L13. STUDIUL UNOR DEFECTE LA MOTORUL ASINCRON

1. Tema lucrrii

Lucrarea are ca scop cunoaterea modalitilor de determinare a defectelor ce pot s apar la mainile asincrone n vederea familiarizrii viitorilor specialiti cu activitatea de ntreinere i reparaie a mainilor electrice.

2. Consideraii teoretice

n timpul funcionrii mainilor electrice pot s apar, din anumite cauze, defecte cu consecine mai mult sau mai puin grave, unele dintre ele mergnd pn la scoaterea din funciune a mainii. Din multitudinea acestor defecte ne vom ocupa de urmtoarele grupe:

a) defecte ale statorului

-scurtcircuitarea spirelor

-punerea la mas a nfurrilor

-deteriorarea izolaiei ntre tole

b) defecte ale rotorului

b1)-defecte ale rotorului bobinat

-scurtcircuitarea spirelor

-punerea la mas a nfurrilor

-defecte ale inelelor colectoare i ale periilor

b2)-defecte ale rotorului n scurtcircuit

-ruperea barelor coliviei rororice

-defecte mecanice

Depistarea din timp a acestor defecte pot duce, pentru unele din ele, la luarea acelor msuri necesare mririi duratei de funcionare a mainii.

n cazul mainilor defecte este necesar depistarea defectului n vederea activitii de reparaii.

3. Chestiuni de studiat, montaje folosite, metode de lucru

3.1. Depistarea scurtcircuitelor spirelor

Sunt posibile urmtoarele scurtcircuite: ntre spirele unei bobine, ntre bobine sau ntre grupele de bobine ale unei faze, ntre bobinele diferitelor faze. Partea de bobinaj scurtcircuitat se poate depista:

-dup aspectul exterior, izolaia n locul scurtcircuitului fiind ars;

-dup valoarea rezistenei ohmice msurat prin metodele cunoscute: punte electric sau electronic, metoda ampermetrului i a voltmetrului, etc.

-dup valoarea curentului absorbit de nfurare

n cazul cnd scurtcircuitul este ntre spirele sau bobinele aceleiai faze, la msurarea rezistenei ohmice, faza scurtcircuitat va avea rezistena mai mic. Dac nu se pot desface conexiunile sau capetele nfurrilor nu sunt accesibile, se fac msurtori ntre faze. n cazul cnd nfurrile sunt conectate n stea, dac exist scurtcircuit ntre spirele unei faze, rezistennele msurate ntre capetele nfurrilor nu vor fi egale, iar rezistena cu valoarea cea mai mare este cea msurat ntre capetele nfurrilor fr defect. Celelalte dou rezistene vor fi egale i mai mici dect prima rezisten. La conectarea fazelor n triunghi, rezistena cea mai mic se va msura la capetele fazei defecte; celelalte dou rezistene vor fi egale ntre ele i mai mari dect prima.

n cadrul lucrrii de laborator se vor analiza toate posibilitile de defectare a nfurrilor prin scurtcircuit i se vor face msurtori asupra nfurrilor mainilor ce sunt demontate.

3.2. Depistarea defectelor prin punere la mas a nfurrilor

Strpungerea izolaiei nfurrilor i punerea bobinajelor la mas se poate produce, printre altele:

-datorit pulberilor care se depoziteaz cu timpul i formeaz puni de curent;

-vaporilor sau gazelor acide sau bazice;

-umezelii sau ptrunderii directe a apei.

Verificarea defectelor prin punere la mas se face prin msurarea rezistenei de izolaie sau prin ncercarea cu inductorul.

3.3. Verificarea pierderilor din fierul statoric

Se utilizeaz schema urmtoare:

Autotransformatorul ATR8 are rolul de a realiza o tensiune reglabil n schem, iar frecvenmetrul msoar frecvena tensiunii de alimentare.

Dac pe fierul statoric este montat o bobin cu Wb spire i Rb rezisten ohmic, atunci pierderile din fier vor fi

PFe = PW - (Pb + Pv + PWp)

n care avem:

-PW - puterea indicat de wattmetru

-Pb - pierderile din bobina montat pe fierul statoric, care sunt date de relaia

IA fiind curentul dat de ampermetru

-Pv - pierderile din voltmetru V date de relaia

Rv fiind rezistena intern a voltmetrului

-PWp - pierderile din bobina de tensiune a wattmetrului W date de relaia

RWp fiind rezistena ohmic a bobinei respective.

Se determin inducia din fierul statoric cu relaia:

[T]

n care:-U - este tensiunea de alimentare a schemei [V]

-f - frecvena indicat n Hz ;

-S - seciunea miezului n [m2] (se va lua seciunea miezului de baz).

