Повреждения обмоток машин постоянного тока

Определение повреждений якорных обмоток машин постоянного тока. В обмотках якорей машин постоянного тока встречаются следующие повреждения: замыкание части витков одной секции; замыкание между двумя секциями, лежащими в одном пазу; обрыв внутри секции или плохой контакт в месте пайки; замыкание на корпус.

Для обнаружения характера и места повреждений применяется метод падения напряжений, сущность которого применительно к простым петлевым и волновым обмоткам поясняется на рисунках 10.26 и 10.27.

Для определения повреждений якоря с простой петлевой обмоткой (рисунок 10.26) необходимо к противоположным пластинам коллектора подключить источник постоянного тока. Затем с помощью милливольтметра измеряется падение напряжения между всеми соседними коллекторными пластинами. Пониженное значение падения напряжения укажет на замыкание части витков в секции или коллекторных пластин. На рисунке 10.26 пониженное напряжение будет между пластинами 9-10.

Для определения места обрыва в обмотке можно пользоваться тем же способом, каким определяют витковые замыкания. При наличии обрыва вольтметр покажет полное напряжение источника питания между пластинами, к которым подсоединена повреждённая секция. На рисунке 10.26 это пластины 4-5.

На рисунке 10.27 изображена простая волновая обмотка с числом пар полюсов 2р=4 и шагом по коллектору . В этом случае питание от постоянного источника необходимо подводить к пластинам, стоящими друг от друга на расстоянии одного полюсного деления. Как и в петлевой обмотке пониженное падение напряжения между пластинами укажет на короткое замыкание между витками. Однако в волновой обмотке замыкание может быть в любой из двух секций, подсоединённых между соседними коллекторными пластинами.

На рисунке 10.27 пониженное напряжение между пластинами 2-3 укажет на то, что повреждена одна из секций 2-12 или 12-3. Для того, чтобы определить повреждённую секцию, необходимо измерить напряжение между пластинами, отстающими друг от друга на расстоянии шага по коллектору 2-12, 12-3. Отсутствие напряжение между всеми пластинами, кроме двух, на которых оно равно напряжению источниках питания, укажет на обрыв.

В примере на рисунке 10.27 обрыв имеет одна из секций, подсоединенных к пластинам 6-7. Для того чтобы определить место обрыва необходимо ещё измерить напряжение между пластинами 6-16 и 16-7.

Найти место замыкания обмотки на корпусе можно также способом питания обмотки якоря постоянным током от постороннего источника питания. При этом один проводник от милливольтметра присоединяется к валу якоря, а концом другого поочерёдно касаются всех коллекторных пластин. В случае петлевой обмотки, по мере приближения пластины, присоединяемой к милливольтметру, к пластине, соединённой с корпусом, показания милливольтметра уменьшаются. При соприкосновении конца проводника милливольтметра с пластиной, соединённой с корпусом, показание при металлическом контакте будет равно нулю. При плохом контакте показание будет малым. При соединении с милливольтметром последующих пластин коллектора его показания меняют знак и возрастают по мере удаления от пластины, соединённой с корпусом. В случае волновой обмотки изменение показаний милливольтметра по мере перемещения присоединяемой к нему пластины происходит периодически, через перемещение на половину шага по коллектору.

Неисправности в обмотке якоря приводят к ненормальной, а иногда и невозможности работы машины. Если обнаруженную неисправность в секции устранить на месте не удаётся, необходимо вывести (отключить) повреждённую секцию так, чтобы оставшаяся большая часть обмотки якоря могла работать. Для этого повреждённая секция должна быть надёжно разомкнута и отсоединена от коллектора.

Коллекторные пластины, от которых отключена повреждённая секция, должны быть надёжно замкнуты. В случае петлевой обмотки две соседние пластины соединяют между собой путём пропайки или же перемычкой (рисунок 10.28, а). В случае волновой обмотки такие отключения также возможны (рисунок 10.28, б), но здесь целесообразно отключить все секции по обходу коллектора.

Повреждения в обмотке полюсов. В обмотках полюсов чаще всего повреждаются переходы, выводные концы катушек и места прохода выводных концов через корпус. К наиболее распространенным дефектам относятся замыкание обмо­ток на корпус, обрыв или плохоконтакт в обмотках, а также соединение между витками.

Чтобы найти катушку, замкнутую на корпус, всю обмотку отсоединяют от якоря и через нее пропускают постоянный ток, при­чем в параллельную обмотку можно подать нормальное для нее напряжение. Затем один проводник, идущий от вольтметра, при­соединяют к корпусу, а вторым (свободным) проводником каса­ются соединительных перемычек между полюсами. Наименьшее показание прибора будет с обеих сторон катуш­ки, замкнутой на корпус. При исследовании последователь­ной обмотки или обмотки добавочных полюсов нужно пользо­ваться милливольтметром, включая в цепь реостат для уменьше­ния силы тока. Катушки, замкнутые на корпус, можно обнару­жить также, разъединяя их и поочередно испытывая контрольной лампой или мегомметром:

Обрыв в обмотках полюсов бывает лишь в катушках, изго­товленных из проволоки небольшого сечения, т. е. в катушках параллельного возбуждения. В катушках последовательного возбуждения и в обмотке добавочных полюсов этот дефект почти не встречается. Плохой контакт встречается во всех видах обмо­ток. Наиболее часто обрыв или плохой контакт бывают в выво­дах катушек, в соединительных перемычках между полюсами и в кабельных наконечниках.

Для нахождения обрыва или плохого контакта в катушке параллельной обмотки к ней подводят нормальное напряжение и вольтметром касаются поочередно выводных концов каждой катушки. При наличии обрыва вольтметр, подключенный к за­жимам поврежденной катушки, покажет полное напряжение сети. На остальных же катушках прибор не даст отклонения показаний.

При плохом контакте напряжение на зажимах поврежден­ной катушки будет больше напряжения на зажимах других катушек.

Этот способ может быть несколько видоизменен. Обмотку также включают на нормальное напряжение, причем один про­водник, идущий от вольтметра, подключают к одному из про­водов сети, а вторым касаются поочередно выводных концов всех катушек; стрелка прибора не будет откло­няться до тех пор, пока не будет обнаружена катушка с обры­вом. Катушка с обрывом может быть найдена и поочередным питанием всех катушек. При отсутствии обрыва в катушке будет протекать ток, что может быть замечено по амперметру, вклю­ченному в цепь.

Наконец, обрыв можно обнаружить мегаомметром или кон­трольной лампой, не разъединяя катушек и испытывая соедине­ние между собой двух выводных концов каждой катушки при отсоединенных выводных концах обмотки.

Короткое замыкание незначительного числа витков обмотки параллельного возбуждения может весьма мало сказаться на работе машины, особенно при волновой обмотке или петлевой с уравнительными соединениями.

При наличии короткого замыкания в параллельной обмотке наблюдается неравномерный нагрев катушек, причем менее на­гретой оказывается дефектная катушка. Это объясняется тем, что при выключении части витков и одинаковом токе во всех катушках (предполагается последовательное их включение) в дефектной катушке выделяется меньше тепла, а в коротко­замкнутых витках, находящихся в постоянном магнитном поле, не индуктируются ЭДС, как это могло бы иметь место при пере­менном магнитном поле. Увеличение нагрева исправных катушек обусловливается также тем, что сила тока в обмотке возбужде­ния в связи с уменьшением ее сопротивления увеличивается. Дефектная катушка может быть найдена также измерением сопротивления измерительным мостом или же измерением паде­ния напряжения у работающей машины.

Эти два способа дают хорошие результаты лишь при отно­сительно большом числе короткозамкнутых витков, так как со­противления исправных катушек могут отличаться друг от друга на несколько процентов.

Надежные результаты дает нахождение замыкания в витках при питании параллельной обмотки переменным током. При этом способе даже небольшое число короткозамкнутых витков обнаруживается немедленно, так как при этом резко меняется полное сопротивление дефектной катушки, а следовательно, и напряже­ние на ее зажимах.

Так как полное сопротивление катушки переменному току значительно превосходит сопротивление постоянному току, то для получения достаточно определенных результатов к обмотке возбуждения подводят более высокое напряжение переменного тока или же питают поочередно часть катушек. При питании дефектной катушки переменным током наблюдается не только уменьшение падения напряжения на ее зажимах, но и сильное разогревание короткозамкнутых витков, охватывающих пере­менный магнитный поток.

Во всех случаях испытания обмоток переменным током следует подводить к ним такое напряжение, чтобы сила пере­менного тока в испытуемых катушках не превосходила номи­нальной силы постоянного тока. Для этого последовательно с испытуемой катушкой в нужных случаях включают реостат. Кроме того, чтобы предупредить повреждение обмотки чрезмерным током, следует включить в цепь также и предохра­нитель.

При испытаниях переменным током следует иметь в виду, что на якоре и оставшихся неприсоединенными полюсах может оказаться высокое напряжение, и поэтому необходимы соответ­ствующие меры предосторожности.

Испытание переменным током дает определенные результа­ты лишь при отсутствии у катушек металлических каркасов, действующих размагничивающим образом подобно вторичной короткозамкнутой обмотке трансформатора. Кроме того, долж­ны быть изолированы щетки от коллектора, так как в противном случае размагничивающее действие могут оказывать секции обмотки якоря, замкнутые накоротко щетками.

Замыкание в витках последовательной обмотки или обмотки добавочных полюсов определяется при питании их постоянным током через реостат либо при нормальной работе. Напряжения измеряют милливольтметром. Судить о наличии дефекта по различному нагреву этих катушек затруднительно. Короткое замыкание в обмотке добавочных полюсов характеризуется от­сутствием искрения при холостом ходе и усиливающимся искре­нием на щетках одного из бракетов по мере возрастания на­грузки.

Способы устранения дефектов в обмотках полюсов зависят от характера повреждения. Обрыв, а также плохой контакт в наружных, доступных для ремонта местах, устраняют про­пайкой. Чтобы найти замыкание на корпус, дефектную катушку снимают с сердечника полюса и осматривают места соприкосно­вения ее как с полюсом, так и со станиной.

Замыкания в обмотках полюсов, если они находятся не на выводных концах, устраняют частичной или полной перемоткой. С катушки отматывают витки и одновременно производят ос­мотр. Если обнаруживается, что изоляция катушек, за исключе­нием мест соединения с корпусом или замыкания между витка­ми, не повреждена и находится в удовлетворительном состоянии, то можно ограничиться лишь изолированием поврежденных мест. В противном случае необходима полная перемотка ка­тушки.

Если повреждения в обмотках полюсов вызваны отсырева­нием изоляции, то они могут быть устранены просушкой катушек.