Территория разработок
Типичные неисправности автономных генераторов средней и малой мощности
По роду своей профессиональной деятельности постоянно занимаюсь ремонтом и обслуживанием сварочных генераторов. Хотелось бы обобщить накопленный опыт и перечислить наиболее характерные неисправности, а также описать методы их устранения и профилактики.
Выходные диодные выпрямители
Мало того, что диоды эксплуатируются на пределе своих параметров, на заводе изготовителе они не подбираются по прямому падению напряжения на p-n переходе. В результате этого, диод с меньшим падением напряжения, чем на остальных диодах в ветви моста, выходит из строя. В лучшем случае выгорает токоподвод к диоду, а остальной мост не страдает. В других случаях, если происходит длительное замыкание через неисправный диод, то может выйти из строя и вторая половина моста и/или произойти тепловая перегрузка генератора.
В качестве профилактики новый генератор можно обследовать пирометром после цикла сварки или нагрузки балластным реостатом. Наиболее горячий диод моста следует заменить диодом с подобранным значением падения напряжения с остальными диодами подгруппы моста.
Если выгорает сразу несколько диодов моста, то лучше заменить все диоды (в том числе и «выжившие») на более мощные современные диоды, например, диоды Шотки — 150EBU04, 150А — 400 В. Закрепить их лучше на радиаторы, на которых раньше стояли маломощные выгоревшие диоды.
Размагничивание ротора генератора
Ситуация типично выглядит так: вчера генератор отлично работал, а сегодня он не выдаёт напряжения. При этом двигатель вращает генератор, а напряжения на выходе нет. В данном случае наиболее вероятно, что размагнитился ротор генератора, и не происходит самовозбуждения.
Для устранения неисправности нужен внешний источник питания. Подойдет автомобильный аккумулятор с последовательным резистором 1-2 Ом мощностью 100-200 Вт (например толстая нихромовая спираль). При работающем двигателе и вращающемся генераторе, необходимо в качестве внешней нагрузки неработающего генератора кратковременно подключить внешний источник питания (почиркать). Цепь намагнитится от внешнего источника и произойдет запуск генератора.
Вибрационные нагрузки
Сильные вибрации аппарата могут произвести разрушение монтажа электрической схемы. Это сильно зависит от качества монтажа и применяемых элементов.
В качестве профилактики укрепляют монтаж, фиксируя элементы и детали электронной платы.
Нарушения изоляции
Проблемы возникают при несоблюдении условий эксплуатации (эксплуатация при высокой влажности, если это не оговорено в паспорте прибора), а также при заводских недоработках монтажа. Возможны в этих случаях самые разнообразные неисправности с выходом из строя любых элементов электрической схемы, а также поражение электрическим током операторов.
Профилактика заключается в анализе наличия лаковой пропитки обмоток генератора или покрытия защитным непроводящим слоем электронных плат. Если защитный слой поврежден или отсутствует, то можно нанести дополнительный слой лака.
Источник
Неисправности машин постоянного тока — Саморазмагничивание и перемагничивание генератора
Содержание материала
1-8. САМОРАЗМАГНИЧИВАНИЕ И ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА
1-8-1. Генератор параллельного возбуждения не возбуждается, или изменилась полярность щеток.
Генератор размагнитился или намагнитился в другом направлении (перемагнитился). Это может быть, когда щетки сдвинуты с нейтрали вперед по направлению вращения машины, вследствие чего обмотка якоря создает продольно действующую МДС, ослабляющую основное поле, создаваемое параллельной обмоткой. Если внешняя цепь машины обладает большой самоиндукцией (например, у возбудителей синхронных генераторов), то при быстром уменьшении тока возбуждения параллельной обмотки вследствие слишком быстрого передвижения рукоятки регулятора возбуждения в сторону увеличения сопротивления или из-за плохого контакта в цепи параллельной обмотки может случиться, что ток в якоре будет убывать медленнее, чем ток возбуждения. Вследствие этого результирующая МДС может переменить свой знак и машина либо размагнитится, либо намагнитится в другом направлении (перемагнитится). В последнем случае изменится полярность щеток.
Наличие добавочных полюсов приводит к тому, что при сдвиге щеток с нейтрали в направлении вращения усиливается размагничивание машины.
Отдельно работающие генераторы при размагничивании или перемагничивании теряют напряжение или изменяется полярность щеток без особых внешних признаков. У параллельно работающих генераторов размагничивание и перемагничивание сопровождается сильным искрением щеток, а в некоторых случаях даже круговым огнем (см. п. 1-1-16).
Перемагничивание возбудителей синхронных генераторов при быстром изменении силы тока в параллельной обмотке возбудителя легко объяснить влиянием магнитной энергии ротора, если проследить за направлением тока по рис. 1-2. Направление тока при нормальной работе возбудителя указано на рис. 1-2, а. При слишком быстром передвижении рукоятки регулятора возбуждения в сторону повышения его сопротивления или при размыкании и быстром обратном замыкании цепи параллельной обмотки (например, вследствие плохого контакта в регуляторе) напряжение возбудителя и ток в его параллельной обмотке быстро падают, вследствие чего должен понизиться и ток в роторе генератора. Однако уменьшающееся поле генератора наводит в обмотке его ротора экстратоки, стремящиеся поддержать значение тока в нем, и ротор при этом из потребителя превращается в источник тока. Таким образом, может получиться новое направление тока, как указано на рис. 1-2, б. По отношению к параллельной обмотке этот ток имеет обратное нормальному направление, и возбудитель вследствие этого перемагничивается.
Рис. 2. Перемагничивание возбудителя: а — направление тока при нормальной работе возбудителя; б — направление тока при перемагничивании
ОР * ОР
В — возбудитель; ОР — обмотка ротора генератора; ДП — обмотка добавочных полюсов; ШО — обмотка возбуждения возбудителя; РВ — регулятор возбуждения
Перемагничивание возбудителя может произойти также при внезапном коротком замыкании генератора. И в этом случае исчезающее поле генератора будет поддерживаться экстратоками, наводимыми в роторной обмотке, обращающими ротор в источник тока совершенно аналогично рассмотренному выше случаю; поэтому и здесь получается такое же распределение тока, как указано на рис. 1-2, б.
Искрение щеток возбудителя также может послужить причиной его перемагничивания. Внезапное усиление искрения эквивалентно введению большого сопротивления в цепь якоря, вследствие чего часть тока ротора генератора ответвляется в параллельную обмотку возбудителя и происходит перемагничивание, как указано на рис. 1-2, б.
Вновь намагнитить генератор от постороннего источника тока с соблюдением правильной полярности.
Поставить щетки на нейтраль В тех случаях, когда размагничивание происходит и при этом положении щеток, следует сдвинуть щетки на 1— 2 коллекторные пластины против направления вращения машины, если такой сдвиг щеток не нарушает коммутации и не вызывает искрения щеток.
Избегать слишком быстрого увеличения сопротивления регулятора возбуждения, т. е. слишком быстрого передвижения его рукоятки при снижении напряжения генератора.
Проверить исправное состояние всех контактов в цепи параллельной обмотки и регулятора напряжения (см. п. 1-6-2, 3).
Намотать на главные полюсы генератора вспомогательную последовательную обмотку, усиливающую действие параллельной обмотки. Намотать на главные полюсы генератора по одному короткозамкнутому витку из красной меди достаточно большого сечения с тем, чтобы сопротивление витка было возможно меньшим. 1-8-2. Генератор смешанного возбуждения изменил полярность щеток.
А. Отсутствует уравнительный провод между последовательными обмотками параллельно работающих генераторов (см. п. 1-7-3).
Поставить уравнительный провод (см. п. 1-7-3). Вновь намагнитить генератор от постороннего источника тока с соблюдением правильной полярности.
Б. Через последовательную обмотку генератора прошел ток обратного направления (например, при разрядке аккумуляторной батареи).
Поставить в цепь якоря автоматический выключатель обратного тока. Вновь намагнитить генератор.
Источник
БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА
Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам
22.02.2015
Намагничивание электрических машин и способы определения нейтрали
Намагничивание электрических машин (генераторов) приходится производить в тех случаях, когда по тем или иным причинам генератор оказывается либо совершенно размагниченным и при пуске в ход не развивает напряжения, либо перемагниченным, т. е. изменившим полярность на обратную.
Размагничивание или перемагничивание генераторов может произойти вследствие неполадок при параллельной работе генераторов, когда по обмоткам возбуждения может пройти ток обратного направления, ошибок в соединениях обмоток при сборке машин после их чистки или промывки, внезапного короткого замыкания, а также по другим причинам.
Восстановить остаточный магнетизм магнита генератора или придать ему направление, требующееся для восстановления нормальной полярности генератора, можно только намагничиванием.
Намагничивание генератора может производиться от постороннего источника пониженного напряжения (обычно от аккумуляторной батареи) или от судовой сети нормального напряжения, на которую работает другой генератор.
В первом случае параллельную обмотку неподвижного (остановленного) и отключенного от шин генератора присоединяют к концам проводов, подведенных от аккумуляторной батареи, и пропускают ток. Затем эти провода отсоединяют, и генератор пускают в ход первичным двигателем. Если при этом окажется, что генератор получил требующуюся полярность, намагничивание можно считать законченным. Если же полярность оказывается неправильной, операцию намагничивания необходимо повторить, поменяв местами концы проводов, приключаемые к параллельной обмотке, т. е. пропустив по ней ток в другом направлении.