Se determin pierderile specifice din fierul statorului cu relaia

n care G este masa fierului [kg].

Pentru (8...10) valori ale tensiunii U se traseaz caracteristicile: B = f(U); PsFe = f(U); PsFe = f(B) i se compar dac pierderile specifice nominale (la Un) depesc pe cele standardizate pentru fierul statoric, cu concluzia respectiv legat de izolzia dintre tole, la miezul respectiv. Aceast prob, referitoare la faptul dac miezul magnetic statoric este corespunztor din punctul de vedere al izolaiei tolelor, este necesar mai ales n cazul motoarelor de puteri mai mari, nainte de a ncepe operaiunea de reboinare.

3.4. Defectele rotorului bobinat

10. Scurtcircuitarea spirelor unei faze se detecteaz cu aceleai metode ca la punctul 3.1.

20. Punerea la mas se detecteaz n acelai fel ca la punctul 3.2.

30. Controlul izolaiei inelelor colectoare i a strii suprafeei lor

Controlul izolaiei dintre inelele colectoare se face prin metodele cunoscute. Depunerea prafului, a pulberii de crbune, umezeala, etc. pot duce la scderea rezistenei de izolaie ntre inelele colectoare i, n anumite condiii, la strpungeri sau conturnri.

Un alt defect este apariia petelor mate pe inelele colectoare. n funcionarea mainii acestea provoac scnteierea periilor. Locurile acoperite cu pete ard i devin rugoase i din aceast cauz scnteierea periilor se intensific i mai mult.

Petele pot s apar ca urmare a formrii la locul de contact a unui element galvanic, atunci cnd maina oprit se afl ntr-un mediu umed. Din aceast cauz, la scoaterea din funciune a mainii pe o durat mai mare trebuie ca ntre perii i inelele colectoare s se aeze prepan sau orice alt material electroizolant, care s ntrerup circuitul curentului produs la formarea elementului galvanic. Pentru eliminarea petelor i a scnteierii provocat de ele, inelele colectoare se strunjesc.Pot apare, de asemenea, rizuri pe suprafaa inelelor colectoare (datorit exploatrii necorespunztoare a sistemului de perii-port perii crbuni necorespunztori sau presiunea necorespunztoare a crbunilor pe inele), care mresc rezistena de contact perie-inel colector cu consecina corespunztoare manifestat prin efect Joule. Remedierea se face, de regul, prin strunjirea suprafeei inelelor i apoi verificarea aezrii corecte a periilor pe inele, respectiv verificarea dinamometric a presiunii periilor pe inele.

3.5. Defectele rotorului n scurtcircuit

Neavnd sistemul cu perii i inele colectoare i n locul bobinajelor obinuite avnd crestturi bare de cupru sau aluminiu turnat sub presiune, rotorul n scurtcircuit este mult mai fiabil dect rotorul bobinat. Defectele care pot s apar la rotorul n scurtcircuit pot fi:

-ruperea barelor coliviei rotorice, defect care se poate observa vizual la demontarea mainii adus la reparat;

-defecte mecanice.

3.6. Determinarea raportului de transformare al M.A.

Se utilizeaz schema urmtoare:

Se alimenteaz montajul cu o tensiune ce depinde de conexiunea statorului i indicaia plcuei cu datele nominale ale mainii.

Se msoar cu voltmetrul tensiunile de linie din stator US i rotor UR i se determin raportul de transformare

Msurarea se repet pentru 3-4 poziii ale rotorului n cmpul statoric.

3.7. Verificarea rigiditii dielectrice (proba cu tensiune mrit)

Se utilizeaz schema precedent, alimentarea fcndu-se de la regulatorul de tensiune.

Se ridic tensiunea ncet (fr ocuri) pn la 1,5 Un i se menine astfel timp de 1 minut. Se observ dac nu se produc strpungeri ale izolaiei sau alte descrcri n main. Coborrea tensiunii se face apoi lent i fr ocuri.

Operatorul va fi dotat cu mnui i cizme electroizolante.

NOT. Reprezentarea graficelor se va face pe hrtie milimetric i cu o alegere corespunztoare a scrilor graficelor.

ntrebri de testare.1.- Care este scopul acestei lucrri ?2.- Care sunt defectele mainii asincrone ce sunt analizate n cadrul acestei lucrri i care este scopul depistrii lor?3.- Care sunt tipurile de scurtcircuite ntlnite ntre spirele nfurrilor i care sunt modalitile de depistare a lor?4.- Enumerai unele cauze ale punerii la mas a bobinajelor i cum se depisteaz asemenea defecte?5.- Cum se verific pierderile din fierul statoric i care pot fi cauzele unor pierderi anormale? Prezentai i comentai schema folosita.6.- Care sunt defectele rotorului bobinat, care pot fi cauzele lor i cum se depisteaz asemenea defecte?

