Как проверить межвитковое замыкание генератора
Перейти к содержимому

Как проверить межвитковое замыкание генератора

  • автор:

Как определить межвитковое замыкание в генераторе?

В генераторе есть обмотки ротора и статора. Без снятия генератора можно косвенно, по излишнему нагреву генератора предположить КЗ обмоток. Более точно можно опрделить с пом. осцилографа. С помощью этого прибора можно определить и пробой/обрыв одного или нескольких диодов А самое правильное, убедившись, что неисправность не «лечится» чисткой контактов, натяжением ремня, заменой щёток или реле-регулятора (таблетки, шоколадки) , снять генератор и разобрав его прозвонить омметром. Обмотка ротора имеет сопротивление 1,5 — 5 Ом. Обмотки статора 4 — 8 Ом. Кроме того Омметр должен показать одинаковое сопротивление всех трёх обмоток и «бесконечность» при прозвонке обмоток на корпус. В обмотке ротора обычно имеет место обрыв в районе контактных колец. КЗ крайне редко. А вот в обмотках статора место КЗ очень часто можно определить визуально, а обрыв происходит, в основном, в районе подпайки диодного блока. В электромастерских проверяют целостность обмоток прибором ПДО-1. Он показывает точно в каком пазу произошло КЗ. В любом другом случае диагностики, если место КЗ невозможно определить визуально, можно говорить только о наличии или отсутствии КЗ, без точного указания его места.

Остальные ответы

Крепим статорную обмотку в тисках, подаём на тиски 0 и через лампочку на 40 ватт подаём фазу на каждую из трёх обмоток — на той, где лампочка будет светиться — и есть межвитковое замыкание или на корпус утечка — главное в этой процедуре — техника безопасности в связи с повышенной возможностью поражения электричеством !

по логике он должен давать перезарядку т. е. большее чем нужно напряжение

Если дружишь с таким прибором, как тестер, то проще пареной репы. Если нет, то не парься и отдай специалисту.

Как узнать о неисправности якоря генератора?

like

0 16 Февраля 2016

Как узнать о неисправности якоря генератора?

  • Как узнать о неисправности якоря генератора?
  • Что собой представляет якорь генератора?
  • Как вращается якорь?
  • Самые распространенные поломки якоря генератора
  • Процесс проверки якоря генератора
  • Ремонт якоря генератора

star star star star star star star star star

Генератор

Генератор – это неотъемлемый элемент каждого авто. В этой статье вы прочтете о такой части генератора как якорь, причинах его неисправности, и узнаете, как проверить якорь генератора.

  • Что собой представляет якорь генератора?
  • Как вращается якорь?
  • Самые распространенные поломки якоря генератора
  • Процесс проверки якоря генератора
  • Ремонт якоря генератора

Что собой представляет якорь генератора?

В состав якоря генератора входят следующие части:

• Обмотка возбуждения с полюсной системой;

• Магнитопровод, или сердечник якоря

—>Магнитопровод состоит из листов электротехнической стали, толщина которых 0,5 мм. Он впрессовывается на вал, а если диаметр якоря слишком велик, то на цилиндрическую втулку. В состав коллектора входит ряд изолированных друг от друга медных коллекторных пластин. Собирают его отдельно, а потом в комплекте впрессовывают на вал через изолирующую втулку.

Обмотка сделана в форме отдельных секций, окончания которых впаиваются в особые выступы коллекторных пластин. С помощью коллектора секции обмотки соединяются друг с другом последовательно, создавая замкнутую цепь. Существуют петлевые и волновые обмотки якоря. В петлевых обмотках выводы секций присоединяются к рядом находящимся коллекторным пластинам, а секции соединяются друг с другом на коллекторе. В волновых обмотках выводы секций соединяются с коллектором, а секции друг с другом соединяются как бы волнообразно. Количество коллекторных пластин равняется количеству секций обмотки.

Как вращается якорь?

Генератор

Вращение якоря генератора в воздушном пространстве между полюсами происходит с помощью подшипниковых щитов и насаженных на вал подшипников. Расположенный со стороны коллектора подшипниковый щит называется передним. Посередине заднего подшипникового щита и сердечника на вал якоря устанавливается крылатка вентилятора. Она необходима для охлаждения генератора. Для притока свежего воздуха и отвода тепла в подшипниковых щитах есть отверстия. Они закрыты защитными кожухами с сеткой. Отверстия, расположенные в переднем подшипниковом щите, нужны также для обслуживания коллектора и щеточного узла.

