Ремонт колекторів

Натиснення окремих щіток на колектор не повинно відрізнятися більш ніж на 10% від середнього значення, інакше через щітки з більшим натисненням проходитиме значно більший струм, чим через всі останні. Це приводить до підвищеного їх нагріву, а також нерівномірного зносу колектора.

Під час роботи відбувається ослаблення нажимних пружин в щіткотримачах. Причиною значного ослаблення може бути струм, що проходить через пружину або поганому контакті наконечников струмопровідних проводів щітки з бракетом або їх обриві. Струм нагріває пружину і приводить до її відпалу.

Натиснення на щітку 3 (Рис. 8), пружиною, вимірюють динамометром 4, закріпленим за важіль 5 в тому місці, де він тисне на щітку. Між щіткою і колектором 1 прокладають лист паперу. Плавно натягуючи динамометр за гачок, помічають його свідчення в мить, коли папір може бути без зусилля витягнутий. Воно відповідатиме натисненню щітки на колектор, яке повинне бути витримано в межах, що рекомендуються для даної машини.

Рис. 8. Вимірювання зусилля натиснення на щітку

1 - колектор, 2 - палець щіткотримача, 3 - щітка, 4 - динамометр, 5 - важіль

Зазор h між щіткотримачем і коллектором впливає на стійкість щітки. При великих зазорах щітка перекошується і важко її ковзає в обоймі щіткотримача. У крупних машинах величину h витримують в межах 2- 4 мм, в машинах меншої потужності - від 1 до 2, 5 мм.

Поверхня гнізда у щіткотримача повинна бути рівної і гладкої з ледве помітними слідами механічної обробки. Зазор між щіткою і стінкою обойми у напрямі дотичної до поверхні колектора повинен знаходитися в межах 0, 1-0, 25 мм (великі значення для великих розмірів щіток). Більший зазор приводить до перекосу щітки і утрудненого переміщення в радіальному напрямі, що погіршує її контакт з колектором. Перекіс особливо шкідливий для реверсивних машин, оскільки при зміні напряму обертання щітка нахиляється в протилежну сторону, що приводить до зменшення її поверхні прилягання до колектора. У аксіальному напрямі (по осі коллектора) допускається декілька більший люфт щітки в обоймі (0, 2- 0, 5 мм).

Послідовність операцій при обробці робочою поверхні колектора приведена на Рис. 9.

Глибокі подгари, кільцеві канавки, підвищене биття робочої поверхні усувають проточкою колектора, знімаючи мінімальний шар міді, необхідний для отримання рівної поверхні. Колектори малих і середніх машин проточують на токарних верстатах, колектори крупних машин - при обертанні якоря у власних підшипниках, застосовуючи спеціальні супорти, які встановлюють на траверсі або щиті, знявши частину щіткотримачів.

Рис. 9. Послідовність операцій при обробці робочої поверхні колектора:

1 - обточування, 2 - продорожуваніє, 3, 8 - продування стислим повітрям, 4 - зняття фасок, 5 - шліфовка і поліровка, 6 - притирання щіток, 7 - чищення дрантям

Високу чистоту отримують остаточною обробкою поверхні діамантовими різцями при малій глибині, малих подачах (0, 02- 0, 05 мм/об) і високих швидкостях різання (200-100 м/хв). Частота обертання при обробці не повинна перевищувати номінальну частоту обертання машини, якір повинен бути відбалансований.

Після проточки колектор шліфують дрібнозернистою скляною шкіркою і полірують. Для шліфування застосовують пристосування, в якому шкірку закріплюють на увігнутій поверхні дерев'яної колодки. Пристосування встановлюють в супорті токарного верстата і пружиною притискують колодку до колектора.

Рис. 10. Правильне (а) і неправильное (б) продорожуваніє колектора

Шліфовку проводять також точильным бруском, встановлюючи його в супорті як різець. Цей спосіб застосовують для усунення неглубоких пошкоджень.

Ізоляцію між пластинами у міру зносу і проточок коллектора випилюють (продорожувають) на глибину h np (Рис. 10, а), знімаючи на краях пластин фаски. Цю операцію виконують при поточному ремонті спеціальною пилою. Глибина продорожуванія у малих машин складає від 0, 5-0, 8 мм, у середніх - 1-1, 5 мм, у великих - до 2 мм. Видаляти ізоляцію на велику глибину недопустимо, оскільки в глибоких канавках скупчується щітковий пил, який може привести до замикання колекторних пластин.

Продорожування необхідне, щоб забезпечити контакт щітки з колектором, тому що міканіт твердіше за мідь і при зносі пластин виступатиме над робочою поверхнею. Не можна залишати міканіт у бічних стінок (Рис. 10, б), оскільки контакт щітки з коллектором порушуватиметься при невеликому зносі його поверхні.

Переносні пристрої для продорожуванняя дозволяють механізувати цей трудомісткий процес. Ізоляцію між пластинами видаляють дисковою фрезою, розташованою в робочій частині 4 (Рис. 11, а) пристрої. Фреза приводиться в обертання електродвигуном 1 з редуктором 6 через карданний або гнучкий вал. Кнопка 3 включення і відключення електродвигуна для зручності розміщена в правій рукоятці робочої частини, магнітний пускач 2 - на електродвигуні.

