ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
ПРИЧИНЫ НАРУШЕНИЯ КОММУТАЦИИ ЭЛ. МАШИН
ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
ОБСЛУЖИВАНИЕ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
Главный генератор, возбудитель и тяговые электродвигатели тепловоза работают со значительными колебаниями тока нагрузки, напряжения и температуры.
В результате перегрузки машины могут чрезмерно перегреваться Периодические нагрев и охлаждение обмоток и изоляции, имеющих различные коэффициенты теплового расширения, вызывают механический износ и старение изоляции. Работа электрических машин тепловоза значительно осложняется попаданием во внутренние полости машин с охлаждающим воздухом различных загрязнений: пыль, влага, пары масла и топлива нарушают работу коллектора и щеток, а также ускоряют выход изоляции из строя.
Якоря электрических машин, подшипники и подшипниковые щиты испытывают большие механические нагрузки. Трудной задачей является обеспечение надежного контакта между коллектором и щетками при скорости скольжения более 40 м/сек.
В наиболее тяжелых условиях
находятся тяговые электродвигателя тепловоза. Удары от ходовых частей, резкие колебания температуры, возможность боксования и обилие загрязнений делают двигатели наиболее уязвимым узлом электрической передачи тепловоза.
Неисправности эл.машин в эксплуатации обнаруживают внешним осмотром, наблюдением за их работой, а также по показаниям контрольно-измерительных приборов и действию машин.
Ослабление болтовых креплений проверяют легким
обстукиванием болтов.
Покачиванием от руки выявляют ослабление креплений щеткодержателей, щеточных шунтов, собирательных шин, межполюсных перемычек и кабелей.
Наиболее часто встречаются случаи ослабления и обрыва болтов крепления дополнительных полюсов. Неплотное крепление полюсов ТЭД заметно по разрушению заливочной мастики над головками болтов.
Обрыв и размотка бандажа якоря являются тяжелым повреждением, выводящим машину из строя. Размотка бандажей ТЭД может быть следствием некачественного крепления при бандажировке, пережога бандажа при перебросах электрической дуги, межвитковых замыканий якорной обмотки под бандажом. Полное распускание бандажа вызывает появление дыма из двигателя и заклинивание якоря.
Ослабление затяжки и деформация коллектора вызывают ненормальную работу щеток (подпрыгивание, изломы и сильное искрение). При осмотре такую неисправность коллектора можно заметить по выступанию пластин. Места коллектора, отклоняющиеся от правильной формы, подгорают. Форма коллектора нарушается также при его перегреве.
Разрушение якорных подшипников в электрических машинах сопровождается сильным скрежетом, ударами, нагревом, выбросом дыма и смазки. В тяговых электродвигателях при этом часто заклинивается якорь в остове, а колесная пара идет юзом.
При приемке тепловоза поврежденный подшипник можно выявить по следам перегрева корпуса и крышки подшипника (копоть, обгарание краски, запах горевшей смазки).
Повреждение межкатушечных соединений вызывается ослаблением крепления и подгоранием наконечников, а также ослаблением посадки катушек полюсов на сердечниках.
Цепь обмоток полюсов ТЭД может быть нарушена вследствие неудовлетворительного качестве приварки выводов к шине катушки. Это можно определить при осмотре по желтизне изоляции катушки в районе вывода.
Ухудшение контакта в соединениях между главными полюсами ТЭД можно заметить по ложному срабатыванию реле боксования в момент трогания тепловоза.
Неработающие полюсы определяют по степени нагрева сердечников сразу после кратковременной нагрузки. Сердечники таких полюсов менее нагреты.
Повреждения коллектора и щеток являются следствием многих неисправностей эл.машин. Состояние коллектора служит показателем работоспособности машины. Коллектор должен иметь гладкую полировочную поверхность правильной цилиндрической формы. О хорошем состоянии коллектора свидетельствует равномерная глянцевая пленка коричневого цвета, образующаяся на контактной поверхности и
улучшающая работу щеток и коллектора. Появление цветов побежалости, выброс капелек олова из петушков указывают на значительный перегрев коллектора.
Совершенно недопустимо местное биение коллектора, наличие на рабочей поверхности задиров, запавших и выступающих пластин, следов подгара и перебросов дуги, а также отложений щеточной пыли, грязи и масла.