Якорь генератора, сеть постоянного тока и обмотки полюсов соединяются при помощи щеток. Эти щетки находятся на щеткодержателях, а они, в свою очередь, закрепляются на особых пальцах. Пальцы закреплены на траверсе, которая прикреплена к переднему подшипниковому щиту или к станине. В щеткодержателях можно регулировать давление щеток на коллектор с помощью пружин.

Численность щеточных пальцев равняется количеству полюсов. У одной половины полюсов положительная полярность, у другой отрицательная. Щеточная половина одной полярности соединена между собой сборными нишами. Щеточный узел делит обмотку якоря генератора на ряд параллельных ветвей, количество которых зависит от вида обмотки.

Якорь генератора

Общая электрическая сеть автомобиля и генератор соединены между собой коробкой выводов, в которой находится клеммная плата с метками выводов имеющихся обмоток. Для подъема и перемещения генератора сверху станины установлен рым-болт. На корпусе станины закреплена табличка производителя. На ней указаны обмоточные сведения и главные характеристики генератора.

Существенным минусом генераторов постоянного тока является сравнительно высокая сложность и недостаточная прочность щеточно-коллекторного узла, нуждающегося в постоянном обслуживании. Генерируемый ток в якоре мощного генератора очень высок и не может быть снят со щеток. Снимают его с неподвижных катушек. Из-за этого в мощных генераторах вместо якоря стоит статор, а вместо индуктора – ротор.

Самые распространенные поломки якоря генератора

Наиболее часто встречающиеся поломки якоря генератора:

• Изнашивание контактных колец;

• Поломка подшипника вала;

• Короткое замыкание обмотки.

Дефекты, которые не подлежат ремонту: изнашивание коллектора до диаметра 86 мм; изнашивание шпоночных пазов больше допустимого, в случае если паз уже был ранее расширен, и срыв резьбы больше 2-х ниток на торце вала.

Процесс проверки якоря генератора

Якорь генератора

Для начала необходимо провести внешний осмотр якоря генератора. При отсутствии изъянов при внешнем осмотре можно приступать к внутреннему. Сначала нужно проверить обмотку на качество изоляции между витков, а еще между обмоткой и массой. При проверке нужно пользоваться тестером либо контрольной лампочкой. Ее подключают в обычную промышленную сеть переменного тока напряжением 220 В. Один провод от контрольной лампочки присоединяют к валу якоря, а вторым по очереди притрагиваются к пластинам коллектора. На проводах должны быть безопасные изолированные наконечники. Если произойдет замыкание обмотки якоря на «массу», контрольная лампа загорится.

Чтобы проверить межвитковое замыкание, применяют индукционный прибор (рис.1). Сердечник прибора сделан из трансформаторного железа. Питание катушки происходит за счет промышленного переменного тока. Якорь генератора кладут в призму сердечника и, вращая вокруг оси, к его железу присоединяют металлическую пластину.

Если межвитковых замыканий нет, индуктируемая в обмотке якоря электродвижущая сила уравновешена, и, следовательно, тока в обмотке не будет. В случае присутствия межвиткового замыкания, электродвижущая сила в короткозамкнутых витках индуктируется. Возбуждаемый переменный ток образует еще одно переменное магнитное поле на площади с закороченными витками. Если это поле имеется, то присутствует определенная вибрация металлической пластины, присоединенной к железу якоря. Вибрация пластины свидетельствует о наличии короткозамкнутых витков. Якоря, у которых имеется этот дефект, подлежат перемотке. А якоря, у которых обмотки исправны, подвергаются следующей проверке.

