Les dysfonctionnements et réparations les plus courants des machines synchrones

Chauffage accru de l'acier actif du stator. Un échauffement de l'acier actif du stator peut se produire en raison d'une surcharge de la machine synchrone, ainsi que d'un court-circuit dans les feuilles de charge du noyau avec un faible pressage en usine. Avec une légère compression du noyau, le micro-mouvement des feuilles de charge se produit avec une fréquence d'inversion d'aimantation de 100 Hz / s, ainsi qu'avec une vibration accrue de l'acier actif.

Lors du processus de vibration de l'acier actif, l'usure de l'isolation en tôle se produit. Les feuilles dont l'isolation est endommagée sont en contact les unes avec les autres et dans l'emballage en acier non isolé qui en résulte courants de Foucault chauffer le noyau. Dans ce cas, un court-circuit prolongé sur tout l'alésage du stator ou un arrêt local peut se produire.

Selon la zone de court-circuit dans les feuilles, ce que l'on appelle peut se produire. "Feu dans le fer", qui surchauffe considérablement l'isolant et entraîne son endommagement. Ce phénomène est dangereux dans les grosses machines synchrones, notamment les turbo-alternateurs.

Débarrassez-vous d'un phénomène aussi dangereux dans l'acier actif comme suit :

• grand machines synchrones avoir des compteurs de courant et de puissance (ampèremètres et wattmètres) afin que le niveau de charge soit facilement surveillé et que des mesures de réduction de charge puissent être prises rapidement. Le chauffage de l'enroulement et de l'acier actif est contrôlé par des thermocouples intégrés au stator pour mesurer la température de l'enroulement et du noyau ;

• dans le cas d'un court-circuit d'acier actif, notamment de nature locale, ce phénomène n'est détecté dans une machine en fonctionnement qu'à l'oreille. Une vibration qui démange se produit et se fait entendre approximativement dans le stator où l'acier actif est enfermé. Pour éliminer ce phénomène, la machine doit être démontée. Habituellement, les gros moteurs synchrones sont fabriqués avec des arbres allongés, ce qui permet de retirer les blindages et de déplacer le stator là où vous pouvez travailler.

Ensuite, pour sceller l'acier, des coins de textolite enduits de l'un des vernis adhésifs (n ° 88, ML-92, etc.) sont enfoncés dans les dents. Avant l'enfoncement des dents, l'acier actif est soigneusement soufflé avec de l'air comprimé sec.

Si, pour une raison quelconque, il y a un court-circuit et la fonte du fer dans les dents, les zones endommagées sont soigneusement découpées, nettoyées, un vernis séché à l'air est versé entre les feuilles et les feuilles sont calées. Si après cela la vibration de la démangeaison ne disparaît pas, le calage doit être répété jusqu'à ce que la vibration de l'acier actif disparaisse complètement.

Dans les grandes machines à haute tension, la qualité de la réparation et du revêtement des tôles est vérifiée par la méthode d'induction.

Surchauffe de l'enroulement du stator.La cause la plus fréquente de surchauffe locale des enroulements du stator des machines synchrones est les courts-circuits par tour. Si un défaut de rotation se produit dans l'enroulement du stator mélangé au bitume, la machine s'arrêtera avec une protection maximale en raison d'une augmentation du courant dans la phase en défaut. A l'emplacement du circuit de virage, le bitume va fondre, s'écouler entre les virages et les isoler. Environ 30 à 40 minutes après le durcissement du bitume, la machine synchrone doit être démarrée. L'expérience à long terme confirme le résultat favorable de la procédure décrite pour éliminer les dommages de la bobine.

Cependant, une telle restauration de l'isolation du stator ne peut pas être considérée comme fiable, bien que l'isolation restaurée puisse fonctionner de manière fiable pendant longtemps jusqu'à ce que le moteur soit arrêté pour des réparations régulières.

Dans les enroulements statoriques des machines synchrones, des défauts similaires aux défauts des enroulements des moteurs asynchrones sont possibles, comme une surintensité lorsque la tension du réseau chute. Dans ce cas, il est nécessaire d'augmenter la tension du secteur à la tension nominale.

Surchauffe de la bobine d'excitation. Contrairement à l'enroulement du stator des machines synchrones, les enroulements inducteurs sont alimentés en courant continu. En faisant varier le courant d'excitation dans une machine synchrone, le facteur de puissance peut être ajusté. Le courant d'excitation est régulé dans les valeurs nominales de chaque type de machine synchrone.