Щетки должны плотно прилегать к коллектору (не менее 75% площади), иметь установленное усилие нажатия и легко, но без перекосов перемещаться в гнездах щеткодержателя. Нельзя оставлять в работе щетки с трещинами, оборванными шунтами или предельно изношенные по высоте. Допускается (до первого ремонта) эксплуатация щеток, имеющих отколы до 10% рабочей поверхности.
Пробой изоляции токоведущих частей машин может быть результатом повреждений изоляции, вызванных температурными деформациями, плохим укреплением и вибрацией изолированных частей, неаккуратным выполнением работ внутри машин и повышенным давлением сжатого воздуха при продувке. Особо опасно для изоляции попадание влаги и масла внутри машины. Пробои изоляции чаще всего происходят в зимнее время ввиду большого увлажнения машин, особенно
тэд.
Перегрев обмоток электрических машин выше предельно допустимых температур имеет место в случаях, когда количество выделенного тепла в машине превышает расчетные значения. Потери в машинах пропорциональны квадрату тока якоря, поэтому опасность перегрева возникает при движении тепловоза с малой скоростью и большими токами.
В случаях усиленного нагрева отдельных ТЭД при нормальном режиме главного генератора необходимо проверить поступление охлаждающего воздуха в двигатель, состояние контакторов шунтировки поля. Различие степеней ослабления поля отдельных ТЭД приводит к недогрузке одних и перегрузке других двигателей.
Качество коммутации оценивается классом коммутации, т.е. степенью искрения под сбегающим краем щетки.
При классе 1 - искрения нет.
При классе 1.25 - слабое точечное искрение под небольшой частью щетки.
При классе 1.5 - наблюдается искрение под большей частью щетки. Появляются почернения на коллекторных пластинах и нагар на щетках, которые устраняются протиранием безворсовой салфеткой смоченной в бензине.
При классе 2 - искрение под всем краем щетки. Почернения и нагар не устраняются протиранием бензином. Быстрый износ щеток,
При классе 3 - сильное искрение под всем краем щетки с крупными вылетающими искрами. Происходит значительное почернение коллектора и частичное разрушение щеток.
При классах коммутации 1; 1.25; 1.5 допускается работа электрических машин в продолжительном режиме.
Класс коммутации 2 допускается только при кратковременных перегрузках.
Работа электрических машин с классом коммутации
3 - недопустима.
Искрение под щетками вызывает ионизацию воздуха, которая способствует образованию (при высоком напряжении между коллекторными пластинами и плохом состоянии коллектора и щеток) электрической дуги.
Причины сильного искрения под щетками:
- работа при сколотых или сильно изношенных щетках
- большой зазор между щеткодержателем и коллектором
- установка на одном коллекторе щеток разных марок или с неодинаковым нажатием, и в результате с различными контактными сопротивлениями
- увеличение фасок на коллекторных пластинах, что приводит к уменьшению периода коммутации
- значительная перегрузка электрических машин при которой
дополнительные полюсы, вследствие их магнитного насыщения, полностью не выполняют свое назначение
- межвитковое замыкание в обмотке возбуждения или в якорной обмотке
- вибрация щеток из-за неправильной формы коллектора; ослабления крепления щеткодержателя; нарушения балансировки якоря; наличия ползунов на бандажах; боксования колесных пар
- быстрое увеличение позиций контроллера.
Осмотр электрических аппаратов выполняют при заглушенном дизеле и выключенном рубильнике аккумуляторной батареи.
У контроллера машиниста проверяют исправность действия механической блокировки штурвала и реверсивной рукоятки.
Контроллер должен обеспечивать четкую фиксацию позиций, в противном случае неполное замыкание вызывает подгорание контактов. Если четкой фиксации нет, то необходимо укоротить пружину или заменить ее. При выходе из строя контактных элементов необходимо использовать резервные. Гайки и болты должны иметь пружинные шайбы и быть хорошо затянуты. Загрязненные и подгоревшие контакты протирают безворсовой салфеткой, смоченной в бензине.