Схема индукционного прибора

1 – Сердечник прибора; 2 – Катушка; 3 – Металлическая пластина

Рис.1. Схема индукционного прибора

Ремонт якоря генератора

Износившуюся поверхность вала якоря генератора под шарикоподшипники ремонтируют методом пластической деформации (накатки). Якорь ставят в центры токарного станка, и изношенные шейки обрабатывают накаткой при шаге, равном 1-1,5 мм. Диаметр шейки становится больше за счет металла, выплывающего из создающихся впадин. По окончании такой обработки, шейки шлифуют до нужного размера. Перед шлифовкой проводят еще правку вала и исправление центров. Если были изношены шпоночные канавки, то есть стали больше допустимых параметров, тогда фрезеруют новые канавки под углом 180° по отношению к старым.

Генератор в разборе

Требования, предъявляемые к отремонтированному валу: биение носка вала при осмотре в призмах по отношению к шейкам не может быть больше 0,05 мм; биение железа якоря может быть до 0,05 мм; искривлённый вал можно поправить прессом. В случае если размер биения железа якоря больше допустимых параметров, железо якоря нужно обточить до ремонтного диаметра.

Изношенный коллектор ремонтируют до ликвидации дефектов; диаметры коллектора не должны быть меньше 86 мм для генератора. После того как коллектор обточили, нужно прорезать миканитовую изоляцию среди пластин на глубину 0,8 мм; ширина одной канавки должна быть 0,6 мм. Чтобы прорезать изоляцию, используют настольный горизонтально-фрезерный станок и шестизубую дисковую фрезу, диаметр которой 12мм. Фрезу не обрабатывают шлифовкой и заточкой, а применяют для обрабатывания 5-6 коллекторов. По окончании фрезеровки изоляции коллектор очень хорошо полируют наждачкой небольшой зернистости, а затем обдувают сухим воздухом, чтобы удалить миканитовую и медную пыль.

Железо якоря нужно окрасить нитроглифталевым лаком, а обмотку покрыть изоляционным лаком. После этого поставить их сушиться в сушильный шкаф с температурой 110-120° примерно на десять часов. Восстановленный якорь необходимо проверить на замыкание обмотки между витками и на корпус.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Как проверить межвитковое замыкание генератора

Разработан метод выявления витковых замыканий в обмотке ротора синхронного генератора в режиме реального времени по токам и напряжениям, снимаемым со статорной обмотки, и току возбуждения. Метод основан на применении искусственной нейронной сети, для обучения которой использовались данные, полученные с экспериментальной установки с различным количеством витковых замыканий и при постоянстве генерируемой активной и реактивной мощности. Разработанная диагностическая система на основе искусственной нейронной сети способна определить наличие витковых замыканий в обмотке ротора синхронного генератора, количество замкнутых витков в процентах и оценить тяжесть повреждения путем анализа выходного сигнала искусственной нейронной сети. Метод возможно использовать для построения интеллектуальной системы диагностики обмотки ротора синхронных генераторов.

синхронный генератор
межвитковые замыкания
искусственная нейронная сеть (ИНC)

1. Глебов И.Я. Диагностика турбогенераторов / И.Я. Глебов, Я.Б. Данилевский. – Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1989. – 119 с.

2. Самородов Ю.Н. Турбогенераторы: Аварии и инциденты: техническое пособие. – М.: ЭЛЕКС-КМ, 2008. – 488 с.

3. Глебов И.Я. Научные основы проектирования турбогенераторов / И.Я. Глебов, Я.Б. Данилевский. – Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1986. – 184 с.

4. Wood J.W., Hindmarch R.T. Rotor winding short detection. IEEE Proceedings. – 1986. – Vol 133. pt B, № 3. – P. 181–189.

5. Ma H.Z., Pu L. Fauit Diagnosis Based on ANN for Turn-to-Turn Short Circuit of Synchronous Generator Rotor Windings // J. Electromagnetic Analysis & Applications. – 2009. – № 3. – Р. 187–191.

6. Ligio Wang, Yi Wang, Dianguo Xu, Bo Fang, Qinghe Liu, Jing Zou. Application of HHT for Online Detection of Inter-Area Short Circuit of Rotor Windings of Turbo-Generators Based on the Thermodynamics Modeling Method // Journal of Power Electronics. – 2011. – Vol. 11. – № 3. – Р. 759–766.

Короткое замыкание обмотки ротора является одним из распространённых и в то же время трудно определяемых неисправностей в синхронном генераторе (СГ).

