Les défauts les plus courants dans les machines à courant continu

Étincelles à la brosse des machines à courant continu.

L'arc à la brosse peut être causé par diverses raisons qui nécessitent que le personnel de service surveille de près le système de contact glissant et l'appareil à brosse. Les principales de ces causes sont mécaniques (arc mécanique) et électromagnétiques (arc électromagnétique).

Les causes mécaniques des étincelles sont indépendantes de la charge. L'arc de la brosse peut être réduit en augmentant ou en diminuant la pression de la brosse et, si possible, en diminuant la vitesse périphérique.

Avec une étincelle mécanique, des étincelles vertes se répandent sur toute la largeur de la brosse, brûlant collectionneur pas naturellement, désordonné. L'étincelle mécanique des balais est causée par : des battements locaux ou généraux, des rayures sur la surface de glissement du collecteur, des rayures, du mica qui dépasse, un mauvais sillon du collecteur (coupe du mica entre les plaques collectrices), un ajustement serré ou lâche des balais dans les porte-balais, la souplesse des pinces provoquant des vibrations des balais, des machines, etc.

Les causes électromagnétiques des étincelles de brosse sont plus difficiles à identifier.Les étincelles provoquées par des phénomènes électromagnétiques varient proportionnellement à la charge et dépendent peu de la vitesse.

L'étincelle électromagnétique est généralement bleu-blanc. Les étincelles sont sphériques ou en forme de gouttes. La combustion des plaques collectrices est naturelle, ce qui permet de déterminer la cause de l'étincelle.

Si un court-circuit se produit dans l'enroulement et les égaliseurs, la soudure est cassée ou une rupture directe se produit, l'étincelle sera inégale sous les balais et les plaques brûlées seront situées le long du collecteur à une distance d'un pôle.

Si les balais sous les pinces d'un pôle étincellent plus que sous les pinces des autres pôles, cela signifie qu'il y a eu une rotation ou un court-circuit dans les enroulements des pôles principaux ou supplémentaires individuels; les brosses ne sont pas positionnées correctement ou leur largeur est plus large.

De plus, des violations supplémentaires peuvent être observées dans les machines à courant continu :

• le déplacement de la traverse du balai du point mort provoque des étincelles et un échauffement des balais et du collecteur ;

• la déformation de la surface de glissement du collecteur provoque des vibrations et des étincelles des balais ;

• l'asymétrie du champ magnétique provoque une diminution du seuil EMF réactif, altère la capacité de commutation de la machine, ce qui provoque à son tour des étincelles des balais. Le champ magnétique de la machine est symétrique si le bon pas circulaire entre les pattes des pôles principal et auxiliaire est strictement respecté et que les jeux calculés sous les pôles sont respectés.

Pour les grosses machines, le réglage des circuits électromagnétiques est effectué par la méthode de la zone sans étincelle.

Augmentation du chauffage de la machine à courant continu.

Dans une machine à courant continu, il existe plusieurs sources de chaleur qui chauffent tous ses éléments.

Le concept d'échauffement accru de l'isolant comprend le dépassement de la limite autorisée des classes de résistance à la chaleur de l'isolant acceptées dans l'industrie électrotechnique.

Dans la pratique des installations électriques de notre pays, une règle a été introduite pour créer une certaine marge pour la résistance thermique de l'isolation en prenant des températures de travail avec une classe inférieure à l'isolation utilisée.La plupart des machines sont maintenant fabriquées avec une classe thermique F isolation; cela signifie que les échauffements admissibles pour les enroulements doivent être les mêmes que pour la classe B, c'est-à-dire environ 80 ° C. Cette règle a été introduite en raison de la destruction accidentelle de l'isolation des enroulements des machines à rouleaux due aux températures élevées.

La surchauffe des machines à courant continu peut être causée par diverses raisons.

