CC BY
284
УДК 629.12.03
СПОСОБ ТОКОВОГО НАГРЕВА ОБМОТОК НАХОДЯЩЕГОСЯ В ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Н.П. Сологуб, МГУ им. адм. Г.И. Невельского, Владивосток
Предлагается способ предотвращения увлажнения изоляции асинхронных двигателей разных мощностей и скоростей, включаемых в последовательную цепь, с шунтированием некоторых из них емкостными сопротивлениями, во время перерывов в работе.
Анализ выходов из строя электрических машин на судах показывает, что более 90 % повреждений приходится на асинхронные двигатели. Доля витковых замыканий обмоток асинхронных двигателей составляет более 53 %. Большинство судовых асинхронных двигателей имеют всыпную двухслойную обмотку в полузакрытых пазах. При любом повреждении изоляции в таких двигателях - замыкании на корпус, междуфазном или витковом замыкании - необходим ремонт, требующий полную перемотку двигателя. Стоимость ремонта асинхронного двигателя с перемоткой обмоток в настоящее время соизмерима со стоимостью нового двигателя и составляет от 20 до 300 долларов США за
1 кВт мощности. Как известно, одной из причин повреждений электродвигателей переменного тока является увлажнение изоляции обмоток. Некачественное изготовление и ремонт обмоток, старение изоляции, подвижность проводников обмоток всегда рассматриваются совместно с увлажнением обмоток, так как увлажнение усугубляет имеющиеся дефекты изоляции обмоток. Дефекты изоляции вызываются местным утончением изоляции, царапинами, микротрещинами, отслоениями, истираниями при подвижках проводников в пазах с частотой тока и другими многочисленными причинами. Повреждения изоляции как корпусной, так и витковой и междуфазной наиболее часты в случаях, если обмотки после ремонта не подвергались вакуумной пропитке изоляции. Выявить местное ухудшение изоляции между витками обмотки достаточно сложно, поскольку сопротивление изоляции шунтируется очень малым сопротивлением витка провода.
При включении такого электродвигателя в работу между дефектными местами в изоляции по влажной поверхности проводников протекает ток, носителями которого могут быть как электроны, так и ионы веществ, растворенных в воде. Треки этих токов ухудшают состояние изоляции, что в итоге приводит к пробою изоляции и замыканию между фазами, между витками, на корпус. Поскольку диагностировать ухудшение, в частности, витковой изоляции
достаточно сложно, возможно принятие мер по предотвращению замыканий, что вошло в практику.
Для этого изредка применяют широко известный подогрев электродвигателя переменного тока во время пауз в работе с помощью трубчатых нагревателей, встраиваемых внутрь его корпуса. Такой общеизвестный способ применяют только в электродвигателях переменного тока большой и средней мощности (брашпили, швартовные лебедки и т.д.). Это является одним из существенных недостатков известного способа сушки электродвигателей трубчатыми нагревателями, так как из-за сложности устройства их невозможно применять в маломощных электродвигателях.
Увлажнение изоляции электродвигателей может происходить и при высоких температурах окружающей среды, а для подсушки изоляции необходимо превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды. Известен способ подогрева одинаковых асинхронных двигателей, например трюмных вентиляторов, при котором во время перерыва в работе собирается цепь из обмоток статоров и она подключается к источнику подходящего напряжения. Однако такой способ не пригоден для двигателей разных мощностей и скоростей, так как сопротивления обмоток разные.
Предлагаемый способ нагрева состоит в создании дополнительной электрической цепи из нескольких статорных обмоток асинхронных двигателей различных мощностей и скоростей с подключенными к ним элементами емкостного сопротивления. В образованную дополнительную электрическую цепь, во время перерывов в работе, подается напряжение переменного тока, производится нагрев обмоток и их отключение по завершении перерыва в работе. Перед сборкой электрической цепи определяют тип схемы соединения подготавливаемых к нагреву обмоток в каждом из электродвигателей («звезда», «треугольник»), электрическую цепь собирают из ряда последовательно соединенных каким-либо из этих типов или одновременно обоими типами их соединения обмоток данных электродвигателей. Каждый из подключаемых элементов емкостного сопротивления в данной цепи подключают параллельно обмоткам соответствующего электродвигателя. Параметры емкостных сопротивлений подбирают до их подключения таким образом, что они обеспечивают в режиме нагрева протекание тока величиной не более 0,35 от номинального тока электродвигателя в наиболее нагреваемой фазе обмотки. Причем отключение обмоток любого из электродвигателей из цепи нагрева производят непосредственно перед его пуском в работу от штатной питающей сети при одновременном отключении остальных электродвигателей из цепи нагрева. Вышеназванный подбор элементов емкостного сопротивления производят на основании предварительных инженерных расчетов электрической цепи нагрева. Наиболее целесообразно сборку дополнительной электрической цепи осуществлять при таком
исполнении, когда источник напряжения нагрева выполняют разобщенным от питающей электрической сети.
Способ нагрева защищен патентом на изобретение №2241297.
Библиографический список
1. Приходько В.М. Способ токовой сушки изоляции асинхронных двигателей без демонтажа с судов // Морской транспорт. Сер. Техническая эксплуатация флота: Экспресс-информ. В/О «Мортехинформреклама». 1991. Вып. 19(759). С. 3-11.
2. Сологуб Н.П. Способ токового нагрева обмоток находящегося в эксплуатации электродвигателя переменного тока. Патент на изобретение № 2241297 РФ.