Выявление на ранних стадиях признаков неисправности является важной задачей при эксплуатации СГ [1], поскольку развитие дефекта в обмотке приводит к оплавлению меди витков и прогоранию витковой изоляции. В результате происходит появление высокочастотного колебательного процесса в цепи возбуждения, порождающего пробой изоляции в наиболее ослабленных местах [2]. Нарушается симметрия магнитного тяжения полюсов, что создает дополнительную механическую нагрузку на шейку вала, вызывающую появление микротрещин, при которых дальнейшая эксплуатация СГ невозможна.

Существующие способы выявления витковых замыканий можно разделить на следующие группы: тепловые, параметрические, частотные, вибрационные и методы активной диагностики. Известные существующие способы выявления витковых замыканий, такие как использование индукционных преобразователей [3] или импульсного воздействия на обмотку ротора [4], полностью не решают данную проблему или для их реализации необходима установка дополнительных средств измерения в конструкцию СГ.

Исследовать возможности искусственной нейронной сети (ИНС) при диагностике и выявлении межвитковых замыканий в обмотке ротора синхронного генератора.

Идея использования искусственной нейронной сети для диагностики межвиткового замыкания в обмотке ротора СГ основывается на том, что при поддержке постоянной величины напряжения на выводах СГ существует взаимосвязь между магнитодвижущей силой обмотки ротора F = Ifw и током ротора If. В момент неисправности магнитное поле генератора будет уменьшаться, что станет причиной изменения электродвижущей силы, которая влияет на величину реактивной мощности Q. Поскольку Q зависит от If, то при одном и том же значении тока возбуждения If величина МДС зависит от изменения количества витков обмотки ротора. Таким образом, витковое замыкание в обмотке ротора можно выявлять, определяя изменения соотношений параметров P, Q и If, причем эти параметры генератора будут являться входными нейронами ИНС [5, 6].

Обучение ИНС на основе экспериментальной машины с заранее известным количеством замкнувшихся витков позволит не только определить наличие повреждения, но и оценить его тяжесть.

Экспериментальная установка. Для диагностирования витковых замыканий у синхронных генераторов была создана экспериментальная установка, показанная на рис. 1. В ее состав входят: синхронный генератор (ГАБ-4-Т/230) 1, приводимый во вращение асинхронным двигателем, питаемым частотным преобразователем (Altivar 71) 4.

Для имитации виткового замыкания в синхронном генераторе с параметрами, приведенными в табл. 1, были выведены с обмотки ротора через дополнительные контактные кольца 2 отпайки 3 (4, 10 и 30 % витков полюса).

Параметры синхронного генератора

Номинальное напряжение, В

Неисправности генераторов переменного тока

Плохой контакт между щетками и контактными кольцами ротора

Плохой контакт между щетками и контактными кольцами ротора возникает при загрязнении и замас­ливании контактных колец, большом износе щеток, уменьшении давления пружин на щетки и зависании щеток в щеткодержателях. При таких дефектах повышается сопротивление в цепи возбуждения (или даже прерывается цепь возбуждения), что вызывает снижение силы тока возбуждения, уменьшается мощность генератора.

Для устранения неисправности снимают щеткодержатель и проверяют его состояние. При необ­ходимости протирают щеткодержатель и щетки тряп­кой, смоченной бензином. Щетки должны свободно пе­ремещаться в щеткодержателях. При износе щеток до высоты 8 мм их заменяют с последующей проверкой давления пружины на каждую шетку в отдельности.

Генератора постоянного тока: Схема, особенности, принцип действия и устройство

Загрязненные контактные кольца ротора протирают тряпкой, смоченной бензином. Окисленную рабочую поверхность колец зачищают стеклянной шкуркой.

Обрыв обмотки возбуждения

Обрыв обмотки возбуждения чаще всего происхо­дит в местах пайки концов обмотки к контактным кольцам.

При обрыве обмотки возбуждения в обмотке статора индуктируется ЭДС не более 5 В, обусловленная оста­точным магнетизмом стали ротора. При такой неисп­равности аккумуляторная батарея не будет заряжаться. Для определения обрыва необходимо отъединить конец обмотки возбуждения от щетки, а затем к этому концу и к зажиму Ш генератора присоединить через лампу или вольтметр провода от аккумуляторной батареи.

