Die häufigsten Fehler bei Gleichstrommaschinen

Bürstenfunken von Gleichstrommaschinen.

Bürstenlichtbögen können aus verschiedenen Gründen verursacht werden, weshalb das Servicepersonal das Schleifkontaktsystem und die Bürstenvorrichtung genau überwachen muss. Die Hauptursachen hierfür sind mechanischer (mechanischer Lichtbogen) und elektromagnetischer (elektromagnetischer Lichtbogen).

Die mechanischen Ursachen der Funkenbildung sind unabhängig von der Belastung. Die Bildung von Bürstenbögen kann durch Erhöhen oder Verringern des Bürstendrucks und, wenn möglich, durch Verringern der Umfangsgeschwindigkeit verringert werden.

Bei einem mechanischen Funken breiten sich grüne Funken brennend über die gesamte Pinselbreite aus Kollektor nicht natürlich, ungeordnet. Die mechanische Funkenbildung der Bürsten wird verursacht durch: lokale oder allgemeine Schläge, Kratzer auf der Gleitfläche des Kollektors, Kratzer, hervorstehender Glimmer, schlechte Nut des Kollektors (Schnitt des Glimmers zwischen den Kollektorplatten), fester oder lockerer Sitz der Bürsten in den Bürstenhaltern, die Flexibilität der Klemmen, die Bürstenvibrationen, Maschinenvibrationen usw. verursachen.

Elektromagnetische Ursachen für Bürstenfunken sind schwieriger zu identifizieren.Die durch elektromagnetische Phänomene verursachte Funkenbildung variiert proportional zur Last und hängt kaum von der Geschwindigkeit ab.

Der elektromagnetische Funke ist normalerweise blau-weiß. Die Funken sind kugelförmig oder tropfenförmig. Das Abbrennen der Kollektorplatten ist ein natürlicher Vorgang, wodurch die Ursache der Funkenbildung ermittelt werden kann.

Wenn in der Wicklung und den Ausgleichern ein Kurzschluss auftritt, die Lötung unterbrochen ist oder ein direkter Bruch auftritt, ist der Funke unter den Bürsten ungleichmäßig und die verbrannten Platten befinden sich im Abstand von einem Pol entlang des Kollektors.

Funken die Bürsten unter den Klemmen eines Pols stärker als unter den Klemmen der anderen Pole, liegt eine Drehung oder ein Kurzschluss in den Wicklungen einzelner Haupt- oder Zusatzpole vor; Die Bürsten sind nicht richtig positioniert oder ihre Breite ist größer.

Darüber hinaus sind bei Gleichstrommaschinen weitere Verstöße zu beobachten:

• Eine Verschiebung des Bürstenkreuzes aus der Neutralstellung führt zu Funkenbildung und Erwärmung der Bürsten und des Kollektors.

• die Verformung der Gleitfläche des Kollektors führt zu Vibrationen und Funkenflug der Bürsten;

• Die Asymmetrie des Magnetfelds führt zu einer Verringerung der reaktiven EMF-Schwelle, beeinträchtigt die Schaltfähigkeit der Maschine, was wiederum zu Funkenbildung an den Bürsten führt. Das Magnetfeld der Maschine ist symmetrisch, wenn die korrekte Kreisteilung zwischen den Laschen der Haupt- und Hilfspole genau eingehalten wird und die berechneten Abstände unter den Polen eingehalten werden.

Bei großen Maschinen erfolgt die Einstellung elektromagnetischer Schaltkreise nach der Methode der funkenfreien Zone.

Erhöhte Erwärmung der Gleichstrommaschine.

In einer Gleichstrommaschine gibt es mehrere Wärmequellen, die alle ihre Elemente erhitzen.

Der Begriff der erhöhten Erwärmung der Isolierung beinhaltet das Überschreiten der zulässigen Grenze der in der elektrotechnischen Industrie anerkannten Wärmewiderstandsklassen der Isolierung.

In der Praxis elektrotechnischer Anlagen in unserem Land wurde die Regel eingeführt, einen gewissen Spielraum für die Wärmebeständigkeit der Isolierung zu schaffen, indem Arbeitstemperaturen einer niedrigeren Klasse als die der verwendeten Isolierung verwendet werden. Die meisten Maschinen werden jetzt mit Wärmeklasse F hergestellt Isolierung; Das bedeutet, dass die zulässigen Erwärmungen der Wicklungen denen der Klasse B entsprechen müssen, d. h. ca. 80 °C. Diese Regel wurde aufgrund der versehentlichen Zerstörung der Isolierung der Wicklungen von Walzenmaschinen durch hohe Temperaturen eingeführt.

Eine Überhitzung von Gleichstrommaschinen kann verschiedene Ursachen haben.