При осмотре реверсора проверяют состояние силовых и блокировочных контактов, усилие нажатия, состояние притирающих пружин и гибких шунтов. Барабан реверсора должен четко и полностью поворачиваться. Замедленный или неполный поворот вала реверсора происходит из-за пропуска воздуха между крышкой и диафрагмой. Поэтому необходимо подтянуть болты крепления крышки. Подгоревшие силовые контакты аккуратно зачищают личным напильником. Поверхность прилегания контактов должна быть не менее 80%.
В контакторах и реле осматривают силовые и блокировочные контакты.
Причины подгара контактов:
- неполное прилегание контактов, вызванное их перекосом или
сдвигом
- слабое нажатие притирающей пружины
- неправильная форма контактов износ осей и втулок приводных рычагов
- загрязнение контактов
- отсутствие выдержки времени при отключении поездных контакторов.
При подгаре медных контактов их зачищают напильником с мелкой насечкой, снимая главным образом выступы и капли металла. Контакты имеющие серебряные напайки, а также металлокерамические контакты протирают безворсовой салфеткой, смоченной в бензине. Потемнение этих контактов не является дефектом. Применение абразивных материалов для зачистки контактов запрещается.
Следует заметить, что увеличение переходного сопротивления при подгорании контактов не только ухудшает их последующую работу, но и в ряде случаев нарушает работу всей цепи. Например, в контакторах шунтировки поля ТЭД, замыкающих цепи с небольшим сопротивлением, нарушение контакта вызывает значительное уменьшение степени ослабления магнитного потока двигателей. При этом тяговые двигатели с неисправными контакторами не догружаются.
Для контакторов, работающих с большими токами, особое значение имеет постоянный контроль за профилем и провалом. В контакторах, не имеющих провала контактов, может произойти подплавление и приварка контактов.
Работу подвижных частей контакторов и реле проверяют перемещением их от руки. Возврат якоря в исходное положение должен происходить без заеданий.
При перегреве гибких шунтов изменяется цвет их прядей, они делаются хрупкими и ломаются. Необходимо следить за тем, чтобы гибкие шунты не касались друг друга.
Катушки контакторов и реле выходят из строя в результате перегорания или обрыва обмотки. Перегорания катушки вследствие перегрева или межвитковых замыканий заметно по шелушению изоляции при надавливании пальцами.
Проверяют состояние электропневматического реле времени, замеряя выдержку времени путем перемещения якоря в нижнее положение.
Электропневматические вентили должны обеспечивать четкую работу пневмопривода и не пропускать воздух в атмосферу в выключенном и включенном состоянии. Работу вентилей проверяют дистанционным и ручным их включением. Отсутствие щелчка посадки якоря и бездействие вентиля при включении питания катушки указывают на повреждение эл цепи, перегорание или обрыв обмотки. В случае выхода воздуха из атмосферного отверстия (при обесточенной катушке) производят несколько ручных включений вентиля для удаления загрязнений из-под седла впускного клапана. Выход воздуха в атмосферу во включенном положении вентиля свидетельствует о нарушении плотности выпускного клапана.
В случае вялой работы, заедания подвижных частей и пропуска воздуха вентиль разбирают для осмотра. Загрязненные притирочные пояски седла протирают кусочком ткани, смоченной в бензине, а клапаны промывают в бензине и просушивают. Перед сборкой вентиля каналы продувают сжатым воздухом.
При осмотре сопротивлений их целостность проверяют по состоянию глазури. При перегорании сопротивления глазурь темнеет и растрескивается. Более точно исправность закрытого сопротивления проверяют по искрению при касании проводами под напряжением выводов сопротивления. В открытых сопротивлениях не должно быть ослабления намотки и касания витков между собой.
При приемке тепловоза состояние батареи проверяют по показаниям вольтметра цепей управления. Во избежание ошибок рекомендуется убедиться в установке стрелки вольтметра на нуле при выключенном рубильнике батареи.
Однако нормальное напряжение батареи еще не является достаточным показателем. Необходимо проконтролировать, как изменится напряжение батареи под пробной нагрузкой. Для этого на тепловозе включают топливоподкачивающий насос или прожектор. Если разница показаний вольтметра равна 6-8 В, то состояние батареи можно считать нормальным.
