Файл: Аврух, В. Ю. Устройство и эксплуатация щеточных узлов современных турбогенераторов и турбовозбудителей.pdf

кетом посторонний низковольтный источник. Возбужде­ ние с турбовозбудителя должно быть предварительно

снято.

Пропуская от низковольтного генератора ток Iq на

20—30% больше величины номинального тока для одной

или двух изолированных щеток, наблюдают за набе­ гающей и сбегающей сторонами щеток. Если под щетка­

ми наблюдается искрение, можно считать механическое состояние коллектора удовлетворительным, и наладка работы возбудителя должна заключаться в определении

иустранении дефектов, связанных с коммутацией.

Анализ причин отказов электромашинных возбудите­

лей турбогенераторов мощностью 200—300 МВт показы­ вает, что большая часть повреждений относится к меха­ ническим, таким, как разрушение шарикоподшипников

возбудителя, перегрев и выплавление баббита подшипни­

ков резервных возбудителей, неудовлетворительная про­ точка и шлифовка коллектора. Меньшая часть повреж­ дений связана с нарушением коммутационного про­

цесса по причинам электромагнитного и теплового ха­ рактера.

Имеют место случаи, когда вследствие перегрева

возбудителя и выделения летучих составляющих из

пропиточных и покровных лаков происходит попадание летучих фракций на поверхность коллектора и как

следствие — повышенный износ щеток и искрение.

В то же время на электромашинных возбудителях турбогенераторов мощностью до 160 тыс. кВт наиболее характерны неисправности, связанные со старением

изоляции и витковыми замыканиями якорной обмотки,

а также пробоями изоляции обмотки якоря на корпус. Наблюдаются случаи неправильной сборки машин

после ревизии или ремонта.

Практическая наладка коммутации возбудителей после устранения неисправностей механического ха­

рактера требует особого систематического анализа всех электрических и магнитных цепей на предмет соответст­ вия их данным заводских формуляров на машину.

Проверка и настройка магнитной системы должна начинаться с установления симметричности расположе­

ния главных и дополнительных полюсов, при этом раз­ ница в измеряемых расстояниях как по окружности станины, так и по окружности полюсных наконечников не должна ,превышать 1—2 мм.

Величина зазора под главным и дополнительным полюсами, проверяемая с помощью щупа между отмечен­

ным зубцом якоря и полюсом, должна строго соответст­ вовать паспортным данным на машину.

Сопротивление обмоток полюсов и правильность

их чередования устанавливаются наиболее просто путем подключения обмоток независимого возбуждения, а за­ тем последовательно включенных и дополнительных к источнику постоянного тока. Пропуская ток по обмот­ кам (для обмоток дополнительных полюсов ток 20— 25% /н), измеряют падение напряжения на катушках. Отклонения в измеренных величинах не должны превы­ шать 2%. Магнитной стрелкой или отмечая направление тока в катушках при измерении падения напряжения

в ней, устанавливают полярность дополнительных и главных полюсов и направление включения последо­ вательно включенных обмоток.

Если в обмотках главных и дополнительных полюсов применяются параллельные соединения, необходимо

произвести проверку по параллельным ветвям. Проверка сердечника якоря и коллектора произво­

дится внешним осмотром; при обнаружении внешних дефектов, например закономерного подгара ламелей,

Рис. 6-3. Принципиальная схема опыта по определению безыскровой зоны (а) и последовательность измерений (6).

Γt — испытываемая машина; T2-генератор постоянного тока; M — приводные двигатели; СО — последовательно включенная обмотка; V — вольтметр обмот­ ки дополнительных полюсов; ШО — параллельно включенная обмотка возбуж­ дения; П — потенциометр; Ло — амперметр с нулевой отметкой по середине шкалы; 1—10 — точки измерений.

82

фициента трения от плотности тока в пределах рабочих температур коллекторов возбудителей 80—120 0C, как было подтверждено ре­ зультатами экспериментов, не обнаруживают тенденций к измене­ нию.

схеме на рис. 6-5. Установленные на

£тенде оптимальные режимы притир­

ки щеток по току и длительность ра­ боты для каждой ступени тока приведены в табл. 6-3. На рис. 6-6

приведены вольт-амперные характеристики щеток разной полярности

84

Рассмотрение вольт-амперных характеристик для щеток показы­ вает, что щетки положительной полярности имеют более высокие коммутирующие свойства, при этом роль температурного фактора влияет на щетки данной полярности больше. При повышении темпе­ ратуры очертания вольт-амперных характеристик претерпевают суще­ ственные изменения.

Рис. 6-5. Метод определения фактической ширины скользящего кон­ такта.

/ — коллектор; 2 — пластина-зонд; 3—щетка; 4 — источник постоянного тока; 5 — катодный осциллограф.

Вольт-амперные характеристики щеток снимались после того, как токовая нагрузка на щетки была доведена до максимальной путем

автоматического изменения тока от его максимального значения до нуля, при этом переходное падение напряжения фиксировалось на самопишущем вольтметре.

