У короткозамкнутих роторів асинхронних електродвигунів найбільш часто спостерігається пошкодження білячої клітини, що виражається в ослабленні стержнів в пазу, порушення контакту в місцях пайки стрижня з короткозамикаюшімі кільцями, освіті тріщин і обривів стрижнів.
Ослаблення кріплення стрижня в пазу призводить до збільшення його вібрації, що викликає знакозмінні деформації, в результаті яких утворюються тріщини в місці виходу стержня з паза і в місцях з'єднання з короткозамикающего кільцями. Ці тріщини можуть призвести до надлому стрижня, а надірвані кінці стрижня, згинаючись під дією відцентрових сил, можуть пошкодити ізоляцію лобових частин. Такі пошкодження характерні для електродвигунів, що мають велике число пусків.
У деяких типів електродвигунів спостерігається підвищення вібрації через ослаблення кріплення або поломки розпірних клинів стрижнів обмотки ротора. Виявлення цих дефектів проводиться при розбиранні електродвигуна.
На працюючому електродвигуні на наявність в білячої клітці обірваних стержнів вказують наступні ознаки.
У агрегатів з важким пуском електродвигун може взагалі не розвинути номінальної частоти, а якщо обірвано кілька стрижнів, то навіть не рушити з місця.
Посилення вібрації, спричиненої асиметрією магнітних потоків ротора і появою додаткових сил одностороннього магнітного тяжіння.
Поява шуму, що не характерного для нормальної роботи електродвигуна даного типу, також свідчить про порушення симетрії магнітних потоків.
При обриві одного-двох стрижнів вищевказані ознаки можуть проявлятися дуже слабо, що практично ускладнює виявлення по ним дефекту білячої клітини. Тому виявлення несправностей виробляється оглядом ротора.
При огляді короткозамкнутих обмоток слід звертати увагу: на наявність кольорів мінливості і подгара на короткозамикающего кільцях в місцях з'єднань зі стрижнями; подгара болтів, що з'єднують короткозамикающего сегменти пускових клітин; хвилеподібний вигин короткозамикающего кілець (або сегментів), що з'являється від нерівномірного подовження окремих стрижнів; вигин решт стрижнів в напрямку обертання ротора, що виникає від скручування короткозамикающего кільцем. Такі дефекти можуть спостерігатися в роторах з великими окружними швидкостями і масивними короткозамикающего кільцями.
Зустрічається прогин виступаючих з активною стали решт стрижнів. Такий дефект можуть мати всі або деякі стрижні білячої клітини як асинхронних, так і синхронних електродвигунів (причому в останніх це спостерігається у крайніх стрижнів на кожному полюсі). Серед інших несправностей спостерігається також зсув білячої клітини уздовж осі ротора.
Пошкодження без обриву короткозамкненою обмотки в процесі експлуатації нічим себе не виявляють. Вони можуть бути виявлені тільки при уважному огляді короткозамкненою обмотки в період профілактичного ремонту. З особливою ретельністю слід вести пошук тріщин на виступаючих кінцях стрижнів, використовуючи при цьому оптичний, хімічний (протравленням підозрілих місць реактивами) або електромагнітний (за допомогою приладів) способи.
Визначення пошкоджених стрижнів способом, заснованим на вимірі магнітного потоку розсіювання, передбачає, що над стержнями, обтічними струмом, магнітний потік розсіювання буде мати максимальне значення, а між пазами над обірваними стрижнями - мінімальне. При неповному обриві стрижня магнітний потік розсіювання над цим стрижнем матиме якесь проміжне значення. Вимірювання виробляють приладом типу ВАФ-85 (вольтамперфазоіндікатор). Харчування на короткозамикающего кільця ротора подається від понижувального трансформатора 220-127 / 12 В, від вторинної обмотки якого можна отримати струм 10-30 А. Магнітний потік розсіювання над стержнями і між пазами вимірюють по всьому колу бочки ротора.
Порівнюючи відносне зміна магнітного потоку розсіювання по пазах, судять про справність стрижнів ротора і визначають пошкоджені стрижні.
Мал. 1. Схема вимірювання опору стрижнів
Для визначення дефектів пайок, тріщин і обривів стрижнів короткозамкненою обмотки шляхом безпосереднього вимірювання активного опору стрижнів використовують мікроомметр М-246 і голчасті щупи, що підключаються до кінців стрижнів в безпосередній близькості від місця пайок їх до короткозамикающего кільцю (рис. 1). Про якість пайки або про наявність тріщин і обривів стрижнів судять за значенням опору. У разі повної справності стрижнів і місць пайок прилад покаже повне опір всіх паралельно включених стрижнів ротора. При обриві стержня (або поганому контакті в місці пайки) прилад виміряє опір одного стрижня, яке в кілька разів більше опору всієї обмотки. Якщо опір, що вимірюється на цьому стрижні, буде в 1,5 раза і більше перевищувати опір, виміряний на інших стержнях, то це буде свідчити про наявність значних недоліків у стрижні або в місці пайки його до короткозамикающего кільцю.
Пошкодження в обмотці ротора може бути виявлено з використанням способу трьох амперметрів. До обмотці статора, в кожну фазу якого включаються амперметри, підводиться напруга, рівне 0,2-0,25 номінального. Ротор повільно повертають і визначають максимальне і мінімальне значення струму статора по амперметрів. При справній обмотці ротора струм в фазах статора в усіх положеннях ротора буде однаковим, а при обриві або наявності поганого контакту в місцях з'єднання стрижнів з короткозамикающего кільцями буде вимірюватися в залежності від положення ротора.
Критерієм придатності обмотки ротора є співвідношення,%:
Якщо це співвідношення не перевищує 3%, то обмотка ротора вважається справною.