7.- Care sunt defectele rotorului n scurtcircuit?

8.- Ce este raportul de transformare al mainii asincrone i cum se determin el experimental? Prezentai comentai schema folosit.9.- Cum se face verificarea rigiditii dielectrice a unei nfurri la maina asincron?

10.- Ce defeciuni pot apare la inelele colectoare ale unei maini asincrone cu rotorul bobinat i cum se poate realiza remedierea lor ?

11.- De ce este necesar verificarea pierderilor din miezul statoric al mainii asincrone, mai ales n cazul celor de puteri mari si mai ales la eventua lor rebobinare?12.- De ce este necesar verificarea rigiditii masinii asincrone la punerea sa n funciune n cazul conservrii (nefuncionrii) sale mai ndelungate ?

13.- De ce la determinarea raportului de transformare la main asincron, msurarea tensiunilor se face pentru mai multe poziii ale rotorului n cmpul statoric ? Dac tensiunile msurate pentru diverse poziii sunt mai diferite, ce concluzii se pot trage?14.- Se poate realiza determinarea, prin masurare, raportului de transformare la o main asincron cu rotorul n colivie ? Justificai rspunsul.

15.- Dac exist un scurtcircuit ntre spirele une faze statorice, cum se poate identifica faza respectiv ? Dar dac scurtcircuitul apare ntre spirele a 2 faze statorice, cum se pot identifica fazele defecte ? Aceleasi aspecte in cazul unui rotor bobinat ?16.- La determinarea raportului de transformare, prin alimentarea schemei precizate (figura 2), maina se va roti sau nu ? Justificai rspunsul. Cu ce tensiune se va putea alimenta masina asincron la determinarea raportului de transformare ?16a.-n cazul unei masini asincrone cu rotorul bobinat, pentru determinarea raportului de transformare, acesta se va putea face prin alimentarea masinii pe la cutia de borne rotorica? n acest caz cu ce tensiune se va face alimentarea? Ar exista o ratiune pentru o astfel de variant de determinare a parametrului respectiv?

17.- Cum vei alege aparatele de msur pentru aceast lucrare ?

18.- De ce este necesar un autotransformator si un frecventmetru n cadrul fig.1, la determinarea pierderilor in miezul statoric? Cum se vor alege aceste elemente de schem? Dar restul aparatelor din schem ?19.- Descrieti detaliat proba cu tensiunea ridicata a unui motor asincron. Cum trebuie sa fie echipat operatorul n acest caz ? Ce fel de aparataj se va folosi, pentru aceasta proba, n cazul unui motor asincron cu tensiunea nominala de valoarea unei tensiuni medii, de exemplu, 6kV ?20.- Exista o diferenta ntre proba cu tensiunea ridicat n cazul unui motor asincron cu rotorul bobinat, respectiv a celui cu rotorul n scurtcircuit ?

21.- Cum constatm c pierderile n miezul statoric al unui motor asincron sunt prea mari ? n general, se poate remedia acest defect ? Respectiv, ce se va hotr dac se pune problema unei rebobinarii pe un astfel de miez?22.- Cum se va putea remedia, n cazul unui motor asincron cu rotorul n colivie, dezechilibrele dinamice, care de regula conduc mai ales la distrugerea rulmentilor?

23.- n cazul unui motor asincron cu rotorul bobinat, dac apar unele scurtcicuite la infasurarea rotoric, cum se poate departaja dac defectul se refer la sistemul de periilor, inelelor sau la infasurarea propriu-zisa ?24.- Cum se pot determina scurtcircuitele la masa, n cazul unei nfasurari statorice, cu identificarea fazei defecte, n cazul n care cutia de borne statoric are 6 borne? Dar n cazul unui rotor bobinat la care cutia de borne posed numai 3 borne ? Justificati rspunsul.

25.- Ce defectiuni pot apare la sistemul de perii/portperii, in cazul unui motor asincron cu rotorul bobinat, respectiv ce efecte negative se pot produce? Detaliati raspunsul.26.- n ce pot consta, din punct de vedere specific constructiv, dezechilirele unei nfasurri trifazate statorice sau rotorice (cazul rotorului bobinat) la o masin asincron? Dar n cazul unui rotor n scurtcircuit? Detaliati raspunsul.Figura. SEQ Figure \* ARABIC 1 Schema de montaj pentru verificarea pierderilor n fierul statoric

Figura.2 Schema de montaj pentru determinarea raportului de transformare

_1015303200.unknown

_1015309046.unknown

_1015313052.unknown

_1015316565.unknown

_1015303360.unknown

_1015302985.unknown