Фрикционные характеристики щеток определялись по точкам, соответствующим разным токовым нагрузкам на щетки с выдержкой времени для стабилизации температуры контакта.

Вольт-амперная характеристика щеток приближается к виду

Агщ = const, т. е. более близко выполняются условия коммутации,

принятые при расчете и конструировании машин. Однако абсолют­

ное значение переходного падения напряжения в щеточном контакте

с ростом темпёратуры до 80—i 120 0C в зависимости от марки щеток

имеет меньшую величину, что требует соответствующего уменьше­ ния величины коммутирующей э. д. с.

Поэтому при эксплуатационной наладке возбудителя прежде, чем применить конкретную марку щеток, необходимо» определить положение средней линии зон безыскровой работы (рис. 6-7). Зоны безыскровой рабо­

ты могут быть симметричны относительно оси абсцисс или же отклоняться в сторону TOKCbB подпитки или

отпитки.

При симметричности зоны и при ее ширине не

менее 2—3% номинального тока якоря, а также при равенстве падений напряжений на сбегающем и набе­ гающем краях щетки практически не представляет

затруднений выбор марки щеток. Здесь необходимы

85

лишь правильная приработка щеток и наведение кол­ лекторной пленки.

В некоторых случаях, особенно на турбовозбудителях большой мощности и с большими значениями тока яко­ ря, может быть рекомендовано применение щеток раз­ резной конструкции в-направлении размера b (рис. 6-8).

Известные трудности может представить настройка

коммутации возбудителей, имеющих зоны, пограничные кривые которых пересекают ось абсцисс в точке меньше величины номинального тока. Причина этого заклю-

Рис. 6-6. Вольт-амперные и

характеристики щеток марки ЭГ-4

ток марки ЭГ-74 положительной по­ лярности; г — то же .щеток марки ЭГ-74 отрицательной полярности; д — зависимость коэффициента тре­ ния от плотности тока: / — щетки марки ЭГ-4; 2 — щетки марки ЭГ-74.

86

Рис. 6-7. Зоны безыскровой работы щеток.

а — ускоренная коммутация; б — замедленная коммутация; / — щетки марки ЭГ-4; 2 —щетки марки ЭГ-14; 3 — щетки марки ЭГ-74.

чается как в механической нестабильности кон­ такта, которую необходимо устранить методами, изло­ женными ранее, так и из-за несоответствия величины

щеточного перекрытия условиям коммутации. Практи­ ческое улучшение коммутации достигается путем отыска­ ния благоприятного щеточного перекрытия раздвижкой

щеток. Раздвижка щеток осуществляется установкой между опорной поверхностью щеткодержателей и бракетом прокладок толщиной не более '2—3 мм следующим

образом: выдвигается поло­ вина щеткодержателей бракета (через один) на поло­

вину ширины ламели, затем на 1A ширины ламели отво­

дят траверсу и сравнивают зоны безыскровой работы

больше, чем на набегающем крае щетки, рекомендуется

устанавливать комплект щеток марок ЭГ-74 или ЭГ-14.

87

При настройке дополнительных полюсов на ускорен­ ную коммутацию рекомендуется применять щетки ма­ рок ЭГ-4 или ЭГ-14.

На коллекторах турбовозбудителей большой мощно­ сти ВТ-450, ВГТ-1600 и др. рекомендуется устанавливать

щетки разрезной конструкции.

Пересечение средней линии зоны безыскровой работы с осью абсцисс в точке, соответствующей значению 0,7—0,8 номинального тока якоря, требует регули­ ровки дополнительных полюсов. Настройка дополни­ тельных полюсов тем более необходима, если в этой

точке происходит пересечение оси абсцисс граничной линией зоны безыскровой работы.

Практически регулировку потока производят измене­ нием воздушного зазора полюса за счет прокладок между сердечником и ярмом. Подробно методы регули­ ровки изложены- в [Л. 20].

Глава седьмая

Устранение неисправностей и нарушений в работе щеточного узла

В процессе эксплуатации щеточных узлов генерато­

ров и возбудителей возникает необходимость устранения неполадок в работе, возникающих из-за механических

или электрических причин, обусловленных конструкцией,

состоянием и режимом работы машины, составом атмо­ сферы, в которой она работает, и т. д.

Устранение неисправностей щеточного узла турбоге­ нераторов рекомендуется производить, используя сообра­ жения, изложенные в гл. 3—6.

Практические рекомендации по устранению наиболее

распространенных неисправностей и нарушений в работе щеточного узла турбогенераторов 50—500 МВт и возбу­ дителей приведены в табл. 7-1 и 7-2.

Установлено, что многочисленные дефекты, возни­ кающие из-за несовершенства машины или из-за условий ее работы, могут нарушать состояние окисной пленки. Причины такого нарушения можно разделить

88