Робоча частина забезпечена метричною шкалою для установки дискової фрези залежно від товщини колекторної пластини, а також концентричним затиском, що дозволяє регулювати глибину продорожування. Ширина фрези підбирається в залежності з товщиною ізоляції між колекторними пластинами.

Рис. 11. Переносні пристрої для продорожуванія колекторів з приводом від електродвигуна (а) і з пневматичним приводом (б)

1 – електродвигун, 2 - магнітний пускач, 3 - кнопка, 4 - робоча частина, 5 - карданний вал, 6 - редуктор, 7 - рукоятка, 8 - упори, 9 - направляючий диск, 10- фрези, 11 - пневматична свердлильна машина; 12 – гайка

Перед початком роботи електродвигун заземляють і підключають до мережі. За допомогою каретки і рухомих опор встановлюють необхідну глибину продорожування і настроюють робочу частину відповідно до товщини колекторної пластини.

Першу ізоляційну прокладку продорожують вручну. Потім, узявши в руки робочу частину пристосування, ставлять її направляючим ножем в продороженну канавку, включають електродвигун і переміщають робочу частину уздовж колектора, продорожуючи другу ізоляційну прокладку. Натискаючи кнопку, зупиняють електродвигун, встановлюють ніж в тільки що вибрану фрезою канавку і продорожують наступну прокладку.

Переносний пристрій в 4 рази знижує витрати праці на продорожування колектора в порівнянні з ручним випилюванням ізоляції і набагато підвищує якість виконання цієї операції, тому воно знаходить широке застосування при ремонті електричних машин.

Продорожування за допомогою пристосування виконують в захисних окулярах, рукави одягу зав'язують на кистях рук. Фреза повинна обертатися за годинниковою стрілкою, якщо дивитися з боку лівої рукоятки. Напрям обертання вказаний на корпусі пристрою. Приступаючи до роботи, треба переконатися в правильності напряму обертання фрези і міцності її кріплення.

Рис. 12. Верстат-напівавтомат для продорожування колекторів

Для продорожуванія застосовують також пневматичніпристосування. Як привід в них може бути використана пневматична сверлилка 11 (Рис. 11, б), яку вбудовують непосредственно в робочу частину пристосування. Карданний вал при такій конструкції відсутній. Поряд з фрезою 10 на відстані, рівному товщині пластини, встановлюють направляючий диск 9. Упори 8 з текстоліту додають стійке положення пристосуванню при русі його уздовж колектора за допомогою рукояток 7. Гайки з накаткою 12 дозволяють переміщати упори для регулювання глибини урізування фрези. Першу прокладку продорожувают вручну, щоб встановити між пластинами направляючий диск.

При великому числі колекторних пластин трудомістку операцію по продорожуванню в умовах електроремонтного цеху виконують на спеціальних верстатах.

На рис. 12 представлений верстат-напівавтомат для колекторів 0 350-800 мм.

Метод виконання

1. Провів огляд двигуна на предмет зовнішніх пошкоджень.

2. Перевірив працездатність двигуна.

Омметром перевірив наявність кола (опору) робочої та пускової обмоток

Мегометром перевірив стан опору обмоток

3. На підставі данних двигуна, його потужності вирахував площу перерізу проводу за таблицею.

4. Ємність конденсатора вирахував за формулою та звірив з таблицею на двигуні.

Розрахунок робочого конденсатора

Для роботи трьохфазного(однофазного) асинхронного двигуна, підключеного в однофазну мережу, необхідно правильно підібрати ємність конденсатора. При круговому обертанні магнітного поля реактивна потужність конденсатора повинна бути рівною повної потужності двигуна Р = Сω U2. З цієї формули

C = P ∙ 109 / (2π fU2) де Р - потужність двигуна, кВт; f - частота струму в мережі, Гц; U - напруга мережі, В; С - ємність конденсатора, мкФ.

Таким чином, ємність конденсатора прямо пропорційна току і обернено пропорційна напрузі мережі.

На практиці встановлено такі формули визначення ємності конденсатора різних схем включення трьохфазних(однофазніх) асинхронних двигунів в однофазну мережу. Грубо ємність конденсаторів може визначатися з розрахунку 5-6, 5 мкФ на кожні 100 Вт потужності двигуна. Напруга конденсатора повинна бути трохи більша за напругу мережі. Для підключення до асинхронних двигунів застосовуються конденсатори типів: КБГ = МН, МБГ4, КБГ. Для пуску двигуна під навантаженням необхідно паралельно робітникові конденсатору підключити пусковий конденсатор.

Пусковий конденсатор включається на 2-3 з під час пуску двигуна. Ємність пускового конденсатора Сп = (1, 5-2) СР В якості пускових конденсаторів використовуються електролітичні конденсатори типу ЕП, спеціально призначені для цієї мети. Пускова обмотка після пуску двигуна може бути відключена. Підключення пусковий обмотки на весь час роботи двигуна покращує його механічні характеристики. Потужність тртохфазного двигуна при однофазному включенні залежить від соsφ. Для двигуна з соsφ == 0, 6 ця потужність дорівнює 90%. при соsφ = 0, 8 - 50% номінальної потужності трьохфазного двигуна. Частота обертання двигуна при однофазному включенні не відрізняється від частоти при трьохфазному включенні.