В случае обрыва обмотки лампа загораться не бу­дет, а стрелка вольтметра не отклонится. Для нахож­дения катушки с обрывом обмотки провода от зажимов батареи подключают к концам каждой катушки. Пос­ле этого тщательно проверяют место пайки соединений и выводные концы катушек обмотки возбуждения. Об­наруженное место обрыва устраняют ьескислотной пайкой, пользуясь мягкими припоями. Когда обрыв произошел внутри катушки, ее заменяют или перематывают.

Межвитковое замыкание в катушках обмотки возбуждения

Межвитковое замыкание в катушках обмотки воз­буждения возникает вследствие разрушения изоляции провода обмотки при перегреве или механическом пов­реждении, что вызывает увеличение тока возбуждения и повышение температуры обмотки.

Для определения виткового замыкания в катушках измеряют омметром их сопротивление и сопоставляют его с сопротивлением исправной катушки.

Схема устройства генератора

Замыкание обмотки возбуждения на корпус рото­ра

При замыкании на корпус часть или вся обмотка возбуждения закорачивается, вследствие чего генератор не возбуждается. Чаще всего обмотка замыкается на корпус в местах вывода ее концов к контактным кольцам ротора. Замыкание обмотки на корпус вызы­вает увеличение силы тока в цепи регулятора напря­жения.

Этот вид повреждения определяют контрольной лампой напряжением 220 В. Один провод соединяют с любым контактным кольцом, а другой — с сердечни­ком или валом ротора. Лампа будет гореть, когда об­мотка замкнута на корпус. Если невозможно изолиро­вать обмотку от корпуса, то ее заменяют.

Замыкание обмотки статора на корпус

Замыкание обмотки статора на корпус возникает вследствие механического или теплового повреждения изоляции обмотки. При этой неисправности значительно снижается мощность генератора. Генератор перегревается. Аккумуляторная батарея заряжается только на повышенной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Этот вид повреждения определяют контрольной лампой напряжением 220 В путем подключения одного щупа на сердечник, а другого — на любой вывод обмот­ки. Лампа горит только при замыкании обмотки на корпус. Дефектные катушки заменяют.

Замыкание зажима «плюс» генератора на корпус

Замыкание зажима «плюс» генератора на корпус происходит вследствие разрушения изоляции зажима или изоляции провода, подключенного к этому зажиму. При такой неисправности генератора резко увеличива­ется сила тока в обмотке статора и в диодах выпрямительного блока, что приводит к тепловому разрушению изоляции обмотки и пробою диодов выпрямительного блока. После пробоя диодов возникает короткое замыкание аккумуляторной батареи, вследствие чего проис­ходит глубокий разряд батареи и изоляция соедини­тельных проводов разрушается, а также выходит из строя амперметр.

Конструкция и монтаж генераторов переменного тока

Дефектную изоляцию зажима восстанавливают. По­врежденные обмотки статора и выпрямительный блок диодов заменяют исправными в условиях ремонтной мастерской.

Межвитковое замыкание в катушках обмотки ста­тора

Межвитковое замыкание в катушках обмотки ста­тора возникает при перегреве вследствие разрушения изоляции обмотки. В короткозамкнутых катушках проходит большой ток, это приводит к перегреву катушки и вызывает дальнейшее разрушение изоляции обмотки.

При такой неисправности значительно снижается мощность генератора, а аккумуляторная батарея заря­жается только на большой частоте вращения коленча­того вала двигателя.

Пробой диодов выпрямителя

Пробой диодов выпрямителя происходит при пе­регреве током большой силы, повышении напряжения генератора выше нормы и при механическом повреж­дении.

В пробитых диодах сопротивление практически рав­но нулю в обоих направлениях, что вызывает короткое замыкание фаз обмотки статора и отказ генератора.

При пробое диодов аккумуляторная батарея начина­ет разряжаться через обмотку статора, что вызывает разрушение изоляции обмотки и быстрый разряд бата­реи.

ПО ТЕМЕ:

  • Неисправности генератора автомобиля
  • Как проверить генератор на машине. Основные неисправности
  • Неисправности генератора. Признаки, диагностика, причины, проверка
  • Неисправности аккумуляторных батарей (АКБ)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *