Die häufigsten Störungen und Reparaturen von Synchronmaschinen

Erhöhte Erwärmung des aktiven Stahls des Stators. Durch Überlastung der Synchronmaschine kann es zu einer Erwärmung des Aktivstahls des Stators sowie zu Kurzschlüssen in den Ladungsblechen des Kerns bei schwacher Pressung im Werk kommen. Bei einer leichten Kompression des Kerns kommt es zu einer Mikrobewegung der Ladungsbleche mit einer Ummagnetisierungsfrequenz von 100 Hz/s sowie zu einer erhöhten Vibration des Aktivstahls.

Bei der Vibration von Aktivstahl kommt es zu einem Verschleiß der Blechisolierung. Bleche mit beschädigter Isolierung stehen in Kontakt miteinander und im daraus resultierenden unisolierten Stahlpaket Wirbelströme Den Kern erhitzen. In diesem Fall kann es zu einem ausgedehnten Kurzschluss über die gesamte Statorbohrung oder zu einer lokalen Abschaltung kommen.

Je nach Bereich des Kurzschlusses in den Blechen kann es zum sogenannten Kurzschluss kommen. „Feuer im Eisen“, das die Isolierung stark überhitzt und zu deren Beschädigung führt. Dieses Phänomen ist bei großen Synchronmaschinen, insbesondere Turbinengeneratoren, gefährlich.

Beseitigen Sie ein so gefährliches Phänomen bei aktivem Stahl wie folgt:

• groß Synchronmaschinen Sie verfügen über Strom- und Leistungsmesser (Amperemeter und Wattmeter), so dass der Lastpegel einfach überwacht und schnell Maßnahmen zur Lastreduzierung ergriffen werden können. Die Erwärmung der Wicklung und des aktiven Stahls wird durch im Stator eingebaute Thermoelemente gesteuert, die die Temperatur der Wicklung und des Kerns messen.

• Im Falle eines Kurzschlusses von aktivem Stahl, insbesondere lokaler Natur, wird dieses Phänomen in einer funktionierenden Maschine nur durch das Gehör wahrgenommen. Es entsteht eine juckende Vibration, die etwa im Stator zu hören ist, wo der aktive Stahl eingeschlossen ist. Um dieses Phänomen zu beseitigen, muss die Maschine zerlegt werden. Normalerweise werden große Synchronmotoren mit verlängerten Wellen hergestellt, was es ermöglicht, die Abschirmungen zu entfernen und den Stator dorthin zu bewegen, wo Sie arbeiten können.

Anschließend werden zur Versiegelung des Stahls mit einem der Haftlacke (Nr. 88, ML-92 etc.) bestrichene Textolithkeile in die Zähne eingetrieben. Vor dem Einschlagen der Zähne wird der Aktivstahl gründlich mit trockener Druckluft durchgeblasen.

Sollte es aus irgendeinem Grund zu einem Kurzschluss und zum Schmelzen von Eisen in den Zähnen kommen, werden die beschädigten Stellen sorgfältig ausgeschnitten, gereinigt, luftgetrockneter Lack zwischen die Bleche gegossen und die Bleche verkeilt. Wenn die Vibration des Juckreizes danach nicht verschwindet, sollte das Einkeilen wiederholt werden, bis die Vibration des aktiven Stahls vollständig verschwindet.

Bei großen Hochspannungsmaschinen wird die Qualität der Reparatur und Auskleidung von Blechen im Induktionsverfahren überprüft.

Überhitzung der Statorwicklung.Die häufigste Ursache für lokale Überhitzungen der Statorwicklungen von Synchronmaschinen sind Kurzschlüsse pro Windung. Tritt ein Drehfehler in der bitumengemischten Statorwicklung auf, schaltet sich die Maschine aufgrund eines Stromanstiegs in der fehlerhaften Phase mit maximalem Schutz ab. An der Stelle des Windungskreises schmilzt das Bitumen, fließt zwischen den Windungen und isoliert diese. Etwa 30-40 Minuten nach dem Aushärten des Bitumens sollte die Synchronmaschine gestartet werden. Langjährige Erfahrungen bestätigen das positive Ergebnis der beschriebenen Vorgehensweise bei der Beseitigung von Spulenschäden.

Eine solche Wiederherstellung der Statorisolierung kann jedoch nicht als zuverlässig angesehen werden, obwohl die wiederhergestellte Isolierung lange Zeit zuverlässig funktionieren kann, bis der Motor für regelmäßige Reparaturen angehalten wird.

In den Statorwicklungen von Synchronmaschinen sind ähnliche Fehler wie in den Wicklungen von Asynchronmotoren möglich, beispielsweise ein Überstrom bei sinkender Netzspannung. In diesem Fall ist es notwendig, die Netzspannung auf den Nennwert zu erhöhen.

Überhitzung der Erregerspule. Im Gegensatz zur Statorwicklung von Synchronmaschinen werden die Feldwicklungen mit Gleichstrom versorgt. Durch Variation des Erregerstroms in einer Synchronmaschine kann der Leistungsfaktor angepasst werden. Der Erregerstrom wird innerhalb der Nennwerte für jeden Synchronmaschinentyp geregelt.

Mit zunehmendem Feldstrom steigt die Überlastfähigkeit von Synchronmotoren, der Leistungsfaktor verbessert sich aufgrund der hohen Kompensationsfähigkeiten solcher Maschinen und das Spannungsniveau in ihrem Betriebsbereich steigt.Wenn jedoch der Strom in der Feldwicklung zunimmt, nimmt die Erwärmung dieser Wicklung zu, und auch der Strom in der Statorwicklung nimmt zu. Daher wird der Feldwicklungsstrom auf ein solches Niveau geregelt, dass der Statorwicklungsstrom minimal wird, der Leistungsfaktor gleich eins ist und der Feldstrom innerhalb des Nennwerts liegt.

Wenn der Stromkreis der Feldspule geschlossen ist, steigt die Spulentemperatur, eine Überhitzung kann unzulässig sein; Wenn es zu Rotorvibrationen kommt, die stärker sein können, sind die meisten Spulenwindungen geschlossen.

Die Möglichkeit eines Kurzschlusses in der Feldwicklung wird wie folgt erläutert. Durch das Austrocknen und Schrumpfen der Isolierung der Polspulen kommt es zu einer Bewegung der Spulen, in diesem Zusammenhang verschleißt die Isolierung des Gehäuses und der Windung, was wiederum Voraussetzungen für das Auftreten von a schafft Kurzschluss zwischen den Windungen und am Polgehäuse.

Ausfall der Feldwicklung beim Starten von Synchronmotoren. Manchmal kommt es beim ersten Start von Synchronmotoren zu einem Isolationsausfall der Erregerwicklung. Bei geschlossener Feldwicklung zum Gehäuse ist der Betrieb des Synchronmotors unzulässig.

Um die Ursachen von Störungen beim Starten von Synchronmotoren zu verstehen, ist es notwendig, deren Struktur zu kennen.

Der Stator und die Wicklungen eines Synchronmotors ähneln im Aufbau dem Stator eines Induktionsmotors. Der Synchronmotor unterscheidet sich vom Induktionsrotordesign.

Der Rotor eines Synchronmotors mit einer Drehzahl von bis zu 1500 U/min hat einen konvexen Pol, d. h. die Pole sind auf einem Rotorstern (Rand) verstärkt. Die Rotoren von Hochgeschwindigkeitsmaschinen werden implizit hergestellt. In den Polen werden Kupfer- oder Messingstäbe der Startwicklung in die gestanzten Löcher eingeführt. An den Polen (oben auf der Gehäuseisolierung) sind Spulen mit in Reihe geschalteten Feldwicklungen montiert.

Normalerweise wird ein Synchronmotor mit einer Startspule im Asynchronmodus gestartet. Wenn die Erregerwicklung eines Synchronmotors blind mit dem Erreger verbunden ist, dann der Zwischenkreis spannendes Gerät nicht unbedingt; Die Synchronisierung der Maschine erfolgt durch Erregung durch einen fest mit der Feldwicklung verbundenen Erreger.

Insbesondere bei großen Maschinen gibt es jedoch Regelungen, bei denen die Erregung von einem separat installierten Erreger über ein meist dreipoliges Schaltgerät-Schütz erfolgt. Ein solches Schütz weist folgende Kinematik auf: zwei Pole mit Schließerkontakten und der dritte mit einem Öffnerkontakt. Wenn das Schütz eingeschaltet ist, öffnet ein Öffnerkontakt nur, wenn die Schließerkontakte schließen, und umgekehrt öffnen sie, wenn der Öffnerkontakt schließt. Bei der Einstellung der Kontakte ist unbedingt die Reihenfolge ihres Schließens und Öffnens einzuhalten.

Solche Anforderungen an das Feldversorgungsschütz sind darauf zurückzuführen, dass sich herausstellt, dass beim Starten des Motors der normalerweise offene Kontakt des Schützes, durch den die Feldwicklung gegen Widerstand geschlossen wird, geöffnet ist, die Isolierung der Spulen am Gehäuse beschädigt werden. Dies wird wie folgt erklärt.

Im Moment des Einschaltens steht der Rotor still und die Maschine ist ein Transformator, dessen Sekundärwicklung eine Erregerwicklung ist, an deren Enden eine der Windungszahl proportionale Spannung mehrere tausend Volt erreichen und abbrechen kann durch die Isolierung am Gehäuse. In diesem Fall wird das Auto zerlegt.

Wenn der Synchronmotor mit verlängerter Welle ausgeführt wird, wird der Stator verschoben, der beschädigte Pol entfernt und die beschädigte Gehäuseisolierung repariert. Anschließend wird der Pfosten montiert und anschließend der Isolationswiderstand zum Gehäuse mit einem Megaohmmeter überprüft; das Fehlen eines Kurzschlusses einer Windung in der restlichen Erregerwicklung durch Anlegen einer Wechselspannung an die Schleifringe. Bei einem Windungskurzschluss erwärmt sich dieser Teil der Wicklung. Der Kurzschluss kann leicht gefunden werden.

Fehler in der Bürstenbaugruppe und den Schleifringen. Beim Betrieb von Synchronmotoren kommt es aus verschiedenen Gründen zu Störungen in der Bürsten- und Schleifringanordnung. Die wichtigsten sind die folgenden.

Ein starker Verschleiß des Rings am Minuspol ist auf die Übertragung von Metallpartikeln auf die Bürste zurückzuführen. Wenn der Gleitring verschleißt, entstehen auf seiner Oberfläche tiefe Rillen; Bürsten nutzen sich schnell ab; Beim Austausch ist es nicht möglich, die neue Bürste richtig auf dem Ring zu platzieren. Um den Ringverschleiß zu begrenzen, sollte die Polarität alle 3 Monate geändert werden (dh die Kabelverbindung zum Bürstenhalterhub sollte umgekehrt werden).

Als Folge elektrochemischer Phänomene unter Einwirkung eines Stroms aus einem galvanischen Paar entstehen beim Berühren eines stationären Rings in einer feuchten Atmosphäre durch die Bürste raue Stellen auf der Oberfläche der Ringe, wodurch während des Betriebs der Maschine Die Bürsten werden intensiv aktiviert und sprühen Funken. Ausbau: Ringe schleifen und polieren.

Um in Zukunft Flecken auf der Oberfläche der Ringe zu vermeiden, wird eine Pressspandichtung unter die Bürsten gelegt (bei längerem Abstellen der Maschine).

Bei der Inspektion der Bürstenvorrichtung stellt sich heraus, dass einige der Bürsten in den Bürstenhalterhalterungen festgezogen werden, ohne die Schleifringe zu berühren, und dass sie nicht eingerastet sind. Bürsten, die in Betrieb bleiben, überlastet sind, Funken erzeugen und sich erhitzen, das heißt, sie verschleißen intensiv. Ein möglicher Grund kann folgender sein: Die Bürsten sitzen fest und ohne Toleranzen in den Halterungen der Bürstenhalter. Verschmutzung, Verklemmen der Bürsten, wodurch diese in den Klammern hängen bleiben; schwacher Druck auf die Bürsten; schlechte Belüftung des Bürstenapparates; Es werden Bürsten mit hoher Härte und hohem Reibungskoeffizienten verbaut.

Schutzausrüstung: Bürsten müssen den Empfehlungen des Maschinenherstellers entsprechen; neue Bürsten sollten mit einem Spalt von 0,15–0,3 mm in die Halterung der Bürstenhalter passen; der Druck auf die Bürste wird im Bereich von 0,0175–0,02 MPa/cm2 (175–200 g/cm2) mit einer zulässigen Druckdifferenz innerhalb von 10 % eingestellt; Bei der Bürstenvorrichtung muss die Isolierung der Ringe durch regelmäßiges Ausblasen mit trockener Druckluft sauber gehalten werden. Der zulässige Rundlauf der Schleifringoberfläche sollte zwischen 0,03 und 0,05 mm liegen.

Fehler im Rotorstartkäfig.

Der Anlaufkäfig des Rotors (Wicklung) (ähnlich dem Käfigläufer von Asynchronmotoren) ist ein integraler Bestandteil von Synchronmotoren und dient dazu, diese im Asynchronbetrieb zu starten.

Die Startzelle befindet sich im Hartstartmodus, sie wird auf eine Temperatur von 250 °C erhitzt. Wenn die Drehzahl 95 % pn erreicht, wird der Erregerspule Gleichstrom zugeführt, der Rotor ist vollständig mit dem rotierenden Boden der Zelle synchronisiert Stator und der Netzfrequenz. In diesem Fall sinkt der Strom in der Startzelle auf 0. Somit entstehen bei der Beschleunigung des Rotors des Synchronmotors in der Startzelle zusätzlich zu der oben angegebenen Temperatur elektrodynamische und Zentrifugalkräfte verformen sich die Stäbe einer Zelle und durch ihre Kurzschlussverbindungen verbundene Ringe.

In einigen Fällen werden bei sorgfältiger Untersuchung der Quellzellen Stabbrüche, vollständige oder anfängliche Zerstörung der kurzgeschlossenen Ringe festgestellt. Eine solche Beschädigung der Starterzelle beeinträchtigt den Motorstart, der entweder völlig unmöglich ist oder nicht auf die Nenndrehzahl ansteigt. In diesem Fall ist der Strom durch alle drei Phasen gleich.

Störungen in der Startzelle werden durch Löten behoben. Alle Lötstellen sollten sorgfältig überprüft werden. Überprüfen Sie auf der gegenüberliegenden Seite des Verbindungsbusses die Qualität der Lötung der Stäbe mithilfe eines Spiegels. Anschließend eventuelle Beschädigungen sorgfältig reinigen und verlöten.