5. А також вирахував номінал запобіжників. Вибираючи плавкі вставки для захисту асинхронних електродви­гунів, враховують ту обставину, що пусковий струм двигуна протягом кількох секунд може в 5...7 раз перевищувати номінальний. Тому вибирати плавку вставку за номінальним струмом, як це робиться в ос­вітлювальних мережах, не можна: вона перегорить під час пуску. Не можна вибирати плавку вставку і за пусковим струмом: захист у цьому разі не буде надійним.

Плавкі вставки для захисту електродвигуна вибирають, виходячи з такої умови:

де I _пл..вст ― струм плавкої вставки; I_пуск — пусковий струм електро­двигуна; — коефіцієнт, який залежить від умов роботи електродви­гуна.

Для кіл електродвигунів з легким режимом пуску = 2, 5, з важ­ким режимом пуску = 1, 6...2. При частих вмиканнях електродвигу­нів з легким режимом пуску вставки треба вибирати, як для важкого режиму.

Для двигунів з фазним ротором струм плавкої вставки знаходять з умови

I_пл.вет (1... 1, 25) I _н.дв,

де I _н.дв — номінальний струм електродвигуна.

Плавку вставку для групи електродвигунів з короткозамкнутим ротором вибирають з умови

I _пл.вст > 0, 4[ + (I’ _пуск - I’ _н.дв)],

де ∑ I _н.дв — сума номінальних струмів одночасно працюючих двигу­нів; (I’ _пуск — I’ _ндв) — різниця між пусковим і номінальним струмами для двигуна, в якого вона найбільша.

Автомати до електродвигунів вибирають за номінальним струмом теплового розчіплювала I _н.тепл, який повинен дорівнювати номіналь­ному струмові електродвигуна I _н._дв або трохи перевищувати його (I _н.тепл I _н.дв), з урахуванням того, що теплові розчіплювачі ма­ють регульовану вставку струму в межах від 63 до 100 % номінального струму розчіплювача [ I _уст._тепл = (0, 64…1) I _н._тепл].

Струм уставки теплового розчіплювача вибирають залежно від тем­ператури навколишнього середовища. Так, якщо значення температури навколишнього середовища 40, 25, 15 і 0 °С, то відповідно струм уставки теплового розчіплювача повинен дорівнювати I _н._дв; 0, 9I_н. _дв; 0, 85I _н.дв; 0, 81I _н.дв. А взагалі для будь-якого значення температури навколишнього середовища струм уставки теплового розчіплювача де = 1 + 0, 006 (40 – t _навк); t _навк ― температура навколишнього середовища.

Вважають, що струм уставки електромагнітних розчіплювачів для захисту електродвигунів з короткозамкнутим ротором дорівнює

(7... 10) I _н._дв.

Електромагнітний розчіплювач для захисту двигуна з фазним рото­ром вибирають з умови,

I _{уст.елм} = (2, 5... 3) I _н.дв.

Якщо від силового щита працює кілька електродвигунів, то на ньо­му замість рубильника з запобіжником можна встановити спільний автомат з самими тільки електромагнітними розчіплювачами. У тако­му разі струм вставки електромагнітного розчіплювача вибирають так:

I _{вст.елм} (1, 5... 1, 8) [ I _н.дв + (I’ _пуск – I’ _н.дв)],

де ∑ I _н.дв — сума номінальних струмів електродвигунів, що працю­ють одночасно; (I’_пуск – I’ _н.дв) ― різниця між пусковим і номіналь­ним струмами для двигуна, в якому вона найбільша.

Відповідно до ПУЭ, провідники в гумовій, поліхлорвініловій або
паперовій ізоляції для відгалужень до короткозамкнутих електродви-
гунів з напругою до 1000 В мають витримувати допустиме тривале навантаження струму не менш як 125 % номінального струму електродвигуна.

5. Впевнившись що обмотки двигуна мають коло, ізоляція обмоток більше 100 МОм що є відмінною ізоляцією, ємність конденсатора після розрахунку співпадає з написом на бірці двигуна, вирахувавши переріз монтажних проводів та номінал запобіжників. Приступив до монтажу простої схеми пуску однофазного асинхронного електродвигуна.

6. Взяв початок робочої обмотки з’єднав з початком пускової обмотки і під’єднав до першого контакту загального вимикача. Далі, кінець робочої обмотки під’єднав до одного контакту конденсатора, а також до запобіжника другий кінець запобіжника під’єднав до другого контакту загального вимикача. Вільний кінець конденсатора з`єднав з кінцем пускової обмотки. Підвів лінію 220 В до загального вимикача і підключив так, щоб фаза прийшла до запобіжника після загального вимикача.

7. Під`єднав кабель до корпусу двигуна для підключення заземлення.

ЛІТЕРАТУРА

Л. Г. Прищеп «Підручник сільського електрика»

Інтернет сайти