В процессе эксплуатации происходит износ электрического и электромеханического оборудования. Условно по характеру физических процессов, лежащих в его основе, можно выделить три вида износа: механический; электрический; моральный.
В процессе эксплуатации происходит износ электрического и электромеханического оборудования. Условно по характеру физических процессов, лежащих в его основе, можно выделить три вида износа:
Механический износ является следствием длительных и многократных механических воздействий на отдельные узлы и детали оборудования. В результате этих воздействий первоначальные форма и качество ухудшаются. В электрических машинах наиболее подвержены износу трущиеся детали такие как: коллектор; контактные кольца; щетки; подшипники; шейки валов. А в электрических аппаратах наиболее подвержены: контактные поверхности; пружины и др.
В результате чего, под влиянием перечисленных воздействий в электрических машинах и аппаратах: истирается изоляция в местах выхода проводников обмотки из пазов электрических машин, смежных витков обмоток трансформаторов и электрических аппаратов. Абразивное истирание узлов и деталей оборудования происходит под влиянием твердых частиц (пыли), содержащихся в окружающей атмосфере.
Электрический износ приводит к невосстанавливаемой потере электроизоляционными материалами своих изоляционных свойств. Износ изоляции происходит под действием четырех основных факторов: тепловых; электрических; механических; окружающей среды.
С повышением температуры уменьшаются: механическая прочность твердой изоляции и коэффициент теплопередачи, при тепловом расширении изоляции ослабляется ее структура, возникают внутренние термомеханические напряжения
В процессе износа в изоляции накапливаться продукты ее распада, приводящие к появлению газовых пузырей и проводящих примесей, которые снижают ее пробивное напряжение. Тепловое воздействие делает твердую изоляцию уязвимой для механических воздействий.
Механические воздействия появляются из-за: вибрации оборудования; протекания переменных токов по его обмоткам, приводящим к возникновению знакопеременных электродинамических усилий; центробежных сил в подвижных и вращающихся частях.
Моральный износ обусловлен появлением в эксплуатации нового оборудования, характеризующегося более высокими технико-экономическими показателями (большие КПД, производительность, меньшая стоимость, более высокая надежность работы и т.д.)
В среднем из-за повреждений обмоток двигателей происходит 85 95% отказов, 3 8% отказов происходит вследствие повреждений подшипников. Отказы распределяются следующим образом: межвитковые замыкания – 93%; повреждение межфазной изоляции – 5%; пазовой изоляции – 2%. Таким образом, в подавляющем большинстве случаев причиной отказов является повреждение межвитковой изоляции, типичное для всыпных обмоток.
Повреждения асинхронных двигателей обусловлены: дефектами проектирования; низким качеством материалов и комплектующих изделий; дефектами технологии производства; неправильным применением двигателей.
Около 35% отказов АД возникает из-за их низкого качества. Дефекты технологии производства вызваны различными причинами: нарушением технологического процесса; несоответствием станков; приспособлений и инструмента.
Надежная работа АД может быть гарантирована лишь при условии правильного их выбора и применения. До 30% отказов АД за первую тысячу часов работы вызвано неправильным использованием двигателей по условиям окружающей среды. Для всех типов АД 7,5% отказов обусловлено неправильным выбором по мощности.
Повреждения обмотки статора (якоря) Отказы СМ из-за повреждений обмотки статора, как правило, происходят вследствие электрического пробоя изоляции. Основное условие возникновения пробоя состоит в наличии участков пониженной электрической прочности в изоляции.
Основные: выплавление баббита, повреждение вкладышей и цапф подшипниковыми токами, вытекание масла.
Повышенная вибрация свидетельствует о наличии недостатков конструкции, дефектов изготовления и ее сборки, а также возникновения повреждений. С другой стороны, сама вибрация является источником повреждений.
Факторы, определяющие надежную работу МПТ в период их эксплуатации, практически можно разделить на две группы. первая группа – конструкционная надежность; вторая группа - условие эксплуатации. Как показывает анализ много аварий происходит по вине обслуживающего персонала который не всегда обеспечивает необходимый уход за машинами.
Эти повреждения могут выражаться в виде образования: нецилиндричности поверхности коллектора вследствие неравномерного износа ее при трении щеток в течение длительной работы, нарушения полировки поверхности коллектора с возникновением на ней царапин из-за неравномерного нажатия отдельных щеток на коллектор и разной твердости, подгорания пластин при неблагоприятной коммутации, оплавления многих из них в случае возникновения кругового огня при перегрузках машины.
Анализ статистических материалов испытаний МПТ в диапазоне мощностей от 100 до 5000 кВт показывает, что средняя скорость износа их заметно зависит от величины окружной скорости коллектора, в особенности в зоне скоростей более 30 м/с.
на практике выражается в виде пробоя корпусной изоляции между обмоткой и пакетом стали якоря, межвитковых замыканий, распайки соединительных петушков коллекторных пластин с обмоткой разрушения бандажа.
При эксплуатации МПТ средней и большой мощности случаи повреждения их обмоток возбуждения практически встречаются очень редко. Эти повреждения обычно происходят в виде пробоя корпусной изоляции между обмоткой возбуждения и магнитной системой машины, или же межвитковых замыканий.
На практике представляет такое же редкое явление, как и повреждения обмоток возбуждения главных полюсов. Они проявляются обычно в виде пробоя корпусной изоляции между обмотками добавочных полюсов и компенсационной и магнитной системой машины.
Из механических частей машины ПТ, наиболее подвергающихся износу и выходящих из строя в процессе их эксплуатации, основными являются: шейка вала подшипники скольжения или качения. Другой важной механической частью МПТ является щеточная траверса с бракетами щеток, которую при необходимости можно поворачивать по окружности в ограниченных пределах для установки щеток на коллекторе в нейтральное положение.
Коммутацией называется процесс переключения секций обмотки из одной параллельной ветви в другую с изменением направления тока в них на обратное. Коммутация считается хорошей, когда процесс изменения тока в секциях не сопровождается искрообразованием между щетками и коллектором и поверхность коллектора остается чистой, не поврежденной при длительной работе машины.
Искрение может быть вызвано: а) механическими причинами; б) электрическими причинами. Способы улучшения коммутации Применение добавочных полюсов для создания коммутирующей ЭДС; Уменьшение реактивной ЭДС; Подбор марки щеток.
