Определение технического состояния магнитопроводов электрических машин

Техническое состояние активной стали обычно определяют при текущих пли капитальных ремонтах электрических машин в случаях, когда внешним осмотром обнаружены места перегрева или повреждения участков стали. Основными критериями для оценки технического состояния активной стали являются температура при нагреве стали индукционным методом и удельные потери в стали.

Рис. 30. Схема для определения технического состояния магнитопроводов электрических машин:
1 — рабочая обмотка для намагничивания; 2 — контрольная обмотка

Для оценки состояния стали из электрической машины вынимают ротор или якорь, заземляют обмотку статора, а на станину наматывают рабочую и контрольную обмотки, как это показано на рис. 30. С помощью рабочей обмотки в активной стали статора наводится индукция, равная 1 Тл. Наведенную индукцию измеряют с помощью контрольной обмотки. По показаниям вольтметра, включенного на зажимы контрольной обмотки, определяют индукцию из выражения

где U — напряжение на контрольной обмотке, В; q — сечение активной стали статора, см²; ƒ — частота напряжения питания рабочей обмотки, Гц; ω — число витков контрольной обмотки.

По ваттметру определяют потери Р_с в стали статора электрической машины, приведенные к индукции 1 Тл по формуле

где Р₁ — потери, измеренные ваттметром, Вт.

Зная потери и массу стали, вычисляют удельные потери в стали по выражению

где G_c — масса активной стали статора, кг.

Техническое состояние магнитопровода считается удовлетворительным, если удельные потери в стали не превышают 2,5 Вт/кг.

Для определения мест повреждений изоляции между листами стали (замыкания листов) магнитопровод нагревают индукционными потерями при индукции 1 Тл в течение 1 ч. Если по истечении часа нагревания температура поверхности магнитопровода в расточке равномерная, а удельные потери не превышают 2,5 Вт/кг, техническое состояние стали считается удовлетворительным. Неравномерный нагрев поверхности расточки статора свидетельствует о наличии местных нарушений изоляции между листами активной стали. В мощных электрических машинах техническое состояние стали считается удовлетворительным, если при индукции 1 Тл максимальный перегрев зубцов не превышает 45° С, а наибольшая разность температуры в наиболее холодных и горячих местах не превышает 30° С.

Температуру нагрева поверхности магнитопровода в разных точках можно измерить с помощью переносной термопары «медь-константан», термометрами или приборами. Во время измерений намотанная на станину индуктирующая обмотка должна быть отключена от электрической сети.

Рис. 31. Разделение потерь при х. х. электродвигателей:
Р_с — потерн в стали: Р_м — механические потери

Для собранных электродвигателей потери в активной стали можно определить в режиме х. х. При х. х. мощность Р₀, потребляемая электрическим двигателем из питающей сети, расходуется на покрытие потерь в стали Рс и механических потерь Р_м. Поскольку при х. х. электродвигателей мощность, потребляемая ими из питающей сети, линейно зависит от квадрата напряжения, измерив и построив график этой зависимости, можно легко определить механические потери, а затем и потери в стали. Для этого ваттметром измеряют мощность, которую потребляет электродвигатель в режиме х. х. при разных значениях подводимого напряжения (например, при 0,75 U_н, 0,5 U_н, 0,25 U_н). Затем по полученным данным строят график (рис. 31) зависимости потребляемой мощности от квадрата напряжения Р₀ = Р_с + Р_м = ƒ (U₀)². Продлив линию зависимости Р₀ + Р_м =ƒ (U₀)² до пересечения с осью ординат (точка n) определяют механические потери (отрезок on), так как при напряжении, равном нулю, потери в стали также равны пулю. Если через точку n провести прямую, параллельную оси абсцисс, то на графике эта прямая представляет собой механические потери, которые при х. х. асинхронных электродвигателей можно принять неизменными, так как частота вращения электродвигателей практически не зависит от напряжения.

Потери в активной стали вычисляют как разность потерь х. х. при номинальном напряжении и механических потерь:

Определив потери в стали и зная из технической документации массу стали, по формуле вычислим удельные потери, которые не должны превышать 2,5 Вт/кг.

Примерно техническое состояние активной стали электродвигателей можно определить по значению тока х. х. при номинальном напряжении. Вначале вручную проворачивают вал электродвигателя и убеждаются в легкости его вращения, а затем включают электродвигатель в сеть и измеряют ток х. х. при номинальном напряжении на зажимах электродвигателя.

