§ 23. Испытания электрических машин

Для испытания отдельных узлов электрических машин тепловозов в процессе ремонта дифференцированные нормы не разработаны. Приложением к правилам текущего ремонта предусматривается испытание собранных электрических машин при выпуске из подъёмочного и заводского ремонта.

Ниже приводятся нормы, рекомендуемые при ремонте узлов тяговых электродвигателей в условиях ремонтных заводов, мастерских и крупных депо.

Испытания узлов тяговых электродвигателей в процессе ремонта

Якорь. После окончательного изолирования каждую секцию якоря испытывают на электрическую прочность переменным током напряжением 1 000 в в течение 2-3 сек.

Из каждого комплекта готовых секций две секции должны быть испытаны на пробой изоляции от корпуса, причём минимальное напряжение, при котором происходит пробой изоляции, должно быть не ниже 6 300 в. Для испытания применяют трансформаторы - в первом случае на напряжение до 1 500 в и во втором - до 8 000 в.

Схема трансформаторной установки для испытания секций на электрическую прочность и на пробой приведена на фиг. 266. Обмотка низкого напряжения трансформатора 8 включается в сеть рубильником 5. Регулирование напряжения, необходимого для испытания, осуществляется потенциал-регулятором 3. Напряжение измеряется вольтметрами 7 и 9, а ток - амперметром 6. Для оповещения обслуживающего персонала о подаче тока служит лампа 2. Испытуемое изделие укладывают в изолированное помещение, снабжённое дверным контактом 4, который разъединяется при открывании двери.

Фиг. 266. Схема установки для испытания на пробой: 1 - катушка магнитного выключателя; 2 - сигнальная лампа; 3 - потенциал-регулятор; 4 - дверной контакт; 5 -рубильник; 6 - амперметр; 7 и 9 - вольтметры; 8 - трансформатор; 10 - щупы

После ремонта якоря с полной заменой изоляции между пластинами коллектор до запрессовки испытывают переменным током напряжением 450 в в течение 10-15 сек. После сборки и напрессовки коллектор испытывают на электрическую прочность изоляции от корпуса. Если у напрессовываемого коллектора изоляцию заменяли полностью, то испытание производится переменным током напряжением 5 000 в в течение 1 мин. Испытание на электрическую прочность изоляции начинают с напряжения, равного ¹/₃ испытательного. Затем его постепенно увеличивают до полного, причём повышение напряжения с половинного значения до полного продолжается не менее 10 сек. По истечении 1 мин напряжение снижают до ¹/₃ и ток выключают.

Если при ремонте коллектора изоляцию меняли частично или совсем не меняли, то испытательное напряжение принимают равным 3 500 в. Продолжительность испытания также 1 мин.

Перед укладкой обмоток якоря проверяют, нет ли замыкания между коллекторными пластинами.

После укладки уравнительных соединений в шлицы коллекторных пластин их изоляцию испытывают на электрическую прочность напряжением 2 600 в в течение 1 мин. Уравнительные соединения между витками проверяют при помощи лампочки напряжением 220 в.

Изоляцию якоря после укладки секций в пазы и наложения временных бандажей испытывают переменным током напряжением 2 600 в в течение 1 мин.

После пайки петушков проверяют ее качество, обмотку якоря испытывают на отсутствие межвитковых замыканий.

После второй пропитки и сушки переменным током в течение 1 мин проверяют электрическую прочность изоляции якоря от корпуса. Если якорь перематывали, напряжение переменного тока должно быть 2 600 в, если якорь не перематывали - 1 900 в. После пропитки и сушки изоляции мегомметром измеряют сопротивление, а прибором ПКВ - её влажность.

На фиг. 267 показана схема мегомметра типа М-1101. Измеряемый объект присоединяется к клеммам З и Л. В зависимости от положения переключателя 4 прибор имеет два предела измерения: от 0 до 1 000 ком и от О до 1 000 мгом.

Фиг. 267. Схема мегомметра типа М-1101: 1 - генератор; 2 - подвижная рамка; 3 - неподвижная рамка; 4 - переключатель; Л - клемма 'линия'; З - клемма 'земля'

Остов. Перед разборкой остова мегомметром измеряют сопротивление изоляции, катушек в холодном состоянии. Здесь же измеряется омическое сопротивление главных и дополнительных полюсов. У отремонтированных катушек в горячем состоянии при температуре 110-120° проверяют сопротивление изоляции, которое должно быть не ниже 4 мгом, и электрическую прочность относительно корпус при напряжении 1 900 в в течение 1 мин.

Если при ремонте остова катушки главных и дополнительных полюсов снимали с остова и устанавливали заново без ремонта, остов подвергают испытаниям и проверкам.

Щёткодержатель. Изоляцию пальца щёткодержателя при ремонте подвергают испытанию на электрическую прочность. Если изоляцию заменяют полностью, то её испытание производится переменным током напряжением 4 000 в в течение 1 мин; старую изоляцию испытывают под напряжением 3 000 в в течение того же времени.

Испытания электрических машин в сборе после их ремонта

Проверка на холостом ходу. В депо, на заводах и в мастерских электрические машины перед стендовыми испытаниями подвергают проверке на холостом ходу. Во время испытаний определяют правильность сборки, степень нагрева подшипников и качество притирки щёток.

Тяговые электродвигатели проверяют при напряжении 75-100 в в течение 1 ч, по 30 мин в разные стороны вращения с доведением скорости вращения до 400 об/мин.

Двухмашинный агрегат проверяют при напряжении 70 в. При этом сначала возбудитель работает как электродвигатель в течение 20 мин при скорости вращения 350 об/мин и после этого вспомогательный генератор работает как электродвигатель также в течение 20 мин.

Стендовые испытания тяговых электродвигателей главных генераторов и двухмашинных агрегатов

Тяговый электродвигатель. У всех тяговых электродвигателей, прошедших ремонт с перемоткой якоря или катушек, на стенде измеряют омическое сопротивление обмоток якоря и катушек в холодном состоянии. Кроме того, электродвигатели подвергают испытанию на нагрев часовым режимом с принудительной вентиляцией. В условиях депо допускается производить испытание без подачи вентиляционного воздуха и при открытых люках с соответствующим понижением тока. К испытанию электродвигателей на часовую мощность приступают, когда температура двигателя отличается от температуры окружающего воздуха не более чем на 5°.

Не позднее чем через 2 мин после отключения двигателя измеряют сопротивление обмотки якоря для определения превышения температуры (перегрева).

Превышение температуры определяют по формуле

где θ - превышение температуры обмотки над температурой охлаждающего воздуха в град.;

₁ - температура холодной обмотки в начале испытания в град.;

₂ - температура нагретой обмотки в конце испытания в град.;

R₁ - сопротивление холодной обмотки в начале испытания в ом;

R₂ - сопротивление нагретой обмотки в конце испытания в ом;

_а - температура охлаждающего воздуха в град.

Превышение температуры должно соответствовать ГОСТ 2582-50.

У тяговых электродвигателей проверяют скоростную характеристику в обоих направлениях вращения. Отклонение действительного числа оборотов от числа оборотов, соответствующего нормальной скоростной характеристике допускается не более ±5%.

Проверка коммутации в нагретом до 75° состоянии производится часовым током; степень искрения по шкале допускается до 1¹/₄ баллов. Второй режим при наибольшем числе оборотов и максимальном напряжении с ослабленным полем в течение 2 мин. Степень искрения допускается не выше 2 баллов.

В нагретом состоянии электродвигатель в течение 2 мин испытывают на максимальную скорость вращения при числе оборотов на 20% выше максимально допустимых и не менее чем на 50% превышающих число оборотов номинального режима.

Сопротивление изоляции обмоток проверяют при температуре 100-120°. Сопротивление должно быть не менее 2 мгом.

Электрическую прочность изоляции проверяют в горячем состоянии,, напряжением 2 600 в в течение 1 мин для двигателей, у которых перематывали якорь.

Если у двигателя, проходившего ремонт, катушки не меняли и якорь не перематывали, то электрическую прочность испытывают напряжением 1 900 в в течение 1 мин.

Главный генератор. У собранного после ремонта главного генератора тепловозов ТЭ1 и ТЭ2 измеряют омическое сопротивление обмотки якоря и катушек полюсов в холодном состоянии, проверяют коммутацию при номинальной скорости вращения и максимальную скорость вращения, измеряют сопротивление и электрическую прочность изоляции в горячем состоянии.

Испытание на нагрев производится в соответствии с правилами ремонта. Температура якоря и полюсов обмоток должна быть не более 110°, коллектора - не более 85° и подшипников - не более 45° (при температуре охлаждающего воздуха 25°).

Проверку коммутации делают на том же режиме, что и испытание на нагрев, причём класс коммутации должен быть не выше 1¹/₄ баллов. Дополнительно коммутацию проверяют при напряжении на коллекторе 910 в (генератор тепловозов ТЭ1 и ТЭ2) и скорости вращения 740 об/мин в течение 5 мин. Класс коммутации должен быть не выше 1¹/₂ балла, что проверяют по наиболее искрящим щёткам.

Испытание на максимальную скорость вращения производится при 880 об/мин в течение 2 мин.

Электрическую прочность изоляции обмоток якоря и дополнительных полюсов при смене обмотки и изоляции проверяют напряжением 3 200 в и обмотку независимого возбуждения - напряжением 1 200 в в течение 1 мин.

Двухмашинный агрегат. Собранный после ремонта двухмашинный агрегат подвергается тем же испытаниям и проверкам, что и главный генератор.

Испытание на нагрев вспомогательного генератора производится при токе 60 а и напряжении на коллекторе 76 в, а испытание возбудителя - при токе 65 а и напряжении 55 в. Общая продолжительность испытаний 3 ч.

Проверка коммутации вспомогательного генератора производится при токе 100 а, напряжении на коллекторе 76 в, при этом класс коммутации должен быть не выше 1¹/₄. Проверка коммутации производится также при наибольшем напряжении 100 в в течение 5 мин, класс коммутации должен быть не выше 2 баллов.

Возбудитель" проверяют на коммутацию при часовом режиме (ток 100 а и напряжение 56 в), при этом класс коммутации должен быть не выше 1-1¹/₄ и при наибольшем напряжении 90 в - не выше 2. Скорость вращения при всех режимах испытания для двухмашинного агрегата как на нагрев, так и на коммутацию 1 776 об/мин. Испытание при повышенной скорости вращения ведётся при 2 100 об/мин в течение 2 мин.

Электрическую прочность обмоток проверяют при напряжении 800 в в течение 1 мин.

Испытание тяговых электродвигателей и генераторов на стенде производится методом возвратной работы по схеме, показанной на фиг. 268. При помощи муфты соединяют валы двух электромашин, из которых одна работает как генератор Г, а вторая - как двигатель Д. Для покрытия магнитных и механических потерь в цепь включают линейный генератор ЛГ, а для покрытия потерь в меди - вольтодобавочную машину БД. Ток и напряжение измеряют амперметрами и вольтметрами.

Фиг. 268. Схема испытательного стенда: Г - тяговый электродвигатель, работающий генератором; Д - тяговый электродвигатель, работающий двигателем; ВД - вольтодобавочная машина; ЛГ - линейный генератор; ДП - дополнительный полюс; ГП - главный полюс; V₁ - V₃ - вольтметры; А_I и А_II - амперметры

В табл. 16 приведены данные об омических сопротивлениях электрических машин тепловозов. Отклонение допускается не более чем на ±10%.

Таблица 16

^* (В возбудителе ВТ 275/120, кроме указанных обмоток, имеются: обмотка регулировочная с сопротивлением 0,35 ом и обмотка ограничения тока 0,46 ом.)

^** (В числителе - сопротивление шунтовой обмотки, в знаменателе - независимой обмотки.)

Испытание обмоток якоря на межвитковое замыкание, проверка качества пайки концов обмотки к коллекторным пластинам и исправности уравнительных соединений производятся методом милливольтметра (падения напряжения) (фиг. 269).

Фиг. 269. Схема испытания на межвитковое замыкание обмотки и соединения коллекторных пластин методом падения напряжения: 1 - коллектор; 2 - щётка; 3 - скоба; 4 - щуп; 5 - милливольтметр; 6 - сопротивление; 7 - аккумуляторная батарея; 8 - киперная лента

От аккумуляторной батареи 7 ток через сопротивление 6 поступает на щётки 2 к пластинам коллектора. Щётки соединены между собой скобой 3, сделанной из изоляционного материала. К двум смежным пластинам поочерёдно прикладывают щупы 4, соединённые с милливольтметром 5. Если показания милливольтметра отличаются между собой не более чем на 10-12%, то это служит признаком исправности обмотки и отсутствия соединения коллекторных пластин. Если милливольтметр не даёт показаний или отклонение его стрелки очень незначительно, то это служит признаком межвиткового замыкания или замыкания соседних пластин. Для измерения величины тока в цепь включают амперметр А.

Чтобы проверить, нет ли замыкания в уравнительных соединениях, к пластинам, соединённым с уравнительными соединениями, прикладывают щупы.

Межвитковое замыкание снятых с остова катушек проверяют при помощи трансформатора, к первичной обмотке которого подводят напряжение переменного тока. Испытуемую катушку надевают на другой стержень магнитопровода, создавая таким образом вторичную обмотку трансформатора. При наличии межвиткового замыкания ток первичной обмотки больше тока холостого хода.