Lorsque les machines sont surchargées, une surchauffe générale se produit en raison de la chaleur générée par l'enroulement d'induit, les pôles supplémentaires, l'enroulement de compensation et l'enroulement de champ. La charge des grosses machines est contrôlée par un ampèremètre et le chauffage des enroulements est contrôlé par des dispositifs connectés à des capteurs montés dans divers éléments isolés de la machine - enroulement d'induit, pôles supplémentaires, enroulement de compensation, enroulement d'excitation. Pour les gros moteurs particulièrement critiques fonctionnant dans des conditions sévères, des signaux sont affichés dans la salle de contrôle de l'opérateur et dans la salle des machines, avertissant que la température de la machine a atteint la valeur limite.

La surchauffe peut être causée par la température élevée de la pièce où les machines sont installées.Cela peut être dû à une mauvaise ventilation dans la salle des machines. Tous les conduits d'air doivent être utilisables, propres et transportables. Les filtres doivent être nettoyés systématiquement en tirant les tamis à travers de l'huile minérale.

Les refroidisseurs d'air sont parfois obstrués par des micro-organismes qui entravent l'écoulement de l'eau. Périodiquement, les refroidisseurs d'air sont lavés à contre-courant.

La saleté (poussière) pénétrant dans la machine contribue à l'échauffement. Ainsi, les études menées sur les moteurs électriques ont montré que la poussière de charbon avec une couche de 0,9 mm tombant sur les enroulements contribue à une augmentation de température de 10 ° C.

Le colmatage des enroulements, des conduits de ventilation en acier actif, de l'enveloppe extérieure de la machine est inacceptable, car cela crée une isolation thermique et stimule une augmentation de la température.

Surchauffe de l'enroulement d'induit de la machine à courant continu.

La plus grande quantité de chaleur peut être libérée dans l'armature. Les raisons peuvent être différentes.

La surcharge de toute la machine, y compris l'armature, chauffera. Si la machine fonctionne à basse vitesse, mais est réalisée en auto-ventilation, les conditions de ventilation se détériorent, l'armature surchauffe.

Le collecteur, en tant que partie intégrante de l'appareil, aidera à réchauffer la machine. La température du capteur peut augmenter considérablement dans les circonstances suivantes :

• fonctionnement constant de la machine à puissance maximale ;

• brosses mal sélectionnées (dures, coefficient de frottement élevé);

• dans la salle des machines, où sont installées les machines électriques, l'humidité de l'air est faible. Dans ce cas, le coefficient de frottement des balais augmente, les balais accélèrent et chauffent le collecteur.

L'exigence de maintenir une humidité de l'air adéquate dans les salles des machines est dictée par la nécessité d'assurer la présence d'un film humide entre la brosse et la surface de glissement du collecteur en tant qu'élément de lubrification.

Un entrefer irrégulier peut être l'une des causes de la surchauffe de l'enroulement d'induit. Avec un entrefer irrégulier dans la partie de l'enroulement d'induit, une fem est induite, à la suite de quoi des courants d'égalisation apparaissent dans l'enroulement. Avec une irrégularité importante des espaces, ils provoquent un échauffement de la bobine et des étincelles de l'appareil à brosse.

La distorsion du champ magnétique d'une machine à courant continu se produit, comme indiqué, en raison de l'inégalité des entrefers sous les pôles, et également lorsque les enroulements des pôles principaux et auxiliaires sont mal allumés, une rotation du circuit dans les bobines des pôles principaux, ce qui provoque des courants d'égalisation, qui provoquent un échauffement de la bobine et des étincelles des balais à un pôle plus fort qu'à l'autre.

Dans le cas d'un circuit de spin dans l'enroulement d'induit, la machine ne peut pas fonctionner longtemps car, en raison d'une surchauffe, la section court-circuitée et l'acier actif peuvent brûler au centre du développement du circuit de spin.

La contamination de l'enroulement d'induit l'isole, altère la dissipation thermique de l'enroulement et, par conséquent, contribue à la surchauffe.

Démagnétisation du générateur et inversion de magnétisation. Un générateur CC à excitation parallèle peut être démagnétisé avant son premier démarrage après l'installation. Un générateur en marche est démagnétisé si les balais sont déplacés du neutre dans le sens de rotation de l'induit.Cela réduit le flux magnétique généré par la bobine de champ parallèle.

La démagnétisation, puis l'inversion de l'aimantation du générateur excité en parallèle, est possible au démarrage de la machine, lorsque le flux magnétique d'induit inverse l'aimantation des pôles principaux et change sa polarité. bobine d'excitation. Cela se produit lorsque le générateur est connecté au secteur au démarrage.

