Ьбздействип иа изоляцию повышеткэй температуры в ней iiporttxO дят как обратимые, так и необратимые процессы теплового старения, которые приводят к потере эластичности и снижению механической прочности материала изоляции. При значительных тепловых (воздействиях наблюдается и ухудшение ее диэлектрических свойств (возрастают проводимость и диэлектрические потери). Однако электрическая прочность даже хрупкой (пересушенной) изоляции при условии, что в ней отсутствуют трещины, расслоения и вспучивания, может не отличаться от ее электрической прочности до теплового старения. Об ухудшении свойств изоляции вследствие теплового старения в большинстве случаев нельзя судить и по другпм ее характеристикам (сопротивлению изоляции, тангенсу угла Потерь и др.), о чем свидетельствуют, например, данные, приведенные на рис. а 2.

20 Uym.

Рис. 12. Зависимость величины сопротивления изоляции от воздействия повышенной температуры у ВТ с наружными диаметрами корпуса 45 мм (кривая 1) и 56 мм (кривая 2) при кратковремениом (а) и длительном (б) воздействиях.

Образованию дефектов в изоляции в значительной степени способствуют механические нагрузки, при воздействии которых появляются трещины, надрывы, отслаивания и т. п. Электрическая прочность изоляции при этом резко уменьшается, и изоляция выходит из строя из-за пробоя.

При воздействии на ВТ и сельсины повышенной влажности наблюдается снижение общего сопротивления изоляции, увеличиваются диэлектрические потери и несколько уменьшается электриче-екая прочность. Кроме того, адсорбируясь поверхностью изоляции, влага проникает в имеющиеся в изоляции трещины и способствует их развитию. Зависимость сопротивления изоляции от длительного воздействия Повышенной влажности показана на рис. >13.

Поскольку в эксплуатации электрические машины подвергаются периодическому одновременному воздействию комплекса факторов, развитие дефектов и потеря свойств изоляции значительно уско ряются.

Одной из существенных причин, определяющих надежность изоляции, является наличие в ней дефектов и ослаблений, образующихся в процессе производства, которые весьма часто приводят к образованию короткоза1Мкнутых витков обмоток. Значительные токи, Протекающие в короткозамкнутых витках, вызывают сильные

местные перегревы, разрушающие изоляцию после сравнительно небольшой наработки машин.

Отказы ВТ и