À mesure que le courant de champ augmente, la capacité de surcharge des moteurs synchrones augmente, le facteur de puissance s'améliore en raison des capacités de compensation élevées de ces machines et le niveau de tension dans la zone de leur fonctionnement augmente.Cependant, à mesure que le courant dans l'enroulement de champ augmente, l'échauffement de cet enroulement augmente et le courant dans l'enroulement du stator augmente également. Par conséquent, le courant d'enroulement de champ est régulé à un niveau tel que le courant d'enroulement de stator devient minimum, le facteur de puissance est égal à l'unité et le courant de champ est dans la valeur nominale.

Lorsque le circuit de la bobine de champ est fermé, la température de la bobine augmente, la surchauffe peut être inacceptable ; des vibrations du rotor se produisent, qui peuvent être plus fortes, la plupart des spires de la bobine sont fermées.

La possibilité d'un court-circuit dans l'enroulement de champ est expliquée comme suit. En raison du séchage et du rétrécissement de l'isolation des bobines des pôles, le mouvement des bobines se produit, en relation avec cela, l'isolation du boîtier et le tour s'use, ce qui crée à son tour des conditions pour l'apparition d'un court-circuit entre les spires et sur le logement des pôles.

Défaillance de l'enroulement de champ lors du démarrage des moteurs synchrones. Parfois, il y a une panne de l'isolation de l'enroulement d'excitation des moteurs synchrones au moment initial du démarrage. Lorsque l'enroulement de champ est fermé au boîtier, le fonctionnement du moteur synchrone est inadmissible.

Afin de comprendre les causes des dysfonctionnements lors du démarrage des moteurs synchrones, il est nécessaire de connaître leur structure.

Le stator et les enroulements d'un moteur synchrone sont de construction similaire au stator d'un moteur à induction. Le moteur synchrone diffère de la conception du rotor à induction.

Le rotor d'un moteur synchrone avec une vitesse de rotation allant jusqu'à 1500 tr/min a un pôle convexe, c'est-à-dire que les pôles sont renforcés sur une étoile de rotor (jante). Les rotors des machines à grande vitesse sont fabriqués implicitement. Dans les pôles, des tiges de cuivre ou de laiton de l'enroulement de départ sont insérées dans les trous emboutis. Des bobines avec des enroulements de champ connectés en série les unes avec les autres sont montées sur les pôles (au-dessus de l'isolation du boîtier).

Normalement, un moteur synchrone avec une bobine de démarrage est démarré en mode asynchrone. Si l'enroulement d'excitation d'un moteur synchrone est connecté en aveugle à l'excitatrice, le circuit intermédiaire appareil excitant pas nécessairement; la machine est mise en synchronisme en étant excitée par une excitatrice connectée en permanence à l'enroulement inducteur.

Cependant, il existe des schémas, en particulier dans les grandes machines, lorsque l'excitation est fournie par un excitateur installé séparément via un dispositif de commutation-contacteur, généralement tripolaire. Un tel contacteur a la cinématique suivante : deux pôles avec des contacts normalement ouverts et le troisième avec un contact normalement fermé. Lorsque le contacteur est activé, un contact normalement fermé s'ouvre uniquement lorsque les contacts normalement ouverts se ferment, et inversement, ils s'ouvrent lorsque le contact normalement fermé se ferme. Lors du réglage des contacts, l'ordre de leur fermeture et de leur ouverture doit être strictement respecté.

De telles exigences sur le contacteur d'alimentation de champ sont dues au fait que si, lorsque le moteur est démarré, le contact normalement ouvert du contacteur, à travers lequel l'enroulement de champ est fermé à la résistance, s'avère être ouvert, l'isolation des bobines sera endommagé sur le boîtier. Ceci est expliqué comme suit.

Au moment de la mise sous tension, le rotor est à l'arrêt et la machine est un transformateur dont l'enroulement secondaire est un enroulement excitateur, aux extrémités duquel une tension, proportionnelle au nombre de spires, peut atteindre plusieurs milliers de volts et casser à travers l'isolation du boîtier. Dans ce cas, la voiture est démontée.

Si le moteur synchrone est fabriqué avec un arbre allongé, le stator est déplacé, le pôle endommagé est retiré et l'isolation endommagée du boîtier est réparée. Le poteau est ensuite installé en place, après quoi la résistance d'isolement du boîtier est vérifiée avec un mégohmmètre; l'absence de court-circuit d'une spire dans le reste du bobinage d'excitation par application d'une tension alternative sur les bagues collectrices. En cas de court-circuit sur une spire, cette partie du bobinage va s'échauffer. Le court-circuit peut être facilement trouvé.

