Сборка и испытания электрических машин

Сборка и предварительные испытания тяговых двигателей. Сборку тяговых двигателей выполняют на позиции 11 поточной линии (см. рис. 3.3) на таких же стендах и с применением таких же приспособлений, что и при разборке. К моменту сборки на эту позицию подают отремонтированные подшипниковые щиты, якорь, буксы, подшипники, щеточный аппарат и другие детали. Проверяют комплектность остова и подшипниковых щитов, сверяя их номера.

Остов тщательно протирают сухими салфетками, устанавливают в горизонтальном положении и закрепляют в нем подводящие провода. Если данный двигатель не имеет траверсы, в остов устанавливают и кронштейны щеткодержателей. Затем остов ставят коллектором вниз, покрывают посадочные поверхности остова и подшипникового щита тонким слоем смазки ЖРО, щит устанавливают краном в горловину остова, запрессовывают, ввертывают болты с пружинными шайбами и прочно затягивают их гайковертом. Если посадочная поверхность щита ремонтировалась нанесением полимерной пленки клеем ГЭН-150В, то перед установкой щита для предохранения от склеивания посадочные поверхности щита и остова покрывают специальным составом — 5 %-ным раствором силиконового каучука в толуоле. Остов поворачивают на 180° и ставят по уровню строго вертикально.

На вал якоря со стороны коллектора навертывают рым и, зацепив за него краном, опускают в остов, осторожно поворачивая то в одну, то в другую сторону для свободного прохода конца вала в подшипник. Опускать якорь следует плавно по осевой линии, не допуская касания его о полюсные наконечники.

При сборке двигателей с траверсами после установки якоря в остов монтируют в нем поворотную траверсу в сборе с кронштейнами щеткодержателей. После закрепления траверсы в остов запрессовывают второй подшипниковый щит. Для запрессовки используют те же прессы, что и для разборки двигателей. В настоящее время для запрессовки щитов все шире применяют нагрев остовов индукционными нагревателями. Подшипниковые щиты должны плотно прилегать к торцовым поверхностям остова. Неплотности допускаются не более 0,15 мм и на длине, не превышающей '/в длины окружности горловины. Убедившись в правильности установки подшипниковых щитов, двигатель ставят в горизонтальное положение и, поворачивая его якорь от руки, проверяют легкость его вращения, убеждаются в отсутствии задеваний его за неподвижные части машины.

Снимают крышки подшипниковых щитов и проверяют торцовое биение наружных колец и радиальные зазоры подшипников. Если они не выходят за пределы норм, то крышки подшипниковых щитов устанавливают на место и прочно закрепляют болтами. Предварительно посадочные места под крышки покрывают эмалью ГФ-92-ХС, а у двигателей АЬ-4846еТ между щитами и крышками ставят картонные прокладки.

При сборке двигателя, устанавливаемого на электровоз с косозубой передачей, следует помнить, что осевое перемещение его якоря относительно оси колесной пары будет ограничиваться не якорными подшипниками, а передачей. Перемещение якоря в осевом направлении прекращается, когда косой зуб шестерни, выбрав зазор в зубчатой передаче, прижмется к соответствующему зубу зубчатого колеса. При этом для нормальной работы двигателя не должно происходить нажатия якоря на якорные подшипники. В противном случае аксиальные ударные нагрузки, возникающие при осевых перемещениях остова и якоря, будут воспринимать бурты и ролики якорных подшипников, что приведет к их повреждению, а иногда и повреждению лабиринтов.

Поэтому разбеги якоря в остове, остова на оси колесной пары и зазор между зубьями зубчатой передачи следует строго контролировать и увязывать, т. е. выполнять сборку так, чтобы разность зазоров между зубьями зубчатых передач и осевой разбег двигателя на оси колесной пары были наименьшими, а осевой разбег якоря в остове близок к его наибольшему значению.

Для проверки осевого разбега якоря на его подшипниковом щите закрепляют индикатор и, перемещая якорь в осевом направлении от одного крайнего положения до другого, определяют разбег. Он должен находиться в пределах 0,12—0,8 мм для двигателей с прямозубой и 5,9—8,4 мм с косозубой передачей. Пластинчатыми щупами контролируют зазоры под главными и добавочными полюсами и соответствие их значений установленным нормам.

Как отмечалось выше, якоря двигателей с серьезными дефектами отправляют для ремонта на завод, а исправный якорь для сборки двигателя берут из ремонтного запаса. В таких случаях следует помнить, что якоря двигателей ТЛ-2К бывают различного исполнения: с проволочными бандажами, со стекло-бандажами и на изоляции «Монолит-2». Они по установочным размерам полностью взаимозаменяемы, но воздушные зазоры под добавочными полюсами, обеспечивающие нормальную коммутацию, для них различны. Необходимую регулировку зазоров осуществляют или уменьшением высоты сердечника (спиливая с торца необходимый слой металла), или увеличением толщины диамагнитной прокладки.

При выполнении якоря этого двигателя на изоляции «Монолит-2» требуется уменьшить на 0,5 мм и зазоры под главными полюсами. Для этого между сердечником полюса и остовом ставят прокладку толщиной 0,5 мм. Воздушные зазоры под главными полюсами одного двигателя не должны различаться более чем на 0,75 мм, а под добавочными — на 0,5 мм.

У двигателей, не имеющих траверс, щеткодержатели устанавливают с учетом разметки, сделанной при разборке, и ставят их на те места, откуда они были сняты и с теми же (если они были) прокладками. Их монтируют в два приема: вначале закрепляют два щеткодержателя через верхний люк, затем двигатель поворачивают и через нижний люк ставят вторую пару. Перед установкой щеткодержателей якорь сдвигают до предела в сторону коллектора с тем, чтобы в дальнейшем при работе машины исключить возможность задевания щеткодержателей петушками коллектора.

На траверсе щеткодержатели монтируют через любой наиболее удобный для этого люк. После установки на нее всех щеткодержателей траверсу поворачивают в положение, указанное контрольной риской, и закрепляют. Проверяют правильность установки щеткодержателей, для чего шаблонами контролируют расстояние от корпуса щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора (для большинства двигателей 2—4 мм), и зазор между петушками коллектора и корпусом щеткодержателя, который должен быть не менее 4,5 мм для двигателей НБ-406, ТЛ-2К, 5 мм — для двигателей НБ-412К, 6,5 мм — для двигателей НБ-418К6 и не более 7 мм для двигателей АЬ-4846еТ. Этот зазор следует проверять при якоре, смещенном в крайнее положение в сторону щеткодержателя. Проверяют также параллельность щеткодержателя поверхности коллекторных пластин. Перекос по высоте более 1 мм не допускается.

Важным фактором, влияющим на коммутацию двигателей, является правильность установки щеток по окружности коллектора. Они должны находиться по физической нейтрали машины. Для правильной установки щеткодержателей в них монтируют контрольные щетки, подключают к двум сосед ним щеткодержателям (или к вывод ным кабелям Я, Я Я) вольтметр, под водят питание к обмотке возбуждения и устанавливают в ней ток 100—150 А.

Затем питание отключают и фиксируют отклонение стрелки вольтметра по направлению и значению. Далее смещают траверсу на небольшой угол и опыт повторяют. Если показание вольтметра увеличилось, траверсу поворачивают в противоположном направлении и так до тех пор, пока не будет найдено положение, при котором показание вольтметра будет равным нулю или близким к нему. В этом положении траверсу закрепляют и регулируют нажатие щеток, контролируя его значение ручным динамометром или с помощью специальной установки.

Через смотровой люк остова индикатором проверяют биение коллектора. Оно не должно превышать установленного для двигателя данного типа предельного значения (для большинства двигателей 0,07—0,08). Для того чтобы окончательно убедиться в правильности сборки и исправности двигателя, проводят его предварительные испытания.

Предварительные испытания двигателя проводят при питании его от деповской сети постоянного тока напряжением 200—400 В. Проверяют работу двигателя на холостом ходу (по 30 мин в каждом направлении). При этом на слух желательно с применением слуховых аппаратов или по степени нагрева определяют качество сборки подшипников. Установившаяся температура их в течение 1 ч работы машины не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 55 °С. В ходе испытания проверяют вибрацию. Она не должна превышать 0,15 мм.

Закончив предварительные испытания, двигатель еще раз осматривают, проверяют и при необходимости подтягивают болты и гайки, продувают сжатым воздухом, устанавливают крышки смотровых люков, убеждаются в плотности их прилегания к остову и подают двигатель на испытательную станцию.

Сборка и предварительные испытания вспомогательных машин. Вспомогательные машины постоянного тока собирают и проверяют аналогично сборке и проверке тяговых двигателей. Некоторые особенности сборки отдельных машин обусловлены только различием конструкции их остовов. Такие вспомогательные машины, как делители напряжения и мотор-вентиляторы, представляющие собой агрегаты, состоящие из двух электрических машин, имеют разъемные остовы; машины ДК-406 не имеют своих подшипниковых щитов, а машины ДК-404 или НБ-404 имеют только один подшипниковый щит. Есть двигатели, имеющие и приливы закрепления, и по два подшипниковых щита (ЭК-12, НБ-430, НБ-431). Естественно, что сборка таких машин будет несколько отличаться в последовательности выполнения операций. Если машины с неразъемным остовом, например мотор-генераторы НБ-429, собирают в той же последовательности, что и тяговые двигатели, то у агрегатов с разъемными остовами вначале собирают одну машину, а затем устанавливают другую.