Понижение напряжения на большую величину может быть вызвано разрядкой батареи, сульфатацией отдельных элементов, плохим контактом перемычек, внутренним коротким замыканием и саморазрядом элементов, ухудшением качества электролита. Поэтому в сомнительных случаях не следует спешить с пуском дизеля до завершения окончательного осмотра, выявления и устранения неисправности батареи. Осмотр проводят при выключенном рубильнике батареи. Плотность крепления перемычек проверяют изолированным ключом, а потерю контакта и обрыв цепи устанавливают с помощью контрольной лампы.
Короткозамкнутые элементы при разряде батареи заметны по кипению электролита и повышенному нагреву, а также по характерному запаху. При последующей зарядке батареи в короткозамкнутом элементе отсутствует газообразование.
Отыскание короткозамкнутых или сильно разреженных элементов значительно ускоряется применением лампочки на 2.5 - 3 В. При подсоединении к неисправной банке накал лампочки резко ослабевает или исчезает.
Необходимо помнить, что наличие одного неисправного или разряженного элемента, у которого напряжение "садится" быстрее, чем у других, при последовательном соединении элементов, ограничивает емкость всей батареи. На снижение емкости батареи наиболее сильно влияет необратимая сульфатация пластин.
Сульфатацией называется образование на поверхности пластин крупных кристаллов сульфата свинца, что приводит к повышению внутреннего сопротивления элементов, затруднению проникновения электролита к активной массе и снижению емкости батареи.
Причины сульфатации пластин:
- продолжительное бездействие батареи в состоянии неполного заряда
- систематически повторяющиеся глубокие разряды батареи
- применение электролита чрезмерной плотности
- низкий уровень электролита
- загрязнение электролита вредными примесями
- отсутствие своевременных восстановительных зарядов.
Сульфатацию батареи в эксплуатации можно выявить по быстрому снижению напряжения под нагрузкой и по сильному запаху кислоты во время заряда.
При приемке тепловоза производят наружный осмотр батареи. На поверхности банок не должно быть пролитого или выброшенного при кипении электролита, грязи, пыли, окислов. Недопустима закупорка вентиляционных каналов в пробках. Уровень электролита должен быть выше защитной сетки на 10-15 мм.
Особо тщательно следует проверять плотность крепления и состояние перемычек и выводных кабелей. Ослабшие контактные соединения искрят при включении нагрузки на батарею (особенно в период пуска дизеля) и создают угрозу взрыва гремучего газа в банках или отсеке батареи. Подтеки и брызги электролита удаляют чистой сухой тряпкой. Подгоревшие места соприкосновения перемычек, гаек, клемм зачищают личным напильником и смазывают вазелином,
Решающее значение для поддержания установленной емкости батареи имеют правильные режимы разрядки и зарядки в эксплуатации. В аккумуляторах тепловоза не происходит опасных изменений, ели максимальная нагрузка батареи (при пуске дизеля) продолжается не более 30-40 сек. Между каждым повторным пуском должна быть выдержка в 1-2 мин. Выполнение более трех попыток пуска дизеля подряд ставит под угрозу дальнейшую работоспособность батареи.
Необходимо также учитывать, что чем более нагрузка на батарею, тем меньшую емкость отдает она до полной разрядки. Например, при разрядном токе около 1000А нормально заряженная батарея 32ТН-450 полностью истощается за 5 мин. и отдает всего лишь 100 А.ч. емкости.
После каждого пуска дизеля состояние батареи контролирует по амперметру зарядки батареи. Нормально после пуска дизеля амперметр должен показывать ток зарядки 35-45 А. По мере зарядки батареи зарядный ток постепенно уменьшается до 5-10 А,
Если после начала работы дизеля ток зарядки превышает 70А, то это свидетельствует о значительном истощении батареи, коротком замыкании аккумуляторов или о повышенном напряжении вспомогательного генератора. С другой стороны, быстрое (за 10-15 мин.) уменьшение зарядного тока почти до нуля указывает на значительную потерю емкости батареи (у кислотных аккумуляторов это характерный признак сульфатации пластин) либо на пониженное напряжение вспомогательного генератора.
По прибытии в депо в указанных случаях следует проверить состояние батареи, правильность показаний вольтметра цепей управления и работы регулятора напряжения.
Выявленные в пути следования неисправные элементы выключают из цепи батареи с помощью перемычки, сохраняя последовательное соединение остальных элементов. Разрешается отключать не более двух банок.
|