Bei Überlastung von Maschinen kommt es aufgrund der von Ankerwicklung, Zusatzpolen, Ausgleichswicklung und Feldwicklung erzeugten Wärme zu einer allgemeinen Überhitzung. Die Belastung großer Maschinen wird mit einem Amperemeter überwacht und die Erwärmung der Wicklungen wird durch Geräte gesteuert, die an Sensoren angeschlossen sind, die in verschiedenen isolierten Elementen der Maschine montiert sind – Ankerwicklung, Zusatzpole, Ausgleichswicklung, Erregerwicklung. Bei besonders kritischen Großzylindermotoren, die unter erschwerten Bedingungen betrieben werden, werden im Bedienerkontrollraum und im Maschinenraum Signale angezeigt, die darauf hinweisen, dass die Temperatur der Maschine den Grenzwert erreicht hat.

Eine Überhitzung kann durch die hohe Temperatur des Raums, in dem die Maschinen aufgestellt sind, verursacht werden.Dies kann auf eine unzureichende Belüftung im Maschinenraum zurückzuführen sein. Alle Luftkanäle müssen funktionsfähig, sauber und transportabel sein. Die Filter müssen systematisch gereinigt werden, indem die Siebe durch Mineralöl gezogen werden.

Luftkühler sind manchmal mit Mikroorganismen verstopft, die den Wasserfluss behindern. In regelmäßigen Abständen werden die Luftkühler rückgespült.

In die Maschine eindringender Schmutz (Staub) trägt zur Erwärmung bei. So haben die durchgeführten Untersuchungen an Elektromotoren gezeigt, dass Kohlenstaub mit einer Schicht von 0,9 mm, der auf die Wicklungen fällt, zu einem Temperaturanstieg von 10 °C beiträgt.

Eine Verstopfung der Wicklungen, Lüftungskanäle aus Aktivstahl und der Außenhülle der Maschine ist nicht akzeptabel, da dadurch eine Wärmeisolierung entsteht und ein Temperaturanstieg gefördert wird.

Überhitzung der Ankerwicklung der Gleichstrommaschine.

Im Anker kann die größte Wärmemenge abgegeben werden. Die Gründe können unterschiedlich sein.

Durch Überlastung wird die gesamte Maschine, einschließlich des Ankers, erhitzt. Wenn die Maschine bei niedrigen Drehzahlen arbeitet, aber eigenbelüftet ausgeführt ist, verschlechtern sich die Belüftungsbedingungen und der Anker überhitzt.

Der Kollektor als integraler Bestandteil der Vorrichtung hilft beim Aufwärmen der Maschine. Unter folgenden Umständen kann die Kollektortemperatur deutlich ansteigen:

• konstanter Betrieb der Maschine mit maximaler Leistung;

• falsch ausgewählte Bürsten (hart, hoher Reibungskoeffizient);

• Im Maschinenraum, in dem die elektrischen Maschinen installiert sind, ist die Luftfeuchtigkeit niedrig. In diesem Fall erhöht sich der Reibungskoeffizient der Bürsten, die Bürsten beschleunigen und erwärmen den Kollektor.

Die Anforderung, in Maschinenräumen eine ausreichende Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten, ergibt sich aus der Notwendigkeit, sicherzustellen, dass zwischen der Bürste und der Gleitfläche des Kollektors ein Nassfilm als Schmierelement vorhanden ist.

Ein ungleichmäßiger Luftspalt kann eine der Ursachen für eine Überhitzung der Ankerwicklung sein. Bei einem ungleichmäßigen Luftspalt im Teil der Ankerwicklung wird eine EMK induziert, wodurch Ausgleichsströme in der Wicklung entstehen. Bei erheblichen Unebenheiten der Spalte kommt es zu einer Erwärmung der Spule und einer Funkenbildung am Bürstenapparat.

Wie bereits erwähnt, kommt es zu einer Verzerrung des Magnetfelds einer Gleichstrommaschine aufgrund der Unebenheiten der Luftspalte unter den Polen und auch bei falscher Einschaltung der Wicklungen der Haupt- und Hilfspole zu einer Drehung des Stromkreises in den Spulen der Hauptpole, was zu Ausgleichsströmen führt, die zu einer Erwärmung der Spule und Funkenbildung an den Bürsten führen, ist an einem Pol stärker als am anderen.

Im Falle eines Spinkreises in der Ankerwicklung kann die Maschine längere Zeit nicht arbeiten, da durch Überhitzung der kurzgeschlossene Abschnitt und der aktive Stahl im Zentrum der Entwicklung des Spinkreises durchbrennen können.

Eine Verschmutzung der Ankerwicklung isoliert diese, beeinträchtigt die Wärmeableitung aus der Wicklung und trägt dadurch zur Überhitzung bei.

Entmagnetisierung und Ummagnetisierung des Generators. Ein parallel erregter Gleichstromgenerator kann vor dem ersten Start nach der Installation entmagnetisiert werden. Ein laufender Generator wird entmagnetisiert, wenn die Bürsten aus der Neutralstellung in Ankerdrehrichtung verschoben werden.Dadurch wird der von der Parallelfeldspule erzeugte magnetische Fluss reduziert.