Le magnétisme résiduel et la polarité du générateur sont restaurés en magnétisant la bobine d'excitation à partir d'une source de tension réduite externe.

Lors du démarrage du moteur, sa vitesse augmente excessivement. Les principaux défauts des machines à courant continu qui entraînent une augmentation excessive de la vitesse sont les suivants :

• excitation mixte - les enroulements d'excitation parallèles et en série sont connectés dans le sens opposé. Dans ce cas, lors du démarrage du moteur électrique, le flux magnétique résultant est faible. Dans ce cas, la vitesse augmentera fortement, le moteur pourra passer sur « différent ». L'inclusion d'enroulements parallèles et en série doit être coordonnée ;

• excitation mixte - les balais passent du neutre à la rotation. Celui-ci agit sur la démagnétisation du moteur, le flux magnétique s'affaiblit, la vitesse augmente. Les brosses doivent être réglées sur neutre ;

• excitation en série — le démarrage à vide du moteur est autorisé. Le moteur manquera de vitesse;

• en enroulement parallèle, tournez le circuit - le régime moteur augmente. Plus il y a de spires de l'enroulement de champ proches les unes des autres, plus le flux magnétique sera petit dans le système d'excitation du moteur.Les bobines fermées doivent être rembobinées et remplacées.

D'autres dysfonctionnements sont également possibles, par exemple.

Les balais sont décalés du point mort dans le sens de rotation du moteur. La machine est magnétisée, c'est-à-dire que le champ magnétique augmente, le régime moteur diminue. La traverse doit être réglée sur neutre.

Ouvrir ou court-circuiter l'enroulement d'induit. La vitesse du moteur est considérablement réduite ou l'induit ne tourne pas du tout. Les pinceaux brillent de mille feux. Il faut se rappeler que s'il y a une rupture dans l'enroulement, les plaques collectrices brûleront après deux divisions polaires. Cela est dû au fait que lorsqu'il y a une rupture de l'enroulement à un endroit, la tension et le courant sous la brosse doublent lorsque le circuit est rompu. S'il y a une coupure à deux endroits à côté, la tension et le courant sous la brosse sont triplés, etc. Une telle machine doit être immédiatement arrêtée pour réparation, sinon le collecteur sera endommagé.

Le moteur "bascule" lorsque le flux magnétique dans la bobine de champ est affaibli. Le moteur fonctionne silencieusement jusqu'à une certaine vitesse, puis lorsque la vitesse augmente (dans les données du passeport) en raison de l'affaiblissement du champ dans la bobine d'excitation, le moteur commence à "pomper" fortement, c'est-à-dire qu'il y a de fortes fluctuations dans courant et vitesse. Dans ce cas, plusieurs dysfonctionnements sont possibles :

• les balais sont décalés du neutre au sens de rotation. Ceci, comme indiqué ci-dessus, augmente la vitesse de rotation de l'armature.Le flux affaibli de la bobine d'excitation est affecté par la réaction de l'armature, dans ce cas il y a une augmentation, puis un affaiblissement du flux magnétique, et en conséquence la fréquence de rotation de l'armature change en mode "swing";

• avec une excitation mixte, l'enroulement série est activé en anti-parallèle, à la suite de quoi le flux magnétique de la machine sera affaibli, la vitesse de rotation sera élevée et l'armature entrera en mode "oscillation".

Pour la machine de 5000 kW, les dégagements des poteaux principaux par rapport à la forme d'usine ont été modifiés de 7 à 4,5 mm. La vitesse maximale utilisée est de 75 % de la valeur nominale, puis, après quelques années, la fréquence de rotation augmente à 90-95 % par rapport à la valeur nominale, ce qui fait que l'induit commence à "osciller" fortement en termes de courant et fréquence de rotation.

Il est possible de restaurer la position normale d'une grosse machine uniquement en restaurant l'entrefer sous les piliers principaux, selon la forme, de 4,5 mm à 7 mm. Toute machine, en particulier une grande, ne devrait pas être autorisée à "osciller".