Наступний спосіб не вимагає спеціальних приладів і може бути застосований в будь-яких експлуатаційних умовах. Для знаходження пошкоджених стрижнів ротор кілька висувають з статора і надійно оберігають від провертання.
Мал. 2. Прилад з жорстким магнитопроводом для відшукання дефектних стрижнів. 1 - ротор; 2 - магнітопровід; 3 - обмотка трансформатора
Мал. 3. Прилад з гнучким магнітопроводом для відшукання дефектних стрижнів. 1 - стрижні обмотки ротора; 2 - котушка-датчик; 3 - вимірювальна обмотка; 4 - індикаторний прилад, що вимірює різницю ЕРС; 5 - гнучкий магнітопровід
Стан стрижнів перевіряють за допомогою тонкої сталевої пластини, по черзі накладається на кожен паз так, щоб перекрилися два сусідніх зубця ротора. При відсутності дефекту в стрижні (або в місці пайки) пластина буде притягатися і деренчати, а над пазом з пошкодженим стрижнем тяжіння і деренчання значно ослабнуть або зовсім зникнуть. Цю операцію слід робити досить швидко, щоб не допускати перегріву обмоток.
Спосіб магнітної порошкової дефектоскопії полягає в застосуванні понижуючого трансформатора, вторинна обмотка якого здатна пропустити струм 300- 500 А при напрузі 1,5-2,5 В, і сталевих тирси, які насипають на щільний шар білого паперу, якій заздалегідь обгорнули ротор. При протіканні струму по паралельно включеним стержнів роторної клітини навколо кожного стержня створюється магнітне поле, під впливом якого тирса розташовуються щільною лінією вздовж цілих стрижнів. У стрижнів, що мають обриви, щільність тирси буде різко відрізнятися.
Крім вищевказаних способів відшукання дефектних стрижнів може бути здійснено приладами трансформаторного типу з жорстким або гнучким магнитопроводами (рис. 2, 3).
При ослабленні стрижня обмотки ротора в пазу активної стали, якщо раскліновка вже виконана і вона не дає повного усунення ослаблення, додатково виконується розкарбування стрижня. Ця операція проводиться ударами карбування по прямокутної частини стрижня в межах всієї довжини активної частини стали ротора. При розкарбування стрижнів в крайніх пакетах ротора щоб уникнути надлому місця спаю стержня з короткозамикающего кільцем між стрижнем і натискний шайбою прокладають металеву прокладку.
При ремонті роторів асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором в умовах майстерні, оснащеної необхідним верстатний парк, може бути проведена повна заміна білячої клітини. Для цих цілей стрижні обмотки і короткозамикающего кільця можуть бути виготовлені в умовах майстерні або отримані від заводу-виготовлювача електродвигуна.
Видалення пошкоджених стрижнів з пазів.
Спосіб видалення стержня залежить від його конструкції. Так, стрижні пляшкового профілю, щільно сидять в пазах за рахунок їх розкарбування по всій довжині ротора, слід видаляти висвердлюванням свердлами з подовженим хвостовиком або попередньої прорізом в стрижні поздовжньої щілини шириною 2-3 мм. Цю операцію можна виконати вулканітова каменем, призначеним для різання труб. Пристосування встановлюється на каретці, що переміщується в напрямних, виготовлених з куточка і прикріплених скобами до обойми вала ротора. Прорізана щілину послаблює кріплення стрижня в пазу, і він вибивається з паза на довжину 50-80 мм, необхідну для захоплення його затискачем, за допомогою якого проводиться повне вилучення стрижня з паза.
Частковий ремонт короткозамкненою обмотки може бути виконаний як в умовах майстерні, так і на місці установки електродвигуна, якщо для цих цілей не потрібно станочная обробка стержня і короткозамикающего кільця.
Пайка мідних стрижнів.
При виявленні тріщин на виступаючих з активною стали частинах стрижнів вживають заходів до їх усунення. Якщо глибина тріщини не перевищує приблизно четвертої частини товщини стрижня, то її заварюють, попередньо вирубавши в цьому місці поглиблення на величину, що перевищує розмір тріщини.
Мал. 4. Пайка мідного стержня:
1 - короткозамикающего кільце: 2 - вставка; 3 - стрижень
Ріє. 5. Пайка алюмінієвих стрижнів:
а - на вильоті стержня; б - в місці з'єднання з короткозамикающего кільцем; h - за місцем (на 1-2 мм більше глибини тріщини); в - приварювання до кільця спарених стрижнів
Механічної зачисткою видаляють щільний шар окису алюмінію. Ця операція виконується сталевою щіткою з дроту діаметром 0,1-0,15 мм з нержавіючої сталі.
Знежирення виробляють пожаробезопасной миючої рідиною.
Повністю обірвані стрижні і стрижні з глибиною тріщини, що перевищує половину його ширини, видаляють з обмотки ротора. Заварку оброблення в стрижнях товщиною понад 10 мм виробляють з попередніми і супутнім підігрівом до температури 100-150 ° С. Підігрівати можна полум'ям ацетиленового пальника або іншим джерелом тепла. Вибірки в стрижнях заварюють ручної аргонодугового зварюванням на установці УДТ-501. В якості присадочного матеріалу застосовується електродний дріт марки АТ, А1 або прутки зі сплаву АК, що містить 5% кремнію.
Режими ручної аргонодугового зварювання наведені в табл. 1.
При виконанні зварювання робоче місце повинно бути захищене від протягів, вітру і дощу. Сварка виконується в нижньому положенні, маленької ванної, не допускаючи перегріву.
Таблиця 1. Режими ручної аргонодугового зварювання
Діаметр електрода, мм