията.Определете мястото на повреда на изолацията с два волтметъра. Определяне на група намотки с повредена изолация чрез тестова лампа. В този случай е възможно да се идентифицира фазова намотка с повредена изолация.
Могат да се използват различни методи за определяне на местоположението на щетите.методи: методът за измерване на напрежението между краищата на намотката и магнитната верига, методът за определяне на посоката на тока в части от намотката, методът за разделяне на намотката на части и методът на "изгаряне". При първия метод към фазовата намотка с повредена изолация се прилага намалено променливо или постоянно напрежение, а напрежението между краищата на намотката и магнитната верига се измерва с волтметри. По съотношението на тези напрежения може да се прецени позицията на мястото на повреда на намотката спрямо нейните краища. Този метод не осигурява достатъчна точност при ниско съпротивление на намотката.
Вторият метод е, че постоянно напрежение се прилага към краищата на фазовата намотка, комбинирани в обща точка и към магнитната верига. За да може да се регулира и ограничава тока, във веригата е включен реостат R. Посоките на токовете в двете части на намотката, ограничени от точката на свързване с магнитната верига, ще бъдат противоположни. Ако последователно докоснете краищата на всяка група намотки с два проводника от миливолтметъра, тогава стрелката на миливолтметъра ще се отклони в една посока, докато проводниците от миливолтметъра се свържат с краищата на групата намотки с повредена изолация. В краищата на следващите групи бобини, отклонението на стрелката ще се промени на обратното.