Рис. 32. Кривые предельных значений отношения тока х. х. к номинальному для электродвигателей мощностью до 100 кВт

Для электродвигателей серий АО2, АОЛ2 ток х. х. не должен превышать значений, приведенных в таблице ниже.

Допустимые значения тока х.х. электродвигателей

Тип электродвигателя	Допустимое значение тока х. х., А
АОЛ2-11-2	0,98
АОЛ2-12-2	1,3
АОЛ2-11 -4	1,2
АОЛ2-12-4	1,35
АОЛ2-11-6	1,28
АОЛ2-12-6	1,6
АОЛ2-21-2	1,56
АОЛ2-22-2	1.7
АОЛ2-21-4	1,73
АОЛ2-22-4	2,1
АОЛ2-21-6	1,9
АОЛ2-22-6	2,2
АОЛ2-31-2	2,35
АОЛ2-32-2	2,8
АОЛ2-31-4	2,5
АОЛ2-32-4	3
АОЛ2-31-6	2,7
АОЛ2-32-6	3,6
А02-41-2	4
А02-42-2	5,2
А02-41-4	3,5
А02-42-4	4,8
А02-41-6	4,9
А02-42-6	5,4
А02-41-8	5,2
А02-42-8	6
А02-51-2	6
А02-52-2	6,1
А02-51-4	5,2
А02-52-4	7
А02-51-6	6,7
А02-52-6	8,5
А02-51-8	7
А02-52-8	9,5
А02-62-2	9
А02-61-4	9,5
А02-62-4	13,1
А02-61-6	8
А02-62-6	9,5
А02-61-8	9
А02-62-8	12
А2-61-2	12,6
А2-61-4	11
А2-62-2	13
А2-62-4	12,5
А2-61-6	9,5
А2-62-6	12,5
А2-61-8	11
А2-62-8	14,5
А2-71-2	16
А2-72-2	22,5
А2-71-4	16
А2-72-4	22
А2-71-6	15
А2-72-6	20
А2-71-8	14,5
А2-72-8	19
А02-71-2	11
А02-72-2	18
А02-71-4	15
А02-72-4	18,3
А02-71-6	12,5
А02-72-6	15,5
А02-71-7	14,5
А02-72-8	16
А2-81-4	30
А2-82-4	34
А2-81-6	25
А2-82-6	30
А2-81-8	24
А2-82-8	35
А02-81-2	23
А02-82-2	13
А02-81-4	19
А02-81-6	23
А02-82-6	23
А02-81-8	25
А02-82-8	24
А02-81-Ю	18
А02-82-Ю	30
А2-91-8	38
А02-92-Ю	30,4
А02-91-8	28
4АА63А2	0,48
4АА63В2	0,71
4АА63А4	0,79
4АА63В4	1,1
4А71А2	0,85
4А71В2	1,2
4А71А4	1,5
4А71В4	2,2
4А71А6	1,3
4А71В6	1,7
4А71В8	0,95
4А80А2	1,85
4А80В2	2,5
4А80А4	2,1
4А80В4	2,2
4А80А6	1,95
4А80В6	2,6
4А80А8	1,35
4А80В8	1,95
4A90L2	2,4
4A90L4	3,3
4A90L6	3
4А90А8	2,6
4А90В8	2,2
4A1I2M2	5,8
4А112М4	5,8
4А112М6	5,3
4А112МВ6	6,2
4А112МА8	5,2
4А112МВ8	5,7
4А132М2	7,6
4А132М4	10
4A132S4	8
4А132М6	9,9
4A132S6	8
4А132М8	9
4A132S8	8
4A132S8/4	7,5
4А180М4	16,6
4А180М6	15
4А180М8	15
4А200М2	18
4A200L2	20
4А200М4	18
4A200L4	21
4А200М6	10
4A200L6	15
4А200М8	14
4A200L8	16
4A160S2	8,5
4А160М2	9,2
4A160S4	12
4Л160М4	13
4A160S6	9,4
4А160М6	10,4
4A160S8	11,7
4А160М8	17
4A180S2	13
4А180М2	15,1
4A180S4	13,5

Для других серий электродвигателей можно пользоваться предельным отношением тока х. х. к номинальному току. Значение этого отношения не должно превышать значений, указанных на рис. 32.