Las averías y reparaciones más habituales de las máquinas síncronas

Aumento del calentamiento del acero activo del estator. El calentamiento del acero activo del estator puede ocurrir debido a la sobrecarga de la máquina síncrona, así como al cortocircuito en las láminas de carga del núcleo con presión débil en la fábrica. Con una ligera compresión del núcleo, el micromovimiento de las láminas de carga se produce con una frecuencia de inversión de magnetización de 100 Hz/s, así como con un aumento de la vibración del acero activo.

En el proceso de vibración del acero activo se produce el desgaste de la lámina aislante. Las láminas con aislamiento dañado están en contacto entre sí y en el paquete de acero sin aislar resultante corrientes de Foucault calentar el núcleo. En este caso, puede producirse un cortocircuito prolongado en todo el diámetro interior del estator o una parada local.

Dependiendo del área de cortocircuito en las hojas, pueden ocurrir los llamados. "Fuego en hierro", que sobrecalienta en gran medida el aislamiento y provoca su daño. Este fenómeno es peligroso en las grandes máquinas síncronas, especialmente en los generadores de turbina.

Deshágase de un fenómeno tan peligroso en el acero activo de la siguiente manera:

• grande máquinas síncronas tener medidores de corriente y potencia (amperímetros y vatímetros) para que el nivel de carga se controle fácilmente y se puedan tomar rápidamente medidas de reducción de carga. El calentamiento del devanado y del acero activo se controla mediante termopares integrados en el estator para medir la temperatura del devanado y el núcleo;

• en el caso de un cortocircuito de acero activo, especialmente de carácter local, este fenómeno se detecta en una máquina en funcionamiento sólo de oído. Se produce una vibración que pica y se escucha aproximadamente en el estator donde se encierra el acero activo. Para eliminar este fenómeno, la máquina debe desmontarse. Por lo general, los motores síncronos grandes se fabrican con ejes extendidos, lo que permite quitar los escudos y mover el estator donde se puede trabajar.

Luego, para sellar el acero, se introducen en los dientes cuñas de textolita untadas con uno de los barnices adhesivos (No. 88, ML-92, etc.). Antes de introducir los dientes, el acero activo se sopla completamente con aire comprimido seco.

Si por alguna razón hay un cortocircuito y se derrite el hierro en los dientes, las áreas dañadas se cortan con cuidado, se limpian, se vierte barniz secado al aire entre las láminas y las láminas se acuñan. Si después de esto no desaparece la vibración del picor, se debe repetir el acuñamiento hasta que desaparezca por completo la vibración del acero activo.

En grandes máquinas de alto voltaje, la calidad de la reparación y el revestimiento de las láminas se verifica mediante el método de inducción.

Sobrecalentamiento del devanado del estator.La causa más común de sobrecalentamiento local de los devanados del estator de las máquinas síncronas son los cortocircuitos por vuelta. Si ocurre una falla de giro en el devanado del estator de mezcla bituminosa, la máquina se apagará con la máxima protección debido a un aumento de corriente en la fase fallada. En la ubicación del circuito de giro, el betún se derretirá, fluirá entre los giros y los aislará. Aproximadamente 30-40 minutos después de que el betún se haya endurecido, se debe poner en marcha la máquina síncrona. La experiencia a largo plazo confirma el resultado favorable del procedimiento descrito para eliminar daños en la bobina.

Sin embargo, dicha restauración del aislamiento del estator no puede considerarse confiable, aunque el aislamiento restaurado puede funcionar de manera confiable durante mucho tiempo hasta que el motor se detenga para reparaciones periódicas.

En los devanados del estator de las máquinas síncronas, son posibles fallas similares a las fallas en los devanados de los motores asíncronos, como sobrecorriente cuando cae la tensión de red. En este caso, es necesario aumentar la tensión de red a la nominal.

Sobrecalentamiento de la bobina de excitación. A diferencia del devanado del estator de las máquinas síncronas, los devanados de campo se alimentan con corriente continua. Al variar la corriente de excitación en una máquina síncrona, se puede ajustar el factor de potencia. La corriente de excitación se regula dentro de los valores nominales para cada tipo de máquina síncrona.

A medida que aumenta la corriente de campo, aumenta la capacidad de sobrecarga de los motores síncronos, mejora el factor de potencia debido a las altas capacidades de compensación de tales máquinas y aumenta el nivel de voltaje en el área de operación.Sin embargo, a medida que aumenta la corriente en el devanado de campo, aumenta el calentamiento de ese devanado y también aumenta la corriente en el devanado del estator. Por lo tanto, la corriente del devanado de campo se regula a un nivel tal que la corriente del devanado del estator se vuelve mínima, el factor de potencia es igual a la unidad y la corriente de campo está dentro del valor nominal.

Cuando el circuito de la bobina de campo está cerrado, la temperatura de la bobina aumenta, el sobrecalentamiento puede ser inaceptable; se produce vibración del rotor, que puede ser más fuerte, la mayoría de las vueltas de la bobina están cerradas.

La posibilidad de un cortocircuito en el devanado de campo se explica a continuación. Como resultado del secado y la contracción del aislamiento de las bobinas de los polos, se produce el movimiento de las bobinas, en relación con esto, el aislamiento de la carcasa y el giro se desgastan, lo que a su vez crea las condiciones para que ocurra un cortocircuito entre las espiras y en la carcasa del polo.

Fallo del devanado de campo al arrancar motores síncronos. A veces, hay una ruptura del aislamiento del devanado de excitación de los motores síncronos en el momento inicial del arranque. Cuando el devanado de campo está cerrado a la caja, la operación del motor síncrono es inadmisible.

Para comprender las causas del mal funcionamiento en el proceso de arranque de motores síncronos, es necesario conocer su estructura.

El estator y los devanados de un motor síncrono son similares en construcción al estator de un motor de inducción. El motor síncrono difiere del diseño del rotor de inducción.

El rotor de un motor síncrono con una velocidad de rotación de hasta 1500 rpm tiene un polo convexo, es decir, los polos están reforzados en una estrella del rotor (anillo). Los rotores de las máquinas de alta velocidad se fabrican implícitamente. En los polos, las varillas de cobre o latón del devanado de arranque se insertan en los orificios estampados. Las bobinas con devanados de campo conectados en serie entre sí se montan en los polos (sobre el aislamiento de la carcasa).

Normalmente, un motor síncrono con bobina de arranque arranca en modo asíncrono. Si el devanado de excitación de un motor síncrono está conectado ciegamente al excitador, entonces el circuito intermedio aparato excitante no necesariamente; la máquina se pone en sincronismo al ser excitada por un excitador conectado permanentemente al devanado de campo.

Sin embargo, existen esquemas, especialmente en máquinas grandes, cuando la excitación se suministra desde un excitador instalado por separado a través de un dispositivo de conmutación-contactor, generalmente tripolar. Dicho contactor tiene la siguiente cinemática: dos polos con contactos normalmente abiertos y el tercero con un contacto normalmente cerrado. Cuando el contactor está encendido, un contacto normalmente cerrado se abre solo cuando los contactos normalmente abiertos se cierran, y viceversa, se abren cuando se cierra el contacto normalmente cerrado. Al ajustar los contactos, se debe observar estrictamente el orden de su cierre y apertura.

Tales demandas sobre el contactor de suministro de campo se deben al hecho de que si, cuando se arranca el motor, el contacto normalmente abierto del contactor, a través del cual el devanado de campo se cierra a la resistencia, resulta estar abierto, el aislamiento de las bobinas se dañará en la carcasa. Esto se explica de la siguiente manera.

En el momento del encendido, el rotor está estacionario y la máquina es un transformador, cuyo devanado secundario es un devanado de excitación, en cuyos extremos un voltaje, proporcional al número de vueltas, puede alcanzar varios miles de voltios y romperse. a través del aislamiento de la carcasa. En este caso, el coche se desmonta.

Si el motor síncrono se fabrica con un eje extendido, se mueve el estator, se retira el polo dañado y se repara el aislamiento de la carcasa dañado. Luego se instala el poste en su lugar, después de lo cual se verifica la resistencia de aislamiento de la carcasa con un megóhmetro; la ausencia de cortocircuito de una espira en el resto del devanado de excitación mediante la aplicación de una tensión alterna a los anillos rozantes. En caso de cortocircuito en una vuelta, esta parte del devanado se calentará. El cortocircuito se puede encontrar fácilmente.

Fallas en el conjunto de escobillas y anillos colectores. Durante el funcionamiento de los motores síncronos, se producen fallas en el dispositivo del cepillo y los anillos colectores por varias razones. Los principales son los siguientes.

El desgaste intenso del anillo en el polo negativo se debe a la transferencia de partículas de metal al cepillo. Cuando el anillo deslizante se desgasta, aparecen surcos profundos en su superficie; los cepillos se desgastan rápidamente; no es posible colocar correctamente el cepillo nuevo en el anillo al reemplazarlo. Para limitar el desgaste del anillo, se debe cambiar la polaridad (es decir, se debe invertir la conexión del cable a la carrera del portaescobillas) a intervalos de una vez cada 3 meses.

Como resultado de fenómenos electroquímicos bajo la acción de una corriente de un par galvánico, cuando el cepillo toca un anillo estacionario en un ambiente húmedo, aparecen puntos ásperos en la superficie de los anillos, como resultado de lo cual durante el funcionamiento de la máquina. , los cepillos se activan intensamente y chisporrotean . Desmontaje: esmerilar y pulir los anillos.

Para evitar manchas en la superficie de los anillos en el futuro, se coloca una junta de cartón prensado debajo de los cepillos (durante el estacionamiento prolongado de la máquina).

Tras la inspección del aparato de escobillas, parece que algunas de las escobillas en los soportes del portaescobillas se aprietan sin tocar los anillos deslizantes y no están acopladas. Las escobillas que quedan en funcionamiento, sobrecargadas, chisporrotean y se calientan, es decir, se desgastan intensamente. Una posible razón puede ser la siguiente: las escobillas están bien colocadas en los portaescobillas, sin tolerancias; contaminación, atascamiento de los cepillos, haciendo que cuelguen de los clips; presión débil sobre los cepillos; mala ventilación del aparato del cepillo; Se instalan cepillos de alta dureza y alto coeficiente de fricción.

Equipo de protección: los cepillos deben cumplir con las recomendaciones del fabricante de la máquina; los cepillos nuevos deben encajar en el soporte de los portaescobillas con un espacio de 0,15-0,3 mm; la presión sobre el cepillo se ajusta en el rango de 0.0175-0.02 MPa / cm2 (175-200 g / cm2) con una diferencia de presión permitida dentro del 10%; el aparato de cepillo, el aislamiento de los anillos debe mantenerse limpio soplando periódicamente con aire comprimido seco; el descentramiento permitido de la superficie del anillo deslizante debe estar entre 0,03 y 0,05 mm.

Fallas en la celda de arranque del rotor.

La jaula de arranque del rotor (devanado) (similar a la jaula de ardilla de los motores asíncronos) es parte integral de los motores síncronos y está diseñada para arrancarlos en modo asíncrono.

La celda de arranque está en modo de arranque duro, se calienta a una temperatura de 250 ° C. Cuando la velocidad de rotación alcanza el 95% pn, se suministra corriente continua a la bobina de excitación, el rotor está completamente sincronizado con el suelo giratorio de la estator y la frecuencia de red En este caso, la corriente en la celda de arranque disminuye a 0. Así, durante la aceleración del rotor del motor síncrono en la celda de arranque, además de la temperatura indicada anteriormente, surgen fuerzas electrodinámicas y centrífugas que deforman las barras de una celda y sus conexiones de cortocircuito unen anillos.

En algunos casos, tras un examen cuidadoso de las celdas fuente, se encuentran roturas de varilla, completas o iniciales, destrucción de los anillos en cortocircuito. Tal daño a la celda de arranque afecta negativamente el arranque del motor, que es completamente imposible de arrancar o no aumenta a la velocidad nominal. En este caso, la corriente a través de las tres fases es la misma.

Los fallos en la celda de arranque se eliminan mediante soldadura. Todos los lugares de soldadura deben verificarse cuidadosamente, en el lado opuesto del bus de conexión, verifique la calidad de la soldadura de las varillas con un espejo. Luego limpie cuidadosamente y suelde cualquier daño.