При намагничивании генератора от судовой сети ток в параллельную обмотку неподвижного (остановленного) и отключенного от шин генератора подается обычно с шин главного распределительного щита при помощи регулятора возбуждения. После этого генератор пускают в ход и медленно вращают рукоятку регулятора возбуждения, пока генератор не разовьет нормального напряжения. Затем питание обмотки от шин щита прекращают. Если окажется, что генератор получил при этом неправильную полярность, намагничивание приходится повторить, поменяв местами концы проводов, подающих параллельной обмотке питание от шин.
Для параллельно работающих генераторов смешанного возбуждения схемой главного распределительного щита предусматриваются постоянные устройства для намагничивания, так как в таких генераторах более часты случаи перемагничивания вследствие наличия на магнитах последовательной обмотки.
Неисправностью электрических машин, приводящей в некоторых случаях к перемагничиванию, является неправильное положение щеток по отношению к геометрической нейтрали, т. е. к линии, которая делит пополам расстояние между двумя соседними полюсами магнитов.
В машинах, которые для устранения вредного действия реакции якоря снабжены добавочными полюсами или компенсационными обмотками, щеточные траверзы устанавливают таким образом, чтобы щетки находились на нейтрали. В машинах, которые не имеют ни добавочных полюсов, ни компенсационных обмоток и в которых вредное действие реакции якоря ослабляется до некоторой степени сдвигом щеток с нейтрали, щеточные траверзы устанавливают таким образом, чтобы щетки были смещены с нейтрали на определенное расстояние (у генераторов — в сторону вращения якоря, у двигателей — в противоположную сторону). Правильное положение щеточной траверзы определяется на заводе-изготовителе. На машине делают отметки, указывающие точное положение щеточной траверзы, необходимое для нормальной работы машины.
Если такой отметки почему-либо нет или если во время ремонта обмоток (при перемотке машины) пришлось изменить заводские данные обмотки, необходимо определить правильное положение щеток, т. е. определить нейтраль генератора (когда речь идет о генераторе с добавочными полюсами или с компенсационной обмоткой) или надлежащее смещение щеток с нейтрали (когда речь идет о генераторе без добавочных полюсов или компенсационной обмотки).
Существует ряд способов определения правильного положения щеток. Большинство электрических машин, применяемых на судах, снабжено добавочными полюсами. Поэтому ниже указаны способы отыскания нейтрали у машин с добавочными полюсами.
У генераторов параллельного возбуждения и генераторов смешанного возбуждения, не работающих параллельно, положение нейтрали можно определить с достаточной для практики степенью точности по способу «наибольшего напряжения». Генератор пускают в ход вхолостую и при помощи реостата возбуждения доводят напряжение на зажимах до нормального. Далее, не меняя положения рукоятки реостата, передвигают щеточную траверзу в ту и другую сторону и следят за показанием точного вольтметра, приключенного к зажимам генератора. Положение щеточной траверзы, при котором напряжение генератора оказывается наибольшим, можно принять за нормальное, т. е. считать щетки установленными на нейтрали.
У электродвигателя положение нейтрали можно определить с достаточной для практики точностью следующим образом. Двигатель пускают в ход вхолостую и при некотором положении щеточной траверзы измеряют число его оборотов. Затем, не сдвигая щеточной траверзы, изменяют направление вращения двигателя (переключением параллельной обмотки) и опять измеряют число оборотов. Если окажется, что при данном положении траверзы числа оборотов двигателя в обоих направлениях вращения одинаковы, можно считать щетки расположенными на нейтрали. В противном случае необходимо передвинуть щеточную траверзу и вновь повторить измерения чисел оборотов при обоих направлениях вращения. Передвигая траверзу в ту или иную сторону, надо добиться такого ее положения, при котором числа оборотов двигателя в обоих направлениях вращения окажутся одинаковыми, — это и будет соответствовать правильному положению щеток на нейтрали.
У параллельно работающих генераторов смешанного возбуждения определение нейтрали должно производиться более точным способом, так как даже небольшая неточность в установке щеток может стать причиной перемагничивания генераторов.
Излагаемый ниже точный индуктивный метод определения нейтрали применим и для генераторов, и для электродвигателей. Этот метод (рис. 1) состоит в следующем:
а) установленному и отключенному от сети генератору или электродвигателю дают возбуждение током пониженного напряжения (20—50% нормального) от аккумуляторов или от судовой сети (через реостат);
б) присоединяют к зажимам якоря достаточно точный (желательно, двусторонний, т. е. с нулем посередине шкалы) вольтметр со шкалой на 3—5 В;
в) быстро замыкая и размыкая цепь возбуждения (благодаря чему в якоре индуктируется электродвижущая сила), находят такое положение щеток (передвигая траверзу), при котором стрелка вольтметра не отклоняется;
г) меняют направление тока в обмотке возбуждения и опять проверяют, не отклоняется ли стрелка вольтметра при быстрых замыканиях и размыканиях цепи возбуждения.
Отсутствие отклонения стрелки вольтметра, проверенное при любом направлении тока в обмотке возбуждения, указывает на правильное, точно на нейтрали, расположение щеток.
Источник