Eine Entmagnetisierung und anschließende Umkehrung der Magnetisierung des parallel erregten Generators ist beim Starten der Maschine möglich, wenn der Magnetfluss des Ankers die Magnetisierung der Hauptpole umkehrt und ihre Polarität ändert. Erregerspule. Dies geschieht, wenn der Generator beim Start an das Stromnetz angeschlossen wird.

Der Restmagnetismus und die Polarität des Generators werden durch Magnetisieren der Erregerspule von einer externen Quelle mit reduzierter Spannung wiederhergestellt.

Beim Starten des Motors erhöht sich dessen Drehzahl übermäßig. Zu den Hauptfehlern von Gleichstrommaschinen, die zu einem übermäßigen Anstieg der Drehzahl führen, gehören:

• gemischte Erregung – Parallel- und Reihenerregerwicklungen sind in entgegengesetzter Richtung geschaltet. In diesem Fall ist der resultierende magnetische Fluss beim Starten des Elektromotors gering. In diesem Fall steigt die Geschwindigkeit stark an, der Motor schaltet möglicherweise auf „anders“. Die Einbeziehung von Parallel- und Serienwicklungen muss koordiniert werden;

• gemischte Erregung – die Bürsten werden von Neutral auf Rotation geschaltet. Dies wirkt sich auf die Entmagnetisierung des Motors aus, der magnetische Fluss wird schwächer, die Drehzahl steigt. Bürsten sollten auf Neutral eingestellt sein;

• Serienerregung – Leerlaufstart des Motors ist zulässig. Der Motor verliert seine Drehzahl;

• bei Parallelwicklung Schaltung drehen – die Motordrehzahl erhöht sich. Je mehr Windungen der Feldwicklung nahe beieinander liegen, desto geringer ist der magnetische Fluss im Motorerregungssystem.Geschlossene Spulen müssen neu gewickelt und ersetzt werden.

Auch andere Fehlfunktionen sind beispielsweise möglich.

Die Bürsten sind in Motordrehrichtung aus der Neutralstellung versetzt. Die Maschine wird magnetisiert, das heißt, das Magnetfeld nimmt zu, die Motordrehzahl nimmt ab. Die Traverse sollte auf Neutral eingestellt sein.

Ankerwicklung öffnen oder kurzschließen. Die Motordrehzahl wird drastisch reduziert oder der Anker dreht sich überhaupt nicht. Pinsel leuchten hell. Es ist zu beachten, dass bei einem Wicklungsbruch die Kollektorplatten nach zwei Polteilungen durchbrennen. Dies liegt daran, dass sich bei einer Unterbrechung der Wicklung an einer Stelle die Spannung und der Strom unter der Bürste verdoppeln, wenn der Stromkreis unterbrochen ist. Wenn an zwei Stellen daneben eine Unterbrechung auftritt, verdreifachen sich Spannung und Strom unter der Bürste usw. Eine solche Maschine muss sofort zur Reparatur angehalten werden, da sonst der Kollektor beschädigt wird.

Der Motor „schaukelt“, wenn der magnetische Fluss in der Feldspule geschwächt wird. Bis zu einer bestimmten Drehzahl arbeitet der Motor geräuschlos, dann beginnt bei steigender Drehzahl (innerhalb der Passdaten) durch die Abschwächung des Feldes in der Erregerspule der Motor stark zu „pumpen“, d.h. es kommt zu starken Schwankungen Strom und Geschwindigkeit. In diesem Fall ist eine von mehreren Fehlfunktionen möglich:

• Die Bürsten sind vom Neutralpunkt zur Drehrichtung versetzt. Dadurch erhöht sich, wie oben erwähnt, die Drehzahl des Ankers.Der geschwächte Fluss der Erregerspule wird durch die Reaktion des Ankers beeinflusst, in diesem Fall kommt es zu einer Zunahme, dann zu einer Schwächung des magnetischen Flusses und dementsprechend ändert sich die Drehfrequenz des Ankers im „Schwing“-Modus;

• Bei gemischter Erregung wird die Reihenwicklung antiparallel eingeschaltet, wodurch der Magnetfluss der Maschine geschwächt wird, die Drehzahl hoch wird und der Anker in den „Schwing“-Modus wechselt.

Für die 5000-kW-Maschine wurden die Abstände der Hauptpfosten gegenüber der Werksform von 7 auf 4,5 mm geändert. Die maximal verwendete Drehzahl beträgt 75 % des Nennwerts. Nach einigen Jahren erhöht sich dann die Drehfrequenz auf 90-95 % im Vergleich zum Nennwert, wodurch der Anker strom- und strommäßig stark zu „schwingen“ beginnt Rotationsfrequenz.

Es ist nur möglich, die normale Position einer großen Maschine wiederherzustellen, indem der Luftspalt unter den Hauptsäulen je nach Form von 4,5 mm auf 7 mm wiederhergestellt wird. Jede Maschine, insbesondere eine große, sollte nicht „schwanken“ dürfen.