Так, сборку делителя напряжения ДК-601 с генератором ДК-405 начинают с монтажа делителя напряжения. В подшипниковый щит делителя напряжения со стороны вентилятора запрессовывают роликовый подшипник, устанавливают в подшипниковый щит траверсу со щеткодержателями и запрессовывают щит в остов делителя со стороны, противоположной коллектору. На вал якоря со стороны генератора надевают крышку подшипника и насаживают нагретый до 70 °С второй подшипник. Дальнейшую сборку ведут, как и сборку тягового двигателя. Контролируют разбег, зазоры под полюсами и радиальные зазоры подшипников. Осевые разбеги якорей двигателей ДК-601 и ДК-405 не должны превышать соответственно 0,5 и 0,3 мм, радиальные зазоры в подшипниках должны находиться в пределах 0,11—0,075 и 0,007—0,042 мм, а зазоры между главными полюсами и якорем — в пределах 1 —1,8 и 1,0 мм.

Предварительные испытания машины проводят на холостом ходу в течение 1 ч. Остановив машину, насаживают на вал якоря вентилятор и еще в течение 10—15 мин проверяют работу на холостом ходу. Потом приступают к сборке генератора управления. На вал делителя напряжения с помощью приспособления насаживают якорь генератора, закрепляют его корончатой гайкой с пружинной шайбой, обтачивают и шлифуют его коллектор, продувая сжатым воздухом, устанавливают и закрепляют остов генератора, проверяют воздушные зазоры под его полюсами. Затем закрепляют траверсу со щеткодержателями, притирают щетки, удаляют сжатым воздухом образовавшуюся угольную пыль, закрепляют кожух вентилятора и закрывают коллекторные люки крышками.

Вспомогательные машины переменного тока собирают в последовательности, во многом схожей с последовательностью сборки вспомогательных машин постоянного тока. В то же время из-за конструктивных особенностей этих машин сборка их имеет некоторую специфику. У большинства машин переменного тока применены шариковые подшипники. Эти подшипники при сборке машин, как правило, не впрессовывают в подшипниковые щиты, а напрессовывают на валы роторов.

При сборке расщепителя фаз НБ-453 подшипники напрессовывают на вал с предварительным нагревом в масляной ванне до температуры 100 °С. Подшипник поджимают до упорного заплечика вала легкими ударами молотка через монтажную трубу. Щупом проверяют правильность установки подшипника. Зазор между кольцом подшипника и заплечиком не должен превышать 0,03 мм. На вал ротора насаживают подшипниковый щит. С помощью специального приспособления и крана вставляют ротор в статор, привертывают к нему болтами насаженный на ротор подшипниковый щит, после чего ставят и закрепляют второй подшипниковый щит. Затем щупом проверяют зазоры между статором и ротором, вращая ротор от руки, убеждаются в отсутствии толчков и заеданий.

Соединяют выводы обмоток статора по схеме «звезда», после чего приступают к монтажу якоря генератора управления на вал расщепителя фаз. Эта операция, а также последующие установка и закрепление остова генератора аналогичны монтажу генератора, управления на делителе напряжения. Закончив сборку генератора управления, проверяют правильность установки щеток, биение коллектора, смазывают подшипниковые узлы, проверяют работу расщепителя фаз на холостом ходу. Убедившись в свободном без толчков вращении ротора и нормальной на слух работе подшипников, расщепитель фаз передают на испытательную станцию.

Электродвигатель АЭ-92-4 собирают в последовательности, обратной последовательности его разборки. Чтобы предохранить от повреждений лобовую часть статорной обмотки, на внутреннюю поверхность статора, захватывая лобовую часть, укладывают лист картона. С помощью крана и приспособления, надеваемого на конец вала, вводят ротор в полость статора, вынимают картонный лист и осторожно опускают ротор на нижнюю часть пакета статора. В одно из отверстий капсюля устанавливают временную шпильку, смазывают ступицу щита, наружную поверхность капсюля и привалочные поверхности щита и остова тонким слоем смазки ЖРО. Затем устанавливают на статор подшипниковые щиты, закрепляют их болтами, удаляют временную шпильку, устанавливают маслопроводы и защитные сетки.

Предварительные испытания этих машин на холостом ходу преследуют те же цели и проводятся так же, как и аналогичные испытания тяговых двигателей. Нереверсируемые вспомогательные машины испытывают только в одном рабочем направлении. Сборка других машин принципиальных отличий не имеет.

Контрольные испытания электрических машин постоянного тока. Каждая прошедшая ремонт электрическая машина должна пройти контрольные испытания. Порядок проведения таки\ испытаний должен соответствовать тре бованиям государственных стандартов и Правил ремонта тяговых и вспомога тельных электрических машин электро-подвижного состава.

Отремонтированные машины осматривают и проверяют выполнение установленных норм, свободу вращения, измеряют сопротивление изоляции и активное сопротивление обмоток, опробуют машину на холостом ходу, испытывают ее на нагревание и на повышенную частоту вращения, проверяют частоту вращения, реверсирование, коммутацию машины и электрическую прочность ее изоляции. Контрольные испытания проводят на испытательных станциях депо. Результаты испытаний заносят в специальный журнал, а также в паспорт машины, прошедшей испытания.

Осмотр и проверку машины проводят для выявления соответствия допусков и износов установленным нормам. Для этого измеряют биение коллектора, вала, проверяют осевой разбег якоря, воздушные зазоры под полюсами, правильность установки щеткодержателей относительно коллектора, чистоту обработки рабочей поверхности коллектора, а также правильность установки щеток в щеткодержателях и их нажатие на коллектор. Техника проведения перечисленных измерений и проверок, а также соответствующие нормы были рассмотрены ранее.

Проверку вращения' яко-р я проворачиванием его от руки выполняют для того, чтобы перед включением машины под напряжение быть уверенным в правильности ее сборки, на что укажет отсутствие толчков и заеданий при вращении якоря. Убедившись в их отсутствии, машину подключают к питающей сети и проверяют ее работу на холостом ходу. Вначале к машине подводят напряжение, составляющее около 10 % и„ом, и при пониженной частоте вращения еще раз убеждаются в отсутствии стука в подшипниках, задеваний вращающегося якоря о неподвижные части и стука щеток. При удовлетворительных ре зультатах проверки частоту вращения повышают до номинальной и дают машине работать в течение 30 мин. Вибрографом ВР-1 измеряют вибрацию. Вибрация более 0,15 мм не допускается, так как в эксплуатации она вызовет неудовлетворительную работу основных узлов машины (причиной повышенной вибрации является неудовлетворительная балансировка якоря). Нереверсивные машины проверяют при вращении якоря только в рабочем положении, а реверсивные — в обоих направлениях.

Затем машину отключают и, пока ее якорь еще вращается, на слух, применяя слуховые аппараты, или по степени нагрева окончательно проверяют работу подшипников. Температура исправных подшипников не должна превышать 95 °С. После остановки машины осматривают щетки и проверяют качество их притирки. Притертая поверхность должна составлять не менее 75 % площади контактной поверхности щетки. В противном случае щетки следует притереть стеклянной бумагой.

Индукционным методом проверяют правильность установки щеток относительно коллектора. После установки щеток в нейтральное положение щеткодержатели или траверсу надежно закрепляют. Порядок притирки щеток и проверки правильности их установки тот же, что и при выполнении этих операций в ходе ремонта.

Измерение активного сопротивления обмоток на холодной машине преследует две цели: проверить его соответствие установленной норме и получить данные для последующего определения превышения температуры обмоток двигателя. Правильность определения превышения температуры в большей мере зависит от точности измерения активного сопротивления обмоток.

Для обеспечения требующейся точности измерения прежде всего следует обеспечить «холодное» состояние машины, т. е. такое, при котором ее температура не отличается от температуры окружающей среды более чем на 3 °С. Для проверки температуры шарик термометра обертывают станиолью, прикладывают к коллектору, накры вают ватой или асбестом и выдерживают в таком положении 5—7 мин. Другим важным условием обеспечения точности измерения является правильный выбор метода измерения и класса измерительных приборов.

Наиболее распространенным, практически удобным является метод вольтметра-амперметра, который при использовании приборов класса точности 0,2—0,5 обеспечивает необходимую высокую точность измерения. Вольтметры к выводам катушек главных и добавочных полюсов присоединяют стационарными зажимами, а вольтметр к обмотке якоря — с помощью двух щупов. Щупы устанавливают на коллекторных пластинах, находящихся под серединами щеток различной полярности, расположенных на расстоянии одного полюсного деления. При измерениях щетки всех щеткодержателей должны быть подняты, а якорь должен быть неподвижен, поэтому его предварительно затормаживают.

