L20b

L20.b MAŞINA DE CURENT CONTINUU. STUDIUL UNOR DEFECTE

1. Tema lucrăriiStudiul unor defecte posibile la o maşină de c.c..

2. Consideraţii teoretice Defectele maşinii de c.c. pot fi de natură mecanică şi de natură electrică.

Defecte de natură mecanică:-întrefier neuniform;-ovalizarea colectorului sau apariţia rizurilor la colector;-înţepenirea cărbunilor în portperii;-presiune necorespunzătoare a periilor pe colector.

Defecte de natură electrică pot fi la stator sau la rotor.Defecte la stator:

-scurtcircuitarea spirelor bobinelor polilor de excitaţie;-rezistenţă de izolaţie slăbită faţă de masă a infăşurărilor de excitaţie sau a polilor

auxiliari;-spire întrerupte la infăşurările statrice (de excitaţie,poli auxiliari, îfăşurarea de

compensaţie);

Defecte ale rotorului-scurtcircuit între spire înfăşurării rotorice sau între lamelele de colector;- punere la masă a infăşurării rotorice sau ale lamelelor de colector;-întreruperi în cadrul înfăşurării rotorice .

3. Chestiuni de studiat 3.1.- Verificarea înfăşurărilor :

3.1.1.- Se va ridica schema înfăşurării rotorice a maşinii şi a celei de excitaţie, notând toate elementele de schemă necesare (nr. de crestături, pasul principal, secundar, număr de lamele la colector, pas pe colector, schema de legături la înfăşurarea de excitaţie pentru a obţine succesiunea polilor, etc).

3.1.2.- Se va verifica starea izolaţiei înfăşurării de excitaţie şi a înfăşurării rotorice3.1.3.- Se va verifica dacă nu există un scurtcircuit între înfăşurarea rotorică şi masă.3.1.4.- Se va verifica dacă înfăşurarea rotorică nu are secţii cu spire în scurtcircuit, dacă

nu există scurtcircuit între două secţii montate în aceeaşi crestătură.3.1.5.- Se va verifica la înfăşurarea de excitaţie:-dacă conexiunea dintre bobinele de excitaţie creează succesiunea necesară de poli;-dacă circuitul de excitaţie are continuitate - adică nu are întreruperi în spirele bobinajului

sau în legăturile dintre bobine;-dacă înfăşurarea de excitaţie nu are spire în scurtcircuit.

3.2.- Se va face verificarea colectorului motorului:-rugozitatea suprafeţelor lamelelor colectorului-dacă izolaţia de micanită dintre lamelele colectorului este corectă

1

~ L2L1

Q

F2F1

JJ

B

Fig.1

L

L20b

-cum se prezintă starea steguleţelor şi a legăturilor cositorite ale acestora-dacă nu sunt lamele scurtcircuitate între ele-dacă nu sunt lamele puse la masă

4. Modul de lucru4.1.- Se vor studia elementele de înfăsurări ale maşinii de c.c. existente în laborator4.1.1.- Pentru ridicarea schemei înfăşurării rotorice se vor nota toate elementele necesare

reprezentării schemei desfăşurate (nr. de crestături, nr. de poli, nr. de lamele pe colector). Se înseamnă o lamelă de colector ca fiind lamela nr.1, de referinţă, apoi se urmăresc toate legăturile înfăşurării stabilind: tipul înfăşurării şi caracteristicile sale.

4.1.2.- Verificarea rezistenţei de izolaţie se face prin metodele cunoscute la lucrarea L1. Deoarece înfăşurarea rotorică a maşinii este o înfăşurare închisă şi racordată la lamelele colectorului, rezultă că dacă legăm o bornă a megohmetrului la una din lamelele colectorului, iar cealaltă bornă o punem la masa rotorului, atunci controlăm de fapt rezistenţa de izolaţie dintre toată înfăşurarea rotorică (inclusiv lamelele de colector) faţă de masa lui (axul lui de exemplu). Rezistenţa minimă trebuie să fie de 1 K/ 1 V. Deci, dacă maşina funcţionează la 110 V, rezistenţa minimă trebuie să fie de 110 K. în mod obişnuit aceste rezistenţe de izolaţie sunt mult mai mari.

4.1.3.- Pentru a verifica faptul că o secţie nu are spire în scurtcircuit, se va aşeza rotorul pe un "călăreţ" (fig.1), adică pe un suport de lemn de preferinţă, pe care să se rezeme capetele axului rotoric, iar cilindrul rotorului să fie liber şi cu posibilităţi de rotire. Sub rotor se aşează un jug magnetic J. Acesta fiind deschis, câmpul magnetic produs la închiderea lui Q se va închide prin miezul rotoric. De-a lungul crestăturilor rotorice se deplasează (paralel cu generatoarle rotorulul) la o distanţă mică (circa 0.5 – 1 mm) o lamelă de oţel L. Dacă în secţia rotorică I există spire în scurtcircuit, atunci în aceste spire (care constituie un contur închis) se induce o tensiune electromotoare care produce o circulaţie mare de curent în spirele care se găsesc în scurtcircuit. Curentul produce un câmp magnetic care va atrage lamela L cu o anumită forţă. Dar, pentru că într-o crestătură rotorică sunt de fapt laturile a două secţii (în cazul înfăşurării în dublu strat), rezultă necesitatea identificării şi a crestăturii în care se află cealaltă latură a secţiei defecte.

O metodă universală pentru determinarea scurtcircuitelor între spire, precum şi defecţiunea eventuală a descositoririi de la steguleţul lamelei, întreruperi în circuitul unei secţii, greşeli de legare a secţiilor, etc, este aceea a măsurării căderii de tensiune în secţii cu ajutorul milivoltmetrului (fig.2).

2

*

*

Q

F2

F1

L2

L1 WP

M

J

B

Fig. 3

L20b

În acest caz prin înfăşurarea rotorică se trece un curent continuu, care reprezintă circa 10-30% din curentul nominal al maşinii (având în vedere că rotorul nu se roteşte şi deci nu se ventilează). Curentul poate fi reglat cu reostatul Rr sau prin modificarea tensiunii de alimentare.

Conectarea la înfăşurarea rotorică se face prin două lamele de colector dispuse între ele la un pas polar (eventual cu ajutorul periilor de cărbune : o perie de (+) şi o perie de (-) vecină). Cu ajutorul palpatoarelor P legate la milivoltmetru se măsoară tensiunea dintre lamelele de colector vecine.

Scurtcircuitul între spirele secţiilor vecine sau între lamelele de colector vecine face ca indicaţia milivoltmetrului să fie mai mică pe aceste lamele.

Scurtcircuitul între spirele stratului superior şi spirele stratului inferior ale aceleiaşi crestături face ca indicaţia milivoltmetrului să fie mai scăzută pentru un grup mai mare de perechi de lamele vecine.

Conductoarele întrerupte într-o secţie sau dezlipirea cositoririlor, măresc indicaţia milivoltmetrului conectat la lamelele vecine cu secţiile defecte.

4.1.4.- Pentru a verifica dacă conexiunea dintre bobinele de excitaţie crează succesiunea necesară de poli,

se urmăreşte legătura dintre bobine şi sensul înfăşurărilor. Succesiunea normală a polilor trebuie să fie N-S-N-S etc.

4.1.5.- Pentru a verifica continuitatea bobinelor de excitaţie se folosesc metodele prezentate în lucrarea L1.

4.1.6.- Pentru verificarea faptului dacă o bobină a înfăşurării de excitaţie nu are spire în scurtcircuit se foloseşte schema din figura 3.

Circuitul este alcătuit dintr-o înfăşurare, dispusă pe un miez magnetic M, care are în partea superioară un jug rabatabil. Pentru măsurarea puterii absorbite de această înfăşurare este introdus în circuit un wattmetru P.

Iniţial în locul bobinei B care trebuie verificată, este montată o bobină fără defect sau nu este montată nici o bobină. Se măsoară puterea absorbită la închiderea separatorului Q (cu jugul magnetic închis, adică elementul rabatabil superior coborât) După aceea se deschide Q şi se montează bobina de probă B. Se măsoară apoi, închizând din nou Q, puterea absorbită de circuit.

3

Fig. 2

P

P

mV

Q

L-L+

F2F1

Rr AC

L20b

Dacă în B există spire în scurtcircuit, puterea indicată de wattmetru va fi mai mare decât la prima măsurătoare şi va fi cu atât mai mare cu cât numărul de spire în scurtcircuit este mai mare. în plus bobina B se va încălzi, datorită numărului mare de spire în scurtcircuit.

Principiul metodei este asemănător cu principiul de funcţionare al transformatorului. Dacă bobina B este fără defect, fenomenele ce se petrec în circuit sunt asemănătoare celor de la funcţionarea în gol a transformatorului. Dacă bobina B are spire în scurtcircuit, fenomenele sunt asemănătoare cu acelea de la funcţionarea în sarcină a transformatorului.

Atenţie! Având în vedere că verificarea de mai sus se face pe principiul transformatorului, este necesar să observăm că la bornele bobinei s-ar putea să apară tensiuni destul de mari, care depind de numărul de spire al înfăşurării primare şi numărul de spire al bobinei B. De aceea se recomandă să se folosească tensiuni de alimentare mici, utilizându-se eventual un autotransformator.Întrebări de testare.1.- Ce scop are această lucrare ?2.- Cum se pot grupa defectele maşinii de c.c. şi care sunt aceste defecte ?3.- Câte tipuri de defecte pot fi la înfăşurările maşinii de c.c. ?4.- Ce defecte de natură mecanică pot apare la o maşină de c.c. ?5.- Cum poate fi verificată rezistenţa de izolaţie faţă de masă a unei infăşurări ?6.- Se poate stabili cu exactitate dacă o punere la masă sau un scurtcircuit la o înfăşurare rotorică este datorată infăşurării rotorice propriu-zise sau lamelelor de colector la care este racordată înfăşurarea ? Cum se va depista totuşi de fecţiunea ?7.- Prezentaţi în detaliu modul de detectare a unei defecţiuni de scurtcircuit între spirele unei înfăşurări rotorice prin metoda lamelei de oţel.8.- Idem prin metoda milivoltmetrului.9.- Faceţi o apreciere în ceea ce priveşte precizia detectării de fecţiunii între metoda lamelei de oţel şi metoda milivoltmetrului.10.- Prezentaţi în detaliu metoda de detectare a unei defecţiuni de scurtcircuit între spirele unei înfăşurări de excitaţie. De ce trebuie să lucrăm cu atenţie la efectuarea probelor cu această metodă ?11.- Cum pot fi rezolvate defecţiunile de natură mecanică, ce se produc la un colector al maşinii de c.c.

4