Défauts dans l'assemblage des balais et les bagues collectrices. Pendant le fonctionnement des moteurs synchrones, des dysfonctionnements se produisent dans le dispositif de la brosse et des bagues collectrices pour diverses raisons. Les principaux sont les suivants.

L'usure intense de la bague au pôle négatif est due au transfert de particules métalliques vers le balai. Lorsque la bague coulissante s'use, des rainures profondes apparaissent à sa surface ; les brosses s'usent rapidement; il n'est pas possible de placer correctement la nouvelle brosse sur l'anneau lors du remplacement. Pour limiter l'usure de la bague, la polarité doit être changée (c'est-à-dire que la connexion du câble à la course du porte-balais doit être inversée) à des intervalles d'une fois tous les 3 mois.

À la suite de phénomènes électrochimiques sous l'action d'un courant d'une paire galvanique, lorsque la brosse touche un anneau fixe dans une atmosphère humide, des taches rugueuses apparaissent à la surface des anneaux, à la suite desquelles lors du fonctionnement de la machine , les brosses sont activées intensément et étincellent . Dépose : meuler et polir les anneaux.

Pour éviter les taches sur la surface des anneaux à l'avenir, un joint en carton comprimé est placé sous les brosses (lors d'un stationnement prolongé de la machine).

Lors de l'inspection de l'appareil à balais, il apparaît que certains des balais dans les supports de porte-balais se serrent sans toucher les bagues collectrices et ne sont pas engagés. Les balais restant en fonctionnement, surchargés, étincellent et chauffent, c'est-à-dire qu'ils s'usent intensément. Une raison possible peut être la suivante : les balais sont serrés dans les supports des porte-balais, sans tolérances ; contamination, coincement des brosses, les faisant pendre dans les clips; faible pression sur les brosses; mauvaise ventilation de l'appareil à brosses; des brosses à haute dureté et à haut coefficient de frottement sont installées.

Equipement de protection : les brosses doivent être conformes aux préconisations du constructeur de la machine ; les nouvelles brosses doivent s'insérer dans le support des porte-balais avec un espace de 0,15 à 0,3 mm; la pression sur la brosse est ajustée dans la plage de 0,0175 à 0,02 MPa / cm2 (175 à 200 g / cm2) avec une différence de pression admissible inférieure à 10%; l'appareil à brosses, l'isolation des anneaux doit être maintenue propre en soufflant périodiquement de l'air comprimé sec ; le faux-rond admissible de la surface de la bague collectrice doit être compris entre 0,03 et 0,05 mm.

Défauts dans la cage de démarrage du rotor.

La cage de démarrage du rotor (enroulement) (semblable à la cage d'écureuil des moteurs asynchrones) fait partie intégrante des moteurs synchrones et est conçue pour les démarrer en mode asynchrone.

La cellule de démarrage est en mode de démarrage dur, elle est chauffée à une température de 250 ° C. Lorsque la vitesse de rotation atteint 95% pn, un courant continu est fourni à la bobine d'excitation, le rotor est complètement synchronisé avec le plancher tournant du stator et la fréquence du réseau Dans ce cas, le courant dans la cellule de démarrage diminue jusqu'à 0. Ainsi, lors de l'accélération du rotor du moteur synchrone dans la cellule de démarrage, en plus de la température indiquée ci-dessus, des forces électrodynamiques et centrifuges apparaissent qui déformer les barreaux d'une cellule et court-circuiter leurs connexions en anneaux joints.

Dans certains cas, lors d'un examen attentif des cellules sources, des ruptures de tiges, complètes ou initiales, de destruction des anneaux court-circuités sont constatées. De tels dommages à la cellule de démarrage affectent négativement le démarrage du moteur, qui est soit totalement impossible à démarrer, soit n'augmente pas jusqu'à la vitesse nominale. Dans ce cas, le courant traversant les trois phases est le même.

Les dysfonctionnements dans la cellule de démarrage sont éliminés par soudure. Tous les points de soudure doivent être soigneusement vérifiés, de l'autre côté du bus de connexion, vérifiez la qualité de la soudure des tiges à l'aide d'un miroir. Ensuite, nettoyez soigneusement et soudez tout dommage.