As avarias e reparações mais comuns das máquinas síncronas
Aumento do aquecimento do aço ativo do estator. O aquecimento do aço ativo do estator pode ocorrer devido à sobrecarga da máquina síncrona, bem como curto-circuito nas folhas de carga do núcleo com prensagem fraca na fábrica. Com uma leve compressão do núcleo, o micromovimento das folhas de carga ocorre com uma frequência de reversão de magnetização de 100 Hz / s, bem como com aumento da vibração do aço ativo.
No processo de vibração do aço ativo, ocorre o desgaste do isolamento da chapa. Folhas com isolamento danificado estão em contato umas com as outras e no pacote de aço não isolado resultante correntes parasitas aquecer o núcleo. Nesse caso, pode ocorrer um curto-circuito estendido em todo o orifício do estator ou um desligamento local.
Dependendo da área de curto-circuito nas chapas, pode ocorrer o chamado. "Fogo no ferro", que superaquece muito o isolamento e causa danos. Este fenômeno é perigoso em grandes máquinas síncronas, especialmente geradores de turbina.
Livre-se de um fenômeno tão perigoso no aço ativo da seguinte maneira:
• grande máquinas síncronas possuem medidores de corrente e potência (amperímetros e wattímetros) para que o nível de carga seja facilmente monitorado e medidas de redução de carga possam ser tomadas rapidamente. O aquecimento do enrolamento e do aço ativo é controlado por termopares embutidos no estator para medir a temperatura do enrolamento e do núcleo;
• no caso de um curto-circuito do aço ativo, especialmente de natureza local, esse fenômeno é detectado em uma máquina em funcionamento apenas de ouvido. Uma vibração irritante ocorre e é ouvida aproximadamente no estator onde o aço ativo está encerrado. Para eliminar esse fenômeno, a máquina deve ser desmontada. Normalmente, grandes motores síncronos são feitos com eixos estendidos, o que possibilita remover as blindagens e mover o estator onde você pode trabalhar.
Em seguida, para selar o aço, cunhas de textolite untadas com um dos vernizes adesivos (nº 88, ML-92, etc.) são cravadas nos dentes. Antes que os dentes sejam cravados, o aço ativo é completamente soprado com ar comprimido seco.
Se por algum motivo houver um curto-circuito e derretimento do ferro nos dentes, as áreas danificadas são cuidadosamente cortadas, limpas, verniz seco ao ar é derramado entre as chapas e as chapas são cunhadas. Se depois disso a vibração da coceira não desaparecer, o encunhamento deve ser repetido até que a vibração do aço ativo desapareça completamente.
Em grandes máquinas de alta tensão, a qualidade do reparo e revestimento das chapas é verificada pelo método de indução.
Superaquecimento do enrolamento do estator.A causa mais comum de superaquecimento local dos enrolamentos do estator de máquinas síncronas são os curtos-circuitos por volta. Se ocorrer uma falha de rotação no enrolamento do estator com mistura betuminosa, a máquina desligará com proteção máxima devido a um aumento de corrente na fase defeituosa. No local do circuito de volta, o betume irá derreter, fluir entre as voltas e isolá-las. Aproximadamente 30 a 40 minutos após o endurecimento do betume, a máquina síncrona deve ser iniciada. A experiência de longo prazo confirma o resultado favorável do procedimento descrito para remover danos na bobina.
No entanto, essa restauração do isolamento do estator não pode ser considerada confiável, embora o isolamento restaurado possa funcionar de maneira confiável por um longo tempo até que o motor seja parado para reparos regulares.
Nos enrolamentos do estator de máquinas síncronas, são possíveis falhas semelhantes às falhas nos enrolamentos de motores assíncronos, como sobrecorrente quando a tensão da rede cai. Neste caso, é necessário aumentar a tensão da rede para a nominal.
Superaquecimento da bobina de excitação. Ao contrário do enrolamento do estator das máquinas síncronas, os enrolamentos de campo são alimentados com corrente contínua. Variando a corrente de excitação em uma máquina síncrona, o fator de potência pode ser ajustado. A corrente de excitação é regulada dentro dos valores nominais para cada tipo de máquina síncrona.
À medida que a corrente de campo aumenta, a capacidade de sobrecarga dos motores síncronos aumenta, o fator de potência melhora devido às altas capacidades de compensação de tais máquinas e o nível de tensão na área de operação aumenta.No entanto, à medida que a corrente no enrolamento de campo aumenta, o aquecimento desse enrolamento aumenta e a corrente no enrolamento do estator também aumenta. Portanto, a corrente do enrolamento de campo é regulada para um nível tal que a corrente do enrolamento do estator se torne mínima, o fator de potência seja igual à unidade e a corrente de campo esteja dentro do valor nominal.
Quando o circuito da bobina de campo está fechado, a temperatura da bobina aumenta, o superaquecimento pode ser inaceitável; ocorre vibração do rotor, que pode ser mais forte, a maioria das espiras da bobina são fechadas.
A possibilidade de um curto-circuito no enrolamento de campo é explicada a seguir. Como resultado da secagem e encolhimento do isolamento das bobinas dos pólos, ocorre o movimento das bobinas, em conexão com isso, o isolamento da carcaça e a volta se desgasta, o que por sua vez cria condições para a ocorrência de um curto-circuito entre as espiras e na carcaça do poste.
Falha no enrolamento de campo na partida de motores síncronos. Às vezes, há uma quebra do isolamento do enrolamento de excitação dos motores síncronos no momento inicial da partida. Quando o enrolamento de campo está fechado para a caixa, a operação do motor síncrono é inadmissível.
Para entender as causas de mau funcionamento no processo de partida de motores síncronos, é necessário conhecer sua estrutura.
O estator e os enrolamentos de um motor síncrono são semelhantes em construção ao estator de um motor de indução. O motor síncrono difere do design do rotor de indução.
O rotor de um motor síncrono com velocidade de rotação de até 1500 rpm possui um polo convexo, ou seja, os polos são reforçados em uma estrela do rotor (aro). Os rotores de máquinas de alta velocidade são feitos implicitamente. Nos pólos, hastes de cobre ou latão do enrolamento de partida são inseridas nos orifícios estampados. Bobinas com enrolamentos de campo conectados em série entre si são montadas nos pólos (no topo do isolamento da caixa).
Normalmente, um motor síncrono com uma bobina de partida é iniciado no modo assíncrono. Se o enrolamento de excitação de um motor síncrono estiver cego conectado ao excitador, então o circuito intermediário aparelho excitante não necessariamente; a máquina é colocada em sincronismo ao ser excitada por um excitador permanentemente conectado ao enrolamento de campo.
No entanto, existem esquemas, especialmente em máquinas grandes, quando a excitação é fornecida por um excitador instalado separadamente por meio de um contator de dispositivo de comutação, geralmente tripolar. Tal contator tem a seguinte cinemática: dois polos com contatos normalmente abertos e o terceiro com contato normalmente fechado. Quando o contator está ligado, um contato normalmente fechado abre somente quando os contatos normalmente abertos fecham e vice-versa, eles abrem quando o contato normalmente fechado fecha. Ao ajustar os contatos, deve-se observar rigorosamente a ordem de fechamento e abertura dos mesmos.
Tais exigências ao contator de alimentação de campo se devem ao fato de que se, na partida do motor, o contato normalmente aberto do contator, através do qual o enrolamento de campo é fechado à resistência, se revelar aberto, o isolamento das bobinas será danificado no alojamento. Isso se explica da seguinte maneira.
No momento da ligação, o rotor está parado e a máquina é um transformador, cujo enrolamento secundário é um enrolamento excitante, nas extremidades das quais uma tensão proporcional ao número de voltas pode atingir vários milhares de volts e quebrar através do isolamento do invólucro. Neste caso, o carro é desmontado.
Se o motor síncrono for feito com um eixo estendido, o estator é movido, o pólo danificado é removido e o isolamento da caixa danificado é reparado. O poste é então instalado no local, após o que a resistência de isolamento do invólucro é verificada com um megaohmímetro; a ausência de curto-circuito de uma volta no restante do enrolamento de excitação, aplicando uma tensão alternada aos anéis coletores. No caso de um curto-circuito em uma curva, esta parte do enrolamento aquecerá. O curto-circuito pode ser facilmente encontrado.
Falhas no conjunto da escova e anéis coletores. Durante a operação de motores síncronos, ocorrem falhas no dispositivo da escova e nos anéis coletores por vários motivos. Os principais são os seguintes.
O desgaste intenso do anel no pólo negativo é devido à transferência de partículas de metal para a escova. Quando o anel deslizante se desgasta, sulcos profundos aparecem em sua superfície; as escovas se desgastam rapidamente; não é possível colocar a nova escova corretamente no anel ao substituí-la. Para limitar o desgaste do anel, a polaridade deve ser alterada (ou seja, a conexão do cabo ao curso do porta-escovas deve ser invertida) em intervalos de 3 meses.
Como resultado de fenômenos eletroquímicos sob a ação de uma corrente de um par galvânico, quando a escova toca um anel estacionário em uma atmosfera úmida, aparecem manchas ásperas na superfície dos anéis, como resultado durante a operação da máquina , as escovas são ativadas intensamente e faíscas. Remoção: lixar e polir os anéis.
Para evitar manchas na superfície dos anéis no futuro, uma junta de papelão é colocada sob as escovas (durante o estacionamento prolongado da máquina).
Após a inspeção do aparelho da escova, parece que algumas das escovas nos suportes do porta-escovas apertam sem tocar nos anéis coletores e não estão engatadas. As escovas que permanecem em operação, sobrecarregadas, faíscam e esquentam, ou seja, desgastam-se intensamente. Um possível motivo pode ser o seguinte: as escovas estão bem encaixadas nos porta-escovas, sem tolerâncias; contaminação, encravamento das escovas, fazendo com que fiquem penduradas nos clipes; pressão fraca nas escovas; má ventilação do aparelho de escova; escovas com alta dureza e alto coeficiente de fricção são instaladas.
Equipamentos de proteção: as escovas devem seguir as recomendações do fabricante da máquina; novas escovas devem caber no suporte dos porta-escovas com uma folga de 0,15-0,3 mm; a pressão na escova é ajustada na faixa de 0,0175-0,02 MPa / cm2 (175-200 g / cm2) com uma diferença de pressão permitida dentro de 10%; o aparelho de escova, o isolamento dos anéis deve ser mantido limpo soprando periodicamente com ar comprimido seco; a excentricidade permitida da superfície do anel deslizante deve estar entre 0,03-0,05 mm.
Falhas na gaiola de partida do rotor.
A gaiola de partida do rotor (enrolamento) (semelhante à gaiola de esquilo dos motores assíncronos) é parte integrante dos motores síncronos e é projetada para dar partida em modo assíncrono.
A célula de partida está no modo de partida difícil, é aquecida a uma temperatura de 250 ° C. Quando a velocidade de rotação atinge 95% pn, uma corrente contínua é fornecida à bobina de excitação, o rotor é completamente sincronizado com o piso rotativo do estator e a frequência da rede. Neste caso, a corrente na célula de partida diminui para 0. Assim, durante a aceleração do rotor do motor síncrono na célula de partida, além da temperatura indicada acima, surgem forças eletrodinâmicas e centrífugas que deformar as barras de uma célula e suas conexões de curto-circuito juntaram anéis.
Em alguns casos, após um exame cuidadoso das células de origem, são encontradas quebras de haste, completas ou iniciais, destruição dos anéis em curto-circuito. Esse dano à célula de partida afeta negativamente a partida do motor, que é completamente impossível de dar partida ou não aumenta para a velocidade nominal. Nesse caso, a corrente nas três fases é a mesma.
As falhas na célula de partida são eliminadas por soldagem. Todos os pontos de solda devem ser cuidadosamente verificados, no lado oposto do barramento de conexão, verifique a qualidade da solda das hastes usando um espelho. Em seguida, limpe cuidadosamente e solde qualquer dano.