Измерения выполняют для трехчетырех значений тока в пределах 20—25 % номинального, проводят отсчет падения напряжения. Коллекторные пластины, на которых выполнялись замеры, помечают белой краской или мелом с тем, чтобы последующее измерение сопротивления якорной обмотки при нагретой машине для получения более точных результатов осуществлять на тех же пластинах.

Сопротивление обмоток, измеренное при температуре 20 °С, не должно отклоняться от установленного нормами значения более чем на ±10%. Если температура 1 обмоток во время выполнения замеров была более или менее 20 °С, по измеренному сопротивлению г\ рассчитывают сопротивление г2 о, приведенное к температуре 20 °С:

Г20 = Г| [1 —о(20 —/)],

где а— 1/(235 + 1) —температурный коэффициент для медных обмоток.

Для проведения дальнейших испытаний машину устанавливают на испытательный стенд. Тяговые двигатели, как правило, испытывают по методу взаимной нагрузки, при котором на стенд помещают сразу две машины и соединяют их как механически, так и электрически. В ходе испытания одна из них (проверяемая) работает в двигательном, а вторая — в генераторном режимах (рис. 3.38)

Принципиальная электрическая схема испытания электрических машин методом взаимной нагрузки
Рис. 3.38. Принципиальная электрическая схема испытания электрических машин методом взаимной нагрузки.

Так как обе машины однотипны, то при включении по такой схеме э. д. с. машины Г, работающей в режиме генератора, будет меньше, чем э. д. с. машины М1, работающей в режиме двигателя, и якоря машин останутся неподвижными. Их работа будет возможна лишь в том случае, если э. д. с. генератора будет больше э. д. с. двигателя. Для такого увеличения э. д. с. в цепь якоря генератора последовательно включают вольтодобавочную машину ВДМ. Ее якорь приводится во вращение асинхронным двигателем М3, а обмотку независимого возбуждения питают от внешнего источника через потенциометр или переменный резистор /?/.

Если при неподвижных якорях машин замкнуть цепь ВДМ и поднимать подводимое к ее обмоткам возбуждение, то в цепи испытуемых машин появится и будет нарастать ток. Однако и в этом случае вследствие встречного направления и равенства моментов на валах машин якоря останутся неподвижными. Чтобы якоря начали вращаться, необходимо сообщить двигателю избыточный момент, который должен компенсировать тормозной момент, возникающий в обеих испытуемых машинах от механических, магнитных и добавочных потерь. Такой момент соз дают в испытуемой машине за счет электрической энергии, подводимой к двигателю от линейного генератора ЛГ.

Его приводят во вращение асинхронным двигателем М2. Чаще всего этот двигатель используют одновременно как для вращения якоря генератора ЛГ, так и вольтодобавочной машины ВДМ. Напряжение на зажимах ЛГ регулируют изменением тока в его обмотке независимого возбуждения резистором /?2 или потенциометром. При такой схеме легко можно устанавливать на зажимах испытуемой машины любое напряжение, что бывает необходимо для изучения поведения машины при напряжениях, отличных от номинального.

Испытание на нагревание при контрольных испытаниях проводят для определения превышения температуры обмоток машин, значение которого в эксплуатации строго ограничено. Для определения температуры обмоток наибольшее распространение получил метод сопротивления как наиболее простой и достаточно точный.

Испытания проводят на стенде по методу взаимной нагрузки. Двигатели с опорно-осевым подвешиванием ставят моторно-осевыми горловинами на вал-модель, а опорными выступами — на опоры стенда. На конусы валов машин со стороны, противоположной коллектору, устанавливают полумуфты, добиваются совмещения осей машин, после чего соединяют полумуфты, ограждают их специальным кожухом и закрепляют двигатели на опорах.

Двигатели с рамным подвешиванием устанавливают, закрепляя с одной стороны специальными болтами приливы остова к стойкам, а с другой — к промежуточному валу стенда через поводки муфт.

Проверку двигателей на нагревание следует проводить в условиях, соответствующих реальным условиям работы этих машин в эксплуатации, влияющим на их тепловой режим. Поэтому к вентиляционным люкам двигателей с независимой вентиляцией на стенде присоединяют брезентовые рукава от вентиляционной установки. Такая установка должна обеспечивать подачу не менее 110 м3/мин.

Расход воздуха, необходимый для машин данного типа, обеспечивают регулировкой положения заслонок, установленных в воздухопроводе.

Количество продуваемого через машину воздуха контролируют по статическому напору в ее коллекторной камере, измеряемое Ы-образным микроманометром. При последующих испытаниях необходимо следить, чтобы крышки коллекторных люков все время были плотно закрыты.

В ходе проведения тепловых испытаний необходимо контролировать температуру окружающей среды. Поэтому до начала испытаний на стенде устанавливают два-три термометра. Чтобы они не омывались струей охлаждающего воздуха, их располагают на уровне вала якоря на расстоянии 1—2 м от машины.

Выполнив перечисленные подготовительные операции, приступают к испытаниям. Включают двигатель М2 и, регулируя резистором Я2 напряжение на зажимах линейного генератора, поднимают его до номинального для испытуемого двигателя значения. Затем резистором Ю постепенно увеличивают возбуждение вольтодобавочной машины ВДМ. При этом начнет возрастать э.д.с., действующая в замкнутом контуре ВДМ—Г—М/, а с ней и ток в этой цепи, а следовательно, и в якоре генератора Г. При увеличении тока генератора Г возрастает его электромагнитный момент, который для испытуемой машины М1 будет тормозным. Регулируя таким способом нагрузку на испытуемой машине, устанавливают в ней ток, равный ее часовому току.

В течение всего периода испытания нагрузки машины подведенное к ней напряжение (номинальное), частота вращения и количество продуваемого через нее воздуха должны оставаться неизменными. Через 1 ч работы машины в таком режиме ее останавливают. Во время работы машины через каждые 10—15 мин фиксируют ток и напряжение на обмотках главных и добавочных полюсов, температуру окружающей среды в момент снятия отсчетов с прибо ров, а также по секундомеру интервалы между замерами. Последний замер выполняют строго в момент снятия с двигателя напряжения. Результаты замеров записывают в специальный журнал.

Выполнить аналогичные измерения на коллекторе можно только при неподвижном якоре. Для получения возможно более точных результатов эти замеры следует осуществлять через возможно меньшее время после снятия с машин напряжения, в противном случае конечная температура якоря успеет заметно измениться. Для этого следует остановить якорь и прекратить подачу охлаждающего воздуха. С этой целью снижают до нуля напряжение линейного генератора, прекращают подачу охлаждающего воздуха и быстро останавливают двигатель, создавая тормозной момент усилением возбуждения вольтодобавочной машины ВДМ. Сопротивление обмотки якоря измеряют на тех же пластинах коллектора, на которых измеряли сопротивление обмотки в холодном состоянии. На момент выполнения этих замеров щетки должны быть изолированы от коллектора, для чего под них устанавливают изоляционные прокладки.

Как показала практика, первый замер сопротивления якоря тягового двигателя удается осуществить только через 30—45 с после его остановки. За это время температура (и значение измеряемого сопротивления> успевает измениться. Чтобы определить температуру, которую имела обмотка якоря в момент отключения (в конце часового режима), на остановленной машине через определенные промежутки времени осуществляют еще несколько замеров.

Для каждого замера температуру нагрева обмотки рассчитывают по формуле

К =^^(235 + /х) +/„,

гх где гн, гх — сопротивления соответственно нагретой и холодной обмоток; /х — температура холодной обмотки (она же температура окружающей среды).

Принципиальная электрическая схема испытания электрических машин методом непосредственной нагрузки
Рис. 3.39. Принципиальная электрическая схема испытания электрических машин методом непосредственной нагрузки

По полученным данным строят кривую охлаждения. Температуру нагрева обмотки в момент остановки определяют по построенной кривой охлаждения методом экстраполяции.

Превышение температуры обмотки т при условии, если в момент начала испытаний температура машины и температура окружающей среды одинаковы и в ходе испытаний температура окружающей среды не изменялась, определяют по разности т = <н —Полученные значения превышения температур сравнивают с допустимыми для данного класса изоляции значениями.

Значения допустимых превышений температур в градусах Цельсия для отдельных узлов машин следующие:

Класс изоляции . .

. . В

Р

Н

Обмотка якоря

. . 120

140

160

Обмотка полюсов

. . 130

155

180

Коллектор ....

. . 95

95

105

Одновременно с измерением сопротивления обмоток измеряют температуру коллектора и подшипников. Повторная проверка подшипников вызвана тем, что при предварительных испытаниях из-за более легкого и менее продолжительного режима работы машины их температура при определенных дефектах в подшипниковом узле могла не превысить допустимого значения и наличие этого дефекта осталось бы незамеченным. Измеряют температуру ртутным или спиртовым техническим термометром так же, как ранее проверялось «холодное» состояние машины.

Вспомогательные машины постоянного тока на нагревание испытывают при номинальном напряжении и таком токе, с которым машина получает те же превышения температуры, что и при номинальном режиме работы в эксплуатации. Если их мощность не превышает 50 кВт, то на нагревание их испытывают методом непосредственной нагрузки (рис. 3.39).

В качестве нагрузочного устройства для испытуемого двигателя М обычно применяют генератор Г постоянного тока с независимым или параллельным возбуждением. Нагрузку на генераторе регулируют резисторами /?2 и ЯЗ и контролируют по амперметрам А2 и АЗ. Для ограничения бросков пускового тока в цепь якоря двигателя включен резистор /?/. По окончании пуска включением рубильника В резистор /?1 закорачивают. Для измерения падения напряжения на якоре используют вольтметр У2, а на катушках полюсов — вольтметр УЗ. Подведенное к двигателю напряжение и его ток контролируют соответственно по вольтметру VI и амперметру А1.

Нагрузку для электродвигателей вентиляторов или компрессоров создают подачей в вентилятор или компрессор встречного потока воздуха. В остальном объем, последовательность и техника испытания этих машин на нагревание те же, что и для тяговых двигателей. Допустимое превышение температуры машин, установленных в кузове и охлаждаемых воздухом, забираемым из кузова, принимается на 10 °С меньше указанных выше значений.

Генераторы управления и преобразователи при испытании нагружают на нагрузочные резисторы. Проверку на нагревание проводят так же, как и электродвигателей вспомогательных машин. Кроме того, у них проверяют напряжение на зажимах. Эту проверку выполняют при часовом режиме работы генератора. Напряжение не должно отличаться от номинального более чем на ± 10 %.

Если вспомогательная машина предназначена для работы в продолжительном или повторно-кратковременном режиме, то испытания ведут до тех пор, пока не будет достигнута установившаяся температура ее частей. Обычно для этого требуется около 2,5—3,5 ч работы машины. Чтобы сократить время на проведение испытаний, подбирают такую условную нагрузку, при которой узлы машины нагреваются до той же температуры, что и при номинальном продолжительном режиме, в течение 1 ч.

Измеренная температура якорей и полюсов закрытой невентилируемой машины не должна превышать более чем на 10 % наибольшую, установленную для данной машины.

Предельно допустимая температура нагрева якорных подшипников всех электрических машин не должна превышать 100 °С.

Закончив испытания тягового двигателя на нагревание, не давая ему остыть, включают стенд, устанавливают на зажимах двигателя номинальное напряжение и в обмотке якоря ток, равный часовому. В этом режиме проверяют частоту вращения машины и ее работу при изменении направления вращения.

Проверку частоты вращения выполняют для определения отклонения частоты вращения выпускаемой из ремонта машины от номинального значения. Это необходимо для правильного последующего подбора тяговых двигателей, устанавливаемых на один локомотив,— расхождение $ скоростных характеристиках такйх двигателей допускается не более 4 %. Кроме того, эти данные необходимы и для правильного подбора к тяговым двигателям колесных пар по диаметрам их бандажей при комплектовании колесно-моторных блоков.

Такое испытание тяговых двигателей осуществляют при номинальных (часовых) значениях тока и напряжения на нагретой машине. Частоту вращения измеряют электротахометром или тахометром СК. Отклонение частоты вращения от номинальной для тяговых двигателей, спроектированных до 1 июля 1966 г., не должно превышать ±4 %, а для спроектированных после указанной даты, ±3% и для вспомо гательных машин постоянного тока

±6 %.

Испытание на реверсирование проводят для измерения и сравнения, частоты вращения якоря в прямом и обратном направлениях. Разность значений частоты вращения якоря, измеренных при разных направлениях вращения якоря, не должна превышать 4 % для машин с волновой обмоткой без траверс, 3 % для машин с петлевой обмоткой без траверс и 2 % для машин с траверсами. Закончив проверку машины на реверсирование, испытывают машину на механическую прочность при повышенной частоте вращения.

Испытание на повышенную частоту вращения выполняют при частоте вращения, превышающей наибольшую, гарантированную заводом-изготовителем, не менее чем на 25 % для тяговых двигателей электровозов и не менее 20 % для тяговых двигателей электропоездов и вспомогательных машин э. п. с.

Для создания требующегося режима уменьшают возбуждение вольтодобавочной машины ВДМ (см. рис. 3.38), снимают нагрузку и переводят двигатель в режим холостого хода. Увеличивая возбуждение линейного генератора, поднимают напряжение на двигателе, а с ним и частоту вращения якоря до указанного выше значения.

В этом режиме в течение 2 мин проверяют механическую прочность узлов машин. У исправной и правильной работающей машины не должно быть поломок и выходящих за допустимые пределы остаточных деформаций.

Проверка коммутации является наиболее ответственным испытанием всех электрических машин и в первую очередь тяговых двигателей. Наиболее тяжелыми режимами для*' тяговых двигателей являются трога-ние с места (большие токи) и большая частота вращения (глубокое ослабление возбуждения). Поэтому Правилами ремонта предусмотрено два режима для проверки коммутации: при номинальных значениях напряжения и тока возбуждения и двойном часовом токе якоря; при наибольшем напряжении на коллекторе и наибольшей частоте вращения на последней ступени ослабления возбуждения.

Устанавливая на стенде необходимые для двигателя значения напряжения и тока, проверяют коммутацию при вращении якоря по 30 мин в обе стороны вначале в первом, а затем во втором режимах. Проверку коммутации ведут, наблюдая визуально за интенсивностью искрения под щетками. Для этого у испытуемого двигателя заменяют крышку коллекторного люка специальной с врезанным в нее стеклом.

Государственным стандартом предусмотрено пять степеней искрения: 1; 1 '/4; 1‘Л; 2 и 3. Для электрических машин локомотивов предельно допустимой является степень 11 /2. При такой коммутации под сбегающей кромкой щетки наблюдается слабое искрение, а на самих щетках и коллекторе может появляться поверхностный нагар, легко устраняемый протиранием. Машины с таким искрением можно выдавать в эксплуатацию.

Оценка коммутации по искрению визуально требует большого опыта и не исключает возможных ошибок как по техническим, так и по субъективным причинам. | Для более точной и объективной оценки целесообразно пользоваться индикаторами искрения. При этом контролируют высокочастотное напряжение, возникающее на разнополярных щетках от протекающих в машинах коммутационных процессов. Индикатор прибора — милливольтметр постоянного тока — подключают через выпрямитель к щеткам испытуемой машины.Г

Объективно оценить искрение можно индикатором искрения ИИ-1. Фотоэлемент этого индикатора воспринимает световую энергию, выделяющуюся при искрении, и преобразует ее в электрический сигнал. Сигнал усиливается в двухкаскадном усилителе прибора и подается на электроино-лучевую трубку катодного осциллографа и на микро-амперметр. Эти показания устойчивы, точны, их можно отсчитывать визуально или записывать на пленку.

|Если искрение под щетками проверяемой машины окажется более 11 /2

балла, выявляют причины неудовлетворительной коммутации машины. Ими могут оказаться неправильная установка щеткодержателей, плохая притирка щеток или неправильный их подбор, перекос или заедание щеток в гнездах щеткодержателей, неудовлетворительное состояние рабочей поверхности коллектора, его биение или вибрация, неправильно отрегулированное нажатие пальцев на щетку. Выявленные недостатки устраняют и повторно проверяют коммутацию машины при тех же двух испытательных режимах. 1

Тяговые двигатели электровозов переменного тока испытывают на пульсирующем напряжении с коэффициентом пульсации около 30 %.

Проверку коммутации вспомогательных машин проводят при режимах, учитывающих особенности- их работы в процессе эксплуатации. Испытания проводят также в двух режимах: при номинальном напряжении на коллекторе и токе, равном 1,5/ч, в течение 1 мин и пятикратным повторным включением при напряжении, соответствующем наибольшему напряжению на токоприемнике. Если схемой локомотива предусмотрена работа данной вспомогательной машины с постоянно включенным в ее цепь демпферным резистором, то испытания по второму режиму следует проводить с этим сопротивлением.Двигатель компрессора испытывают по первому режиму в течение 5 мин. Нагрузку устанавливают подачей встречного потока воздуха давлением 980 кПа (10 кгс/см2).

Коммутацию генераторов проверяют при наибольших токах якоря и возбуждения и номинальной частоте вращения и при всех номинальных значениях перечисленных параметров.

Испытание изоляции состоит в проверке сопротивления изоляции обмоток машины относительно корпуса и проверке ее электрической прочности.

Сопротивление изоляции проверяют мегаомметрами с соответствующими номинальными напряжениями. У двигателей, получающих питание непосредственно от контактной сети, сопротивление изоляции при рабочей температуре должно быть не менее 3 МОм, а у машин напряжением менее 1000 В — не ниже 0,5 МОм.

Дополнительно состояние изоляции и степень ее влажности можно оценить прибором ПКВ. При работе с этим прибором следят, чтобы концы выводных приводов не касались остова машины или пола. При проверке обмотки якоря щетки должны быть подняты. В связи с тем что проверять влажность обмоток следует при температуре 15— 25 °С, эти измерения необходимо выполнять до испытаний в часовом режиме.

Электрическую прочность изоляции измеряют на нагретой машине после проверки ее сопротивления. Испытание проводят повышенным напряжением переменного тока промышленной частоты, получаемого от специальных однофазных пробивных трансформаторов. Первичную обмотку их включают в сеть напряжением 220 В. Выводы вторичной обмотки подключают один к остову, другой — к соединенным вместе выводам проверяемой обмотки. Испытательное напряжение поднимают плавно, регулируя напряжение на первичной обмотке.

Изоляцию тяговых двигателей в зависимости от их типа испытывают при различных значениях напряжения. Так, машины с изоляцией на 3000 В испытывают напряжением 6000 В.

При испытании изоляцию выдерживают под полным испытательным напряжением в течение 1 мин, после чего его плавно снижают и отключают пробивную установку. Результат испытания проверяют вольтметром. В случае пробоя стрелка вольтметра установится на нуль. Если пробоя изоляции обмотки не обнаружено, испытания на этом заканчивают. Машину укомплектовывают деталями внешнего крепления, продувают снаружи и изнутри.

Испытание электрических машин переменного тока. После ремонта электрические машины переменного тока испытывают в соответствии с программами испытаний, предусмотренными для них Правилами ремонта и соответствующим государственным стандартом.

Вспомогательную машину, поступившую из ремонта, тщательно осматривают, проверяют вращение ротора, состояние выводов, правильность их маркировки, качество сборки. На статорах, проходивших перемотку, правильность маркировки контролируют специальным переносным прибором (рис. 3.40). Обмотку трансформатора напряжением 12 В присоединяют к концам двух любых обмоток двигателя, соединенным последовательно, т. е. конец первой с началом второй. К двум свободным выводам подключают лампу. Если маркировка выводов двигателя правильная, после замыкания выключателя лампа должна гореть. При температуре 20 °С мостом Р-316 измеряют сопротивление обмоток каждой фазы машины. Оно должно быть для двигателей: АП-81-4 — 0,075 Ом;

Рис. 3.40. Схема проверки маркировки выводов двигателя
Схема проверки маркировки выводов двигателя

АС-81-6 — 0,132 Ом; АЭ-92-4 — 0,057 Ом; АОМ-32-2 — 4 Ом, у расщепителей фаз НБ-455А сопротивление двух двигательных фаз должно быть 0,0213 и 0,034 Ом и генераторной — 0,0489 Ом.

Мегаомметром на 500 В измеряют сопротивление изоляции обмоток. При измерении сопротивления изоляции между фазами мегаомметр включают между выводными концами этих фаз. Для измерения сопротивления изоляции между фазой и корпусом его подключают к выводу данной фазы и корпусу машины. Измеренное активное сопротивление должно быть не менее 1 МОм.

Дальнейшие испытания ведут на стенде. Машину запускают, устанавливают на ее зажимах номинальное напряжение и дают ей работать в режиме холостого хода в течение 30 мин. Измеряют ток и мощность каждой фазы, проверяют нагрев подшипников.

Неравномерность распределения токов по фазам при симметричных линейных напряжениях указывает на наличие короткозамкнутых секций или на неправильность соединений в фазах обмотки статора.

Если при наличии тока во всех трех фазах якорь машины не вращается, то наиболее вероятная причина этого — неправильная маркировка выводов одной из фаз обмотки. Завышенное значение тока холостого хода указывает на неправильную сборку машины.

Затем регулятором напряжения повышают напряжение на обмотке статора машины до 1,ЗЦ„ом и.после работы в этом режиме в течение 5 мин проверяют качество межвитковой изоляции.

О возможном нагреве машины в эксплуатации судят по электрическим потерям в обмотках машины. Для их определения машину испытывают в режиме короткого замыкания. Для этого ротор затормаживают, напряжение, подводимое к машине, снижают регулятором напряжения до 100 В, измеряют в каждой фазе ток и потребляемую мощность и сверяют их с установленными допустимыми значениями.

У расщепителей фаз при испытании на холостом ходу измеряют линейные напряжения и токи. Допускаемые отклонения тока холостого хода каждой фазы не более ±10% номинального.

Выше был рассмотрен ремонт тяговых двигателей на типовой поточной линии, разработанной ПКБ ЦТ с использованием опыта ремонта тяговых двигателей на поточных линиях в депо Георгиу-Деж, Курган, Дема, Нижне-удинск, Казатин. В то же время проект этой поточной линии типовой и не привязан к какому-либо определенному депо, поэтому при разработке поточных линий для каждого конкретного депо схема расположения оборудования может быть изменена.

КОНТРОЛЬНЫЙ ВОПРОСЫ

1. Каковы условия работы электрических машин, устанавливаемых на электроподвижном составе?

2. Какова последовательность ремонта тяговых двигателей на поточной линии ремонта и какие средства механизации и автоматизации используются при их ремонте?

3. Перечислите основные неисправности механической части электрических машин и методы их устранения.

4. Какие неисправности щеточного аппарата нарушают нормальную работу электрических машин?

5. Каковы особенности технологии ремонта полюсных катушек и якорной обмотки? Какова цель пропитки изоляции и как ее осуществляют?

6. Перечислите аппараты и приборы, используемые при проверке электрической части машин.

7. Какие виды испытаний электрических машин после ремонта Вы знаете; каковы программы этих испытаний?

8. Объясните принцип работы стендов для испытания электрических машин методами взаимной и непосредственной нагрузок.

9. Какие требования Правил техники безопасности следует соблюдать при ремонте и испытании электрических машин?

РЕМОНТ ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК, РЕАКТОРОВ, ИНДУКТИВНЫХ ШУНТОВ, ТРАНСФОРМАТОРОВ, РЕГУЛИРУЕМЫХ ПОДМАГНИЧИВАНИЕМ ШУНТОВ,

¦ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕИ

Ремонт? трансформаторов, рзакюэов, индуктивных шунтов 1 трансфоэмзтзроз, регулируемых 'юдмагничиваиием шунтов

Условия работы трансформаторов, реакторов, индуктивных шунтов и трансформаторов, регулируемых под-магничиванием шунтов, на э. п. с. и их возможные повреждения. В процессе эксплуатации электровозов и электропоездов переменного тока в их силовых цепях могут возникать аварийные режимы, способные вызвать появление неисправностей в трансформаторах и реакторах. Так, при сквозном пробое плеча выпрямительной установки или выпрямительно-инверторного преобразователя вторичная обмотка трансформатора оказывается замкнутой накоротко и ток в ней резко возрастает. Это может вызвать повышенный нагрев токоведущих элементов и, как следствие, привести к снижению диэлектрических свойств масла и органической изоляции трансформаторов и реакторов. Резкое увеличение тока обусловит одновременно и появление механических перегрузок, под действием которых может ослабнуть крепление обмоток трансформатора. Резкое увеличение тока в цепи выпрямленного тока может привести к недопустимому нагреву обмоток индуктивных шунтов, что не только ухудшит диэлектрические свойства изоляции и ускорит ее старение, но и может привести к ее пробою.

В трубопроводах, радиаторах и в сварных швах бака трансформатора возможна течь масла. К течи масла могут привести и образовавшиеся неплотности в разъемных соединениях системы масляного охлаждения трансформатора из-за неудовлетворительного крепления фланцев, порчи резинового уплотнения, неплотности пробки для спуска воздуха у изоляторов первичной обмотки трансформатора, неудовлетворительного крепления нажимной гайки у изоляторов вторичной обмотки и болтов крышки трансформатора из-за трещин в фарфоровом корпусе изоляторов, повреждения резиновой прокладки между крышкой и баком, соединений трубопроводов, сварных швов, радиаторов системы охлаждения и т. д. В свою очередь от надежной работы системы масляного охлаждения зависит и состояние изоляции обмоток трансформаторов.

В эксплуатации наблюдались случаи появления трещин в опорных узлах, повреждения резиновых прокладок, отслоения краски на внутренних поверхностях бака, повреждения манометра, термометра, обрыва меди обмоток, повреждения глазури фарфоровых изоляторов и возникновения у них сколов.

У переходных и сглаживающих реакторов, индуктивных шунтов и трансформаторов, регулируемых под-магничиванием шунтов (ТРПШ), чаще всего возникают перекрытия между витками катушек, деформации и повреждения изоляции, трещины в шинах и ослабление контактов электрических соединений.

Ревизия тягового трансформатора с выемкой активной части. Для ревизии, ремонта и испытаний, выполняемых при ТР-3, трансформатор снимают с э. п. с. и передают в трансформаторное отделение депо, которое должно быть сухим и чистым. Перед снятием трансформатора выводы его вторичной обмотки закорачивают, снимают емкостные заряды и заземляют штангой вывод высоковольтной обмотки. Снимают с трансформатора (кроме трансформаторов электровозов ВЛ80Р и ВЛ85) главный контроллер, переходные реакторы и отсоединяют подходящие к нему воздухопроводы и кабели.

В трансформаторном отделении его очищают от пыли и грязи, тщательно осматривают его, выявляют пробоины, течь масла в баке, расширителе, охлаждающей системе, кране, фланцах и выводах. Если в результате осмотра выявляется просачивание масла в сварных швах, фланцах выводов или других местах, проводят дополнительную проверку их способом избыточного давления масляного столба. Для этого устанавливают трубу диаметром 1 — і'/г" с воронкой над отверстием пробки в крышке расширителя. Столб масла в трубе с воронкой высотой 0,3 мм выдерживают в течение 15 мин, наблюдая за уплотнениями. Появившуюся течь устраняют и повторяют испытания. Отбирают пробу масла для лабораторного анализа.

Вынутая из бака активная часть трансформатора должна иметь температуру не ниже температуры воздуха помещения цеха. Если холодная активная часть будет находиться в помещении с более высокой температурой, на ней будут конденсироваться пары воздуха, что приведет к увлажнению изоляции обмоток. В зимнее время на холодном трансформаторе, поставленном в теплое помещение, будет наблюдаться отпотевание или заиндевение. Поэтому перед вскрытием холодного трансформатора его выдерживают в помещении до уравнивания температур. Выемная часть может находиться вне бака трансформатора с маслом не более 7 ч. В противном случае или при заниженном сопротивлении изоляции активную часть сушат в вакуум-су-шильном шкафу при вакууме не менее 5 кПа (0,05 кгс/см2) или в собственном баке, для чего обмотку закорачивают, причем ток в ней не должен превышать половины номинального тока обмотки.

На электропоездах снимают соединительные трубопроводы, отсоединяют подводящие провода, кабели и другие элементы, связывающие трансформатор с другими установками. До выемки активной части измеряют сопротивление изоляции обмоток трансформатора по отношению к корпусу и друг к другу. При демонтаже на срок свыше 3 ч плоские краны закрывают металлическими заглушками. Для предотвращения попадания в трансформаторное масло пыли и грязи места разъема крышки с баком тщательно протирают. Отворачивают все болты крепления крышки к баку.

Перед выемкой активной части сливают масло из бака и перекачивают его по трубопроводам трансформаторного отделения. Для предотвращения накопления электростатического заряда при сливе масла или заполнения им бака выводы обмоток следует соединить с баком проводом площадью сечения не менее 1,5 мм2. Затем палочным приспособлением, предварительно убедившись, что подъему ничто и никто не мешает, поднимают активную часть трансформатора на 3/4 высоты и дают маслу стечь с обмоток в бак. Затем окончательно поднимают активную часть и устанавливают в цехе на противень с деревянным настилом.

Магнитный стержень трансформатора электровоза ЧС4 вынимают с помощью специального приспособления конструкции завода-изготовителя.

Если активная часть сильно загрязнена, то ее промывают чистым подогретым трансформаторным маслом. Допускается предварительно удалить остатки масла деревянным скребком.

Осмотр и ремонт активной части трансформатора начинают с проверки состояния выводов катушек и гибких проводов. Проверяют все болтовые крепления, ослабшие подтягивают и, если необходимо, ставят контргайки и болты закериивают. Тщательно осматривают места пайки отводов к шинам, затягивают болты, сжимают обмотки в осевом направлении. Осматривают стяжные клицы, защитные фартуки, шпильки и другие детали крепления обмоток. Следят за тем, чтобы выводы катушек располагались друг от друга на расстоянии 5—10 мм. Для увеличения плотности по резьбе деревянных гаек на резьбу стержней наматывают льняные нитки. Во избежание ослабления шин и излома клиц их стягивают осторожно, не допуская прогиба.

Оголенные места и места с обдирами на наружных витках катушек регулировочной обмотки ремонтируют, применяя коробочки из кабельной бумаги К-800 или К-120. Для этого в местах повреждения изоляцию подрезают и зачищают, устраняя заусенцы, нарезают шесть—восемь полосок кабельной бумаги соответствующей длины с учетом перекрытия изоляции провода по 10 мм в обе стороны от места повреждения, промазывают полоски бумаги и медь в месте повреждения клеем БФ-2 или БФ-4 и дают клею подсохнуть на воздухе 3—5 мин; затем накладывают на место повреждения полоски в виде коробочки, тщательно разглаживая каждую полоску, накладывают в месте восстановления изоляции витка поверх всей ширины катушки в радиальном направлении общий бандаж из тафтяной ленты — один слой вполуперекры-шу. Ленту пропускают вокруг катушки с помощью крючка из электрокартона, вставляемого в канал между катушками.

Для замены отдельных изоляционных прокладок, образующих масляные каналы между катушками регулировочной обмотки, концы негодной прокладки с наружного клина срезают и легким усилием руки выдергивают ее. Новую прокладку вставляют на место, осторожно подбивая ее деревянной подбойкой; прокладку устанавливают без каких-либо смещений по отношению к остальным прокладкам данного ряда. Ослабление прессовки обмоток трансформатора устраняют в следующем порядке: ослабляют контргайки, равномерно затягивают до отказа стяжные шпильки, подкладывают под гайки замковые пластины, после чего устанавливают контргайки.

Перед затяжкой шпилек проверяют состояние изолирующих колпачков под прессующими башмачками, поврежденные колпачки заменяют новыми. При подпрессовке обмоток нельзя смещать и исправлять изоляционные прокладки между катушками. Столбы прокладок должны быть строго вертикальны. Расклиновку обмоток выполняют осторожно, не допуская повреждений ВИТКОВОЙ изоляции.

В обмотках с каналами диаметром 5 мм забивают две дополнительные прокладки по 2,5 мм между основными прокладками, а в обмотках с каналами диаметром 6 мм — одну прессованную прокладку под верхнее опорное кольцо. Забивать прокладки под плоскости катушек запрещается. . Дополнительные прокладки должны входить на всю глубину основных прокладок и не иметь по отношению к ним боковых смещений.

Сжатие обмотки трансформатора электровоза ЧС4 осуществляют равномерной подтяжкой болтов с моментом затяжки 120—130 Н-м (12—13 кгс-м), после чего контргайки затягивают, а резьбу закернивают. На электровозе ЧС4Т болты фиксируют проволокой. При ослаблении стяжки магнитопро-вода затягивают болты в нижней части стяжной рамы по обеим сторонам нижней части бака. Момент силы затяжки болтов составляет 50—60 Н-м (5—6 кгс-м).

Если у катушки есть выпученность, но обрыва, короткого замыкания в ней нет и сопротивление ее изоляции удовлетворительно, то разрешается выправлять выпученность легкими ударами молотка через деревянную прокладку.

Изоляция витков должна иметь одинаковый соломенно-желтый цвет без следов местного чрезмерного нагрева. Наличие графитового осадка указывает на имевшее ранее место электрическое перекрытие. Если во время эксплуатации было замечено повышенное гудение трансформатора, проверяют крепление магнитопровода. Осматривают гибкие провода выводов; при наличии обрывов жил гибкие провода снимают и ремонтируют.

Разборку обмоток активной части выполняют в случае обнаружения в ней скрытой неисправности, для чего ее освобождают от связей, снимают крышку трансформатора, верхние яр-мовые балки и аккуратно разбирают пакеты ярма, укладывая их в том порядке, в каком снимают. Одновременно составляют схему расположения пакетов в стержне, пронумеровывают пакеты и номера их записывают на схеме.

Такой порядок в дальнейшем обеспечивает быструю и правильную сборку магнитопровода.

На электровозах ЧС4Т проводят ревизию переключателя 25II2,5 кВ, проверяют крепление кабелей, прилегание и нажатие контактов и зачищают их.

Бак трансформатора и расширительный бак осматривают. Дистанционный термометр с расширительного бака снимают для проверки в отделении контрольно-измерительных приборов, а стенки бака тщательно очищают от масла.

Проверяют состояние спускного крана и крана для отбора пробы масла. При необходимости заменяют предохранительные пластины на спускном кране и грязевой пробке. Очищают бак трансформатора от шлама, тщательно протирают стенки и дно, промывают чистым трансформаторным маслом и осматривают, убеждаются в отсутствии трещин и других повреждений. При наличии мест отслаивания слоя краски от металла бака поврежденные места зачищают и окрашивают.

Трещины в стенках баков и дефекты в сварных соединениях ремонтируют электросваркой. Перед выполнением сварочных работ стенки бака насухо протирают. Поверхности бака в местах, подлежащих заварке, тщательно очищают от краски и затем просушивают постепенным и равномерным нагревом газовой горелкой или паяльной лампой. Сварку должен производить дипломированный электросварщик при строгом соблюдении Правил противопожарной безопасности. Все сварные швы зачищают, после чего баки окрашивают нитроэмалью № 624С с помощью пульверизатора и сушат до полного высыхания. Пылезащитное уплотнение вокруг бака трансформатора при трещинах и обрывах резин заменяют.

Фарфоровые изоляторы и фланцы выводов высокого и низкого напряжения, имеющие сколы и другие повреждения, заменяют. Замененный изолятор или фланец заново маркируют. Перед армировкой проверяют исправность стержней, состояние контактных поверхностей крепежных детален, надеж ность соединений колпаков со стержнями. Забитую резьбу стержней и гаек исправляют леркой или метчиком, поврежденную резьбу гайки стержня с колпаком восстанавливают приваркой латунью. Контактные поверхности всех латунных и медных деталей облужи-вают гальваническим способом слоем 6—8 мкм.

Для армировки выводов применяют специальную магнезиальную замазку. Замазку заливают между фарфором и фланцем и выдерживают до полного отверждения замазки в течение 20—24 ч. Затем очищают вывод от подтеков, протирают чистой тряпкой, смоченной в хлористом магнии, и окрашивают все открытые поверхности магнезиального цемента, а также колпачок шпильки нитроэмалью № 1201.

Изоляторы очищают, проверяют их крепление и целостность. Неисправные заменяют.

Изоляционные плиты выводов вторичных обмоток силового трансформатора электровоза ЧС4 очищают от загрязнений, обезжиривают, дефектные заменяют. Поврежденные уплотнения заменяют новыми, изготовленными из маслостойкой резины.

Проверяют систему масляного охлаждения трансформатора, убеждаются в исправности струйных реле, маслопроводов, прокладок, фланцевых соединений. Неисправные элементы ремонтируют или заменяют.

Секции радиаторов промывают раствором кальцинированной соды в течение 30—60 мин при температуре 80— 90°С, а затем чистой горячей водой (температура 80—90 °С) в течение 10— 20 мин. Наружные поверхности обмывают горячей водой в течение 20— 30 мин. Очищенные секции радиаторов подвергают гидравлическим испытаниям маслом при давлении 590 кПа 6 кгс/см2 в течение 5 мин и при обнаружении в них трещин, нарушения пайки и других повреждений ремонтируют. Если течь масла обнаружена в соединении трубок с коллектором, коллектор вскрывают и пропаивают концы всех трубок радиатора.

Масляный насос проверяют, убеждаются в плотности крепления шпилек, надежности соединения выводных кабелей, чистоте и исправности обмотки его электродвигателя. Трубопроводы продувают сжатым воздухом.

Ревизия воздухоосушителя электропоездов состоит в проверке качества адсорбента. Проверяют цвет индикаторного силикагеля. Силикагель розового цвета сушат или заменяют новым. Для смены адсорбента сливают масло из воздухоочистителя через его нижнюю пробку. Очиститель разбирают, очищают внутри и просушивают прокаливанием при температуре 300 °С в течение нескольких часов (продолжительность сушки зависит от ее эффективности и увлажнения адсорбента). Температура сушки индикаторного силикагеля должна быть в пределах 115—120 °С.

При сборке воздухоочистителя расположенный в верхней его части патрон заполняют индикаторным силикагелем с таким расчетом, чтобы до крышки оставалось свободное пространство 15—20 мм, устанавливают стекло в смотровом окне и присоединяют осушитель к дыхательной трубке. Для приведения масляного затвора в рабочее состояние через патрубок заливают чистое сухое трансформаторное масло до пробки контроля уровня.

Осушитель воздуха электровоза ЧС4 заправлен влагопоглощающим веществом — реагентом, состоящим из мелкозернистой смеси силикагеля и блаугеля. Реагент, потерявший свои свойства, заменяют новым или регенерированным. Регенерацию осуществляют сушкой в сушильном шкафу или прокаливанием над открытым огнем в течение 2—3 ч при температуре 120— 180 °С. Сушку заканчивают, когда цвет реагента изменится с розового на синий.

После замены реагента следует быстро собрать осушитель и заполнить масляный затвор чистым трансформаторным маслом до уровня, обозначенного на затворе.

Сборка тягового трансформатора выполняется в следующем порядке. До установки в бак собранной активной части трансформатора осматривают резиновые прокладки, негодные заменяют. Проклад ки должны быть изготовлены из маслостойкой резины. На бак устанавливают электронасос. После установки активной части, дистанционного термометра и закрепления крышки бака открывают спускной кран, включают центробежный иасос и заливают масло, периодически включая и выключая центробежный насос. Внешним осмотром убеждаются в отсутствии течи масла й, контролируя по маслоуказа-телю, доливают масло до требуемого уровня.

После заливки масла выпускают воздух из коллекторов радиаторов системы охлаждения и внутренних полостей изоляторов трансформатора. Для этого вывертывают пробки на коллекторах радиаторов и на верхних колпачках изоляторов и закрывают их после появления в отверстиях масла. Сразу же после заливки отбирают пробу масла для полного анализа. Электрическая прочность масла должна быть не ниже 35 кВ. Через 12 ч берут повторно пробу масла.

Испытание трансформаторов проводят с целью проверки соответствия полностью собранного трансформатора техническим условиям.

У отечественных трансформаторов проверяют электрическую прочность трансформаторного масла, измеряют сопротивление изоляции обмоток и сопротивление их постоянному току.

Электрическую прочность масла проверяют спустя 12 ч после заливки его в бак трансформатора. Во время отстоя трансформатора осуществляют обкатку электронасоса в течение 3 ч для удаления воздуха из обмоток и изоляционных частей трансформатора. При положительном анализе трансформаторного масла, проведенном в соответствии с государственным стандартом, и если пробивное напряжение на стандартном разряднике оказалось не ниже 40 кВ, проводят следующие электрические испытания.

Сопротивление изоляции обмоток измеряют мегаомметром напряжением 2500 В через 60 с после приложения напряжения при температуре изоляции не ниже +10 °С. Наименьшие значения сопротивления изоляции для каждого типа трансформатора приведены в соответствующих заводских инструкциях. Так, для обмоток трансформатора электровоза ЧС4 оно должно быть при температуре окружающей среды + 20 °С не менее 30 МОм. Однако по сопротивлению изоляции можно сделать только грубое предварительное заключение об отсутствии каких-либо существенных дефектов изоляции обмоток. Это измерение проводят перед испытаниями электрической прочности изоляции.

Схема соединения обмоток трансформатора электровоза ВЛ80С

Рис. 4.1. Схема соединения обмоток трансформатора электровоза ВЛ80С

Электрическую прочность изоляции испытывают с целью установления надежности изоляции обмоток относительно друг друга и по отношению к заземленным частям трансформатора, а также для проверки изоляции между отдельными частями каждой из обмоток и между витками.

Метод приложенного напряжения применяют при использовании постороннего источника напряжения частотой 50 Гц. Испытанию подвергают каждую обмотку как по отношению к другим обмоткам, электрически не соединенным с ней при работе, так и по отношению к заземленным металлическим частям трансформатора. Испытательное напряжение прикладывают в течение 1 мин между замкнутой накоротко чиспытуемой обмоткой и заземленным баком, с которым соединяют магнитную систему и замкнутые накоротко все остальные обмотки испытуемого трансформатора.

Источником питания служат трансформаторы ИОМ-100II00 для обмотки высшего напряжения и ОМ-20II0 для обмоток низшего напряжения и собственных нужд. Значения испытательных напряжений указаны в заводских инструкциях. Так, сетевые обмотки трансформатора электровоза ВЛ80С испытывают напряжением 60 кВ, тяговые— напряжением 10 кВ, а обмотки собственных нужд — напряжением 5 кВ.

Испытание индуцированным напряжением носит контрольный характер. Его выполняют для выявления повреждения изоляции обмоток, которое могло возникнуть в результате испытания ее приложенным напряжением. К выводам одной из обмоток подводят двойное номинальное напряжение этой обмотки частотой 200 Гц в течение 30 с. Все остальные обмотки должны быть разомкнуты. В каждой обмотке трансформатора при этом будет наводиться э. д. с. повышенной частоты, равная двойному номинальному напряжению данной обмотки. Частоту повышают для того, чтобы при двойном индуцированном напряжении намагничивающий ток в трансформаторе сохранился на прежнем уровне.

Трансформатор считается выдержавшим испытание, если не наблюдалось толчков тока, а намагничивающий ток имел нормальное для данного трансформатора значение. Всякое увеличение тока свидетельствует о наличии дефекта в изоляции обмотки.

По коэффициенту трансформации определяют правильность числа витков в обмотках трансформатора. На проверяемую обмотку низшего напряжения подают пониженное напряжение и измеряют напряжение на выводах. Выводы обмоток выбирают по схеме соединения обмоток трансформатора (рис. 4.1). Коэффициент трансформации определяют как отношение высшего напряжения к низшему. Отклонения напряжений от номинальных значений допускаются не более ±0,5%.

Сопротивление меди обмоток постоянному току позволяет судить о наличии дефектов в обмотке. Кроме того, по его значению можно обнаружить ошибку в намотке обмоток проводом иной, чем предусмотрено, площадью сечения, а также обрыв одной из параллельных ветвей обмотки.

Сопротивление меди можно измерить мостом или методом вольтметра-амперметра (рис. 4.2). В последнем случае, включив выключатель 2, подводят к проверяемой обмотке 1 через резистор К постоянный ток, фиксируя по амперметру А и вольтметру V значения тока и напряжения.

Сопротивление меди обмотки. Ом, и

г - 1 - и/гв

где и — напряжение, В; 1 — ток, А; г„ — сопротивление вольтметра. Ом.

Результаты испытаний заносят в протокол, который прикладывают к паспорту трансформатора.

Ревизия тягового трансформатора без выемки активной части. При ТО-2, ТР-1 и ТР-2 внешним осмотром проверяют состояние узлов трансформатора. Салфеткой протирают изоляторы, контролируют их состояние и надежность крепления. Осматривают шины, провода, маслоструйные реле. Проверяют уровень масла по маслоуказателю; убеждаются в отсутствии течи масла по изоляторам, соединениям маслопровода и в местах крепления крышки к баку; по положению красной контрольной стрелки дистанционного термометра, показывающей максимальную температуру трансформаторного масла, которая была во время работы электровоза по линии, -определяют случаи возможного нагрева его выше допустимой температуры 80 °С.

Для отечественных электровозов переменного тока ТО-3 совмещено с ТР-1. Тяговый трансформатор и систему охлаждения осматривают так же, как и при ТО-2. Определяют уровень масла и его температуру, при этом следят, чтобы карман датчика термометрического сигнализатора, находящийся в крышке бака тягового трансформатора, был обязательно заполнен маслом. При необходимости добавляют трансформаторное масло. При нормальных условиях охлаждения температура трансформаторного масла не должна превышать допустимую.

Схема измерения сопротивления меди обмоток постоянному току
Рис. 4.2. Схема измерения сопротивления меди обмоток постоянному току

Превышение температуры масла при отсутствии внутренних повреждений трансформатора свидетельствует о нарушении режима его охлаждения. В этом случае проверяют напор масла в системе охлаждения, положение разобщительного крана на трубопроводе, увеличивают подачу охлаждающего воздуха. Течь устраняют затяжкой болтов и гаек в местах соединения. При течи по трубкам секций радиаторов заменяют неисправную секцию.

Проверяют состояние шинного монтажа и надежность электрического контакта. Наконечники гибких проводов должны быть надежно пропаяны. При плохой пайке и недостаточно плотном контакте соединение будет нагреваться, что может привести к выплавлению припоя. Гибкие провода, особенно в соединениях башмаков выводов трансформатора и шинного монтажа, не должны находиться в натянутом состоянии, так как это может привести к излому изоляторов. Провода с повреждением более 15 % жил заменяют. Наконечники заземляющего кабеля должны быть прочно закреплены к корпусу бака и к полу кузова электровоза и обеспечивать надежное заземление.

Изоляторы со следами переброса или сколами на длине более 15 % расстояния возможного перекрытия дугой заменяют, а места повреждения глазури изоляторов на участке менее 15 % этой длины тщательно протирают салфеткой, смоченной в бензине, и покрывают эмалью ГФ-92-ХК или № 1201.

Конусообразные опоры трансформатора осматривают с помощью зеркала. При этом особое внимание обращают на места приварки конусов к кронштейнам бака, где наиболее вероятно появление трещин. Через специальный кран в нижней части бака трансформатора отбирают 2—3 л масла для анализа в химической лаборатории, где определяют наличие в нем загрязнений и испытывают его на пробой в маслопробойнике напряжением не менее 25 кВ в течение 1 мин.

Рис. 4.3. Схема обмоток реактора ПРА-48

По указательному стеклу проверяют уровень масла в трансформаторе и при необходимости масло добавляют.

На электровозах ЧС4 через один периодический ремонт снимают крышки цилиндров пневматического двигателя и проверяют состояние поршневой группы и золотников. Смазку заправляют согласно карте смазки завода-изгото-вителя, проверяют состояние электро-пневматических вентилей, блокировочных контактов и подводящих проводов.

Мегаомметром на напряжение 2500 В измеряют сопротивление изоляции всех обмоток по отношению к корпусу и друг к другу.

Осмотр, ремонт и испытание сглаживающих, переходных реакторов и индуктивных шунтов. Снятые реакторы продувают сухим сжатым воздухом. Определяют состояние наружного слоя их изоляции и стяжных шпилек. Мегаомметром на напряжение 2500 В проверяют сопротивление изоляции между корпусом и выводными шинами реактора. Оно должно быть не менее 5 МОм.

Изоляторы, клицы и рейки, имеющие трещины, обгары и отколы более 10 % расстояния возможного перекрытия дугой, заменяют. Прогары шин глубиной до 3 мм оставляют и зачищают, а глубиной до 20 мм заплавляют. На одной катушке переходного реактора ПРА допускают до пяти стыковых сва рок. Основание реактора ПРА, имеющее отколы до 30 %, восстанавливают приклейкой отколотой части клеем БФ-88. Зазоры между параллельными витками 8—10 мм и параллельными шинами 3—5 мм допустимы. При необходимости зазоры сглаживающих реакторов РЭД регулируют, устанавливая необходимое число изоляционных прокладок. Зазор между витками реактора ПРА-48 должен быть не менее 7 мм.

Катушки реакторов пропитывают лаком № 447 или ПЭ-933. Перед пропиткой лаком № 447 реактор нагревают до температуры 60 °С и опускают в лак, подогретый до температуры не более 50 °С, выдерживают в нем 15— 20 мин, затем вынимают и держат 15 мин над баком для стекания лака, после чего сушат в сушильной печи при температуре 130—140 °С в течение 8—10 ч. При пропитке катушек лаком ПЭ-933 сушку осуществляют в течение 17—20 ч при температуре 160—170 °С.

После ремонта проверяют электрическую прочность изоляции между выводными шинами и корпусом реактора переменным током частотой 50 Гц напряжением 10 кВ в течение 1 мин (для реакторов СР-800 электропоездов испытательное напряжение 5 кВ). Отремонтированный реактор испытывают и устанавливают на э. п. с.

От специального многоамперного агрегата переменного тока путем измерения тока и падения напряжения вычисляют индуктивное сопротивление ветвей обмотки. Для реактора ПРА-48 при температуре +20 °С оно должно быть 0,0017 Ом. Для определения выводов пользуются электрической схемой реактора (рис. 4.3).

Индуктивные шунты осматривают, проверяют состояние наружной изоляции катушек, выводных кабелей, их наконечников. Обстукиванием контролируют прочность затяжки болтов, убеждаются в отсутствии трещин в лапах подвески, лопнувших или ослабших пружинных шайб. Мегаомметром или мостом измеряют омическое сопротивление катушек. Оно не должно отклоняться от нормы более чем на 6 %. Из-за малого значения омического сопротивления обмотки индуктивного шунта даже при достаточно точном измерении не всегда удается обнаружить в ней имеющееся межвитковое замыкание.

В эксплуатации межвитковые замыкания в шунтах приводят к неравномерному распределению нагрузки между двигателями, срабатыванию защиты во время работы при ослабленном возбуждении, к усилению искрения на коллекторе и образованию на нем кругового огня. Чтобы исключить выпуск на линию локомотивов с такими индуктивными шунтами, во многих депо введена обязательная проверка наличия в них межвиткового замыкания измерением индуктивного сопротивления шунтов специальным прибором, состоящим из генератора высокочастотных синусоидальных колебаний, усилителя и измерительного моста переменного , тока.

Индуктивные шунты с поврежденной изоляцией катушек подлежат ремонту. Их катушки снимают и ремонтируют так же, как и катушки полюсов. Отремонтированную катушку шунта насаживают на сердечник в нагретом состоянии (ПО—120 °С). Дефектные болты и пружинные шайбы заменяют. Подвесные лапы с трещинами также заменяют, так как заваривать трещины запрещается. Отремонтированный шунт окрашивают асфальтовым лаком, а поверхность боковины, обращенную к обмотке шунта,— красной эмалью ГФ-92-ХК.

У собранного индуктивного шунта проверяют электрическую прочность изоляции.

Катушки индуктивных шунтов ремонтируют, как и полюсные катушки двигателей. Для обеспечения хорошего качества пайки все соединяемые места тщательно очищают и облужи-вают.

Измеряют сопротивление изоляции между корпусом и выводами. Оно должно быть ие менее 800 МОм для реакторов и не менее 600 МОм для индуктивных шунтов.

При техническом обслуживании и ТР-1, ТР-2 переходные и сглаживающие реакторы продувают сухим воз духом. Проверяют состояние катушек, вентиляционных каналов, стягивающих шпилек магнитопровода, крепления контактных соединений, убеждаются в отсутствии трещин в шинах, контролируют состояние крепления реакторов.

При наличии на изоляторах, витках катушек, изолирующих шпильках повреждения или оплавления, не превышающего 10% пути возможного перекрытия, дефектное место зачищают и окрашивают изоляционной эмалью. Если объем повреждений больше, то аппарат снимают с э. п. с.

Осмотр реакторов без снятия с э. п. с. Перед осмотром реакторы продувают сухим сжатым воздухом. У переходного и сглаживающего реакторов проверяют состояние катушек, вентиляционных каналов и ярма, затяжку болтов в местах электрических соединений и стягивающих шпилек магнитопровода, убеждаются в отсутствии трещин в шинах, контролируют надежность электрического контакта соединений, крепления реакторов. Ослабление крепления устраняют подтяжкой болтов.

При наличии на изоляторах, витках катушек, изолирующих шпильках и прокладках следов переброса и оплавлений менее 10 % пути возможного перекрытия дефектное место зачищают и окрашивают электроизоляционной эмалью. Прогары шин глубиной менее 3 мм зачищают. Если обнаруженные дефекты без снятия реакторов устранить не удается или требуется замена деталей, осуществить которую без разборки реакторов невозможно, то такие реакторы для ремонта снимают с э. п. с.

Сушка и пропитка обмоток | Ремонт электропод-вижного состава | Ремонт трансформаторов, реакторов, индуктивных шунтов и трансформаторов, регулируемых подмагничиванием шунтов