As falhas mais comuns em máquinas DC

Faíscas de escova de máquinas DC.

O arco elétrico da escova pode ser causado por uma variedade de razões que exigem que o pessoal de serviço monitore de perto o sistema de contato deslizante e o aparelho da escova. As principais dessas causas são mecânicas (arco mecânico) e eletromagnéticas (arco eletromagnético).

As causas mecânicas das faíscas são independentes da carga. O arco da escova pode ser reduzido aumentando ou diminuindo a pressão da escova e, se possível, diminuindo a velocidade periférica.

Com uma faísca mecânica, faíscas verdes se espalham por toda a largura da escova, queimando colecionador não naturalmente, desordenadamente. As faíscas mecânicas das escovas são causadas por: batidas locais ou gerais, arranhões na superfície deslizante do coletor, arranhões, mica saliente, sulco ruim do coletor (corte da mica entre as placas coletoras), encaixe apertado ou solto das escovas nos porta-escovas, a flexibilidade das pinças causando vibrações nas escovas, vibrações da máquina, etc.

Causas eletromagnéticas de faíscas nas escovas são mais difíceis de identificar.A faísca causada por fenômenos eletromagnéticos varia em proporção à carga e depende pouco da velocidade.

A faísca eletromagnética é geralmente azul-esbranquiçada. As faíscas são esféricas ou em forma de gotas. A queima das placas coletoras é natural, pelo que é possível determinar a causa do centelhamento.

Se ocorrer um curto-circuito no enrolamento e equalizadores, a solda for quebrada ou ocorrer uma quebra direta, a faísca será desigual sob as escovas e as placas queimadas ficarão localizadas ao longo do coletor a uma distância de um pólo.

Se as escovas sob as pinças de um pólo faiscarem mais do que sob as pinças dos outros pólos, significa que houve rotação ou curto-circuito nos enrolamentos de cada pólo principal ou adicional; as escovas não estão posicionadas corretamente ou sua largura é maior.

Além disso, violações adicionais podem ser observadas em máquinas DC:

• o deslocamento da cruzeta da escova do neutro causa centelhamento e aquecimento das escovas e do coletor;

• a deformação da superfície deslizante do coletor causa vibrações e faíscas das escovas;

• a assimetria do campo magnético causa uma diminuição no limiar EMF reativo, prejudica a capacidade de comutação da máquina, o que, por sua vez, causa faíscas nas escovas. O campo magnético da máquina é simétrico se o passo circular correto entre os ressaltos dos polos principal e auxiliar for rigorosamente observado e as folgas calculadas sob os polos forem mantidas.

Para máquinas grandes, o ajuste dos circuitos eletromagnéticos é realizado pelo método da zona livre de faíscas.

Aumento do aquecimento da máquina DC.

Em uma máquina DC, existem várias fontes de calor que aquecem todos os seus elementos.

O conceito de aquecimento aumentado do isolamento inclui a passagem pelo limite permitido das classes de resistência ao calor do isolamento aceitas na indústria eletrotécnica.

Na prática das instalações de engenharia elétrica em nosso país, foi introduzida uma regra para criar uma certa margem para a resistência térmica do isolamento, tomando temperaturas de trabalho com classe inferior ao isolamento utilizado. A maioria das máquinas agora é fabricada com classe térmica F isolamento; isso significa que os aumentos de temperatura permitidos para os enrolamentos devem ser os mesmos da classe B, ou seja, aproximadamente 80 ° C. Esta regra foi introduzida devido à destruição acidental do isolamento dos enrolamentos das máquinas de rolos devido a altas temperaturas.

O superaquecimento de máquinas CC pode ser causado por vários motivos.

Quando as máquinas estão sobrecarregadas, ocorre um superaquecimento geral devido ao calor gerado pelo enrolamento da armadura, polos adicionais, enrolamento de compensação e enrolamento de campo. A carga em máquinas grandes é monitorada por um amperímetro e o aquecimento dos enrolamentos é controlado por dispositivos conectados a sensores montados em vários elementos isolados da máquina - enrolamento da armadura, pólos adicionais, enrolamento de compensação, enrolamento de excitação. Para motores de grandes cilindradas particularmente críticos que operam em condições severas, são exibidos sinais na sala de controle do operador e na sala de máquinas, avisando que a temperatura da máquina atingiu o valor limite.

O superaquecimento pode ser causado pela alta temperatura da sala onde as máquinas estão instaladas.Isso pode ser devido à ventilação inadequada na sala de máquinas. Todos os dutos de ar devem poder ser reparados, limpos e transportáveis. Os filtros devem ser limpos sistematicamente passando as peneiras por óleo mineral.

Os refrigeradores de ar às vezes ficam entupidos com microorganismos que impedem o fluxo de água. Periodicamente, os resfriadores de ar são lavados.

A sujidade (poeira) que entra na máquina contribui para o aquecimento. Assim, os estudos realizados de motores elétricos mostraram que o pó de carvão com uma camada de 0,9 mm caindo nos enrolamentos contribui para um aumento de temperatura de 10 ° C.

O entupimento dos enrolamentos, dutos de ventilação de aço ativo, invólucro externo da máquina é inaceitável, pois cria isolamento térmico e estimula o aumento da temperatura.

Superaquecimento do enrolamento da armadura da máquina DC.

A maior quantidade de calor pode ser liberada na armadura. As razões podem ser diferentes.

Sobrecarregar toda a máquina, incluindo a armadura, irá aquecer. Se a máquina trabalhar em baixas velocidades, mas for autoventilada, as condições de ventilação se deterioram, a armadura superaquecerá.

O coletor, como parte integrante do dispositivo, ajudará a aquecer a máquina. A temperatura do coletor pode aumentar significativamente nas seguintes circunstâncias:

• operação constante da máquina na potência máxima;

• escovas selecionadas incorretamente (duras, alto coeficiente de fricção);

• na casa das máquinas, onde estão instaladas as máquinas elétricas, a umidade do ar é baixa. Nesse caso, o coeficiente de atrito das escovas aumenta, as escovas aceleram e aquecem o coletor.

A exigência de manter a umidade do ar adequada nas casas de máquinas é ditada pela necessidade de garantir a presença de uma película úmida entre a escova e a superfície deslizante do coletor como elemento lubrificante.

Um entreferro irregular pode ser uma das causas do superaquecimento do enrolamento da armadura. Com um entreferro desigual na parte do enrolamento da armadura, uma fem é induzida, como resultado das correntes de equalização que surgem no enrolamento. Com desnível significativo das folgas, causam aquecimento da bobina e faíscas do aparelho da escova.

A distorção do campo magnético de uma máquina DC ocorre, conforme observado, devido ao desnível dos entreferros sob os pólos, e também quando os enrolamentos dos pólos principal e auxiliar são ligados incorretamente, uma rotação do circuito nas bobinas dos pólos principais, o que causa correntes de equalização, que causam aquecimento da bobina e centelhamento das escovas em um pólo é mais forte que no outro.

No caso de um circuito giratório no enrolamento da armadura, a máquina não pode funcionar por muito tempo, pois devido ao superaquecimento, a seção em curto-circuito e o aço ativo podem queimar no centro do desenvolvimento do circuito giratório.

A contaminação do enrolamento da armadura o isola, prejudica a dissipação de calor do enrolamento e, como resultado, contribui para o superaquecimento.

Desmagnetização do gerador e reversão da magnetização. Um gerador CC com excitação paralela pode ser desmagnetizado antes de sua primeira partida após a instalação.Um gerador em funcionamento é desmagnetizado se as escovas forem deslocadas do neutro na direção de rotação da armadura.Isso reduz o fluxo magnético gerado pela bobina de campo paralelo.

A desmagnetização e, em seguida, a reversão da magnetização do gerador de excitação paralela, é possível ao iniciar a máquina, quando o fluxo magnético da armadura inverte a magnetização dos pólos principais e muda sua polaridade. bobina de excitação. Isso acontece quando o gerador é conectado à rede elétrica na partida.

O magnetismo residual e a polaridade do gerador são restaurados pela magnetização da bobina de excitação de uma fonte externa de tensão reduzida.

Ao ligar o motor, sua velocidade aumenta excessivamente. As principais falhas em máquinas DC que causam o aumento excessivo da velocidade incluem as seguintes:

• excitação mista — enrolamentos de excitação paralelos e em série são conectados em direções opostas. Nesse caso, ao ligar o motor elétrico, o fluxo magnético resultante é pequeno. Neste caso, a velocidade aumentará drasticamente, o motor pode mudar para «diferente». A inclusão de enrolamentos paralelos e em série deve ser coordenada;

• excitação mista - as escovas são deslocadas de neutro para rotação. Isso atua na desmagnetização do motor, o fluxo magnético enfraquece, a velocidade aumenta. As escovas devem ser ajustadas para neutro;

• excitação em série — partida sem carga do motor é permitida. O motor ficará sem velocidade;

• no enrolamento paralelo, gire o circuito - a velocidade do motor aumenta. Quanto mais voltas do enrolamento de campo próximas umas das outras, menor será o fluxo magnético no sistema de excitação do motor.As bobinas fechadas devem ser rebobinadas e substituídas.

Outras avarias também são possíveis, por exemplo.

As escovas são deslocadas do ponto morto na direção da rotação do motor. A máquina é magnetizada, ou seja, o campo magnético aumenta, a velocidade do motor diminui. A cruzeta deve ser ajustada para neutro.

Abra ou curto-circuite o enrolamento da armadura. A velocidade do motor é reduzida drasticamente ou a armadura não gira. Pincéis brilham intensamente. Deve ser lembrado que se houver uma quebra no enrolamento, as placas coletoras queimarão após duas divisões de pólos. Isso se deve ao fato de que, quando há uma interrupção no enrolamento em um local, a tensão e a corrente sob a escova dobram quando o circuito é interrompido. Se houver uma quebra em dois locais próximos a ela, a tensão e a corrente sob a escova serão triplicadas, etc. Essa máquina deve ser imediatamente parada para reparo, caso contrário, o coletor será danificado.

O motor "balança" quando o fluxo magnético na bobina de campo é enfraquecido. O motor funciona silenciosamente até uma determinada velocidade, então quando a velocidade aumenta (dentro dos dados do passaporte) devido ao enfraquecimento do campo na bobina de excitação, o motor começa a "bombear" fortemente, ou seja, há fortes flutuações no corrente e velocidade. Neste caso, uma das várias avarias é possível:

• as escovas são deslocadas do ponto morto para o sentido de rotação. Isso, como afirmado acima, aumenta a velocidade de rotação da armadura.O fluxo enfraquecido da bobina de excitação é afetado pela reação da armadura, neste caso há um aumento, depois um enfraquecimento do fluxo magnético e, consequentemente, a frequência de rotação da armadura muda no modo "swing";

• com excitação mista, o enrolamento em série é ligado em antiparalelo, com o que o fluxo magnético da máquina será enfraquecido, a velocidade de rotação será alta e a armadura entrará no modo "oscilação".

Para a máquina de 5000 kW, as folgas dos postes principais do formato de fábrica foram alteradas de 7 para 4,5 mm. A velocidade máxima utilizada é de 75% da nominal. Depois de alguns anos, a frequência de rotação aumenta para 90-95% em relação à nominal, pelo que a armadura começa a "oscilar" fortemente em termos de corrente e frequência de rotação.

É possível restaurar a posição normal de uma máquina grande apenas restaurando o entreferro sob os pilares principais, de acordo com a forma, de 4,5 mm a 7 mm. Qualquer máquina, especialmente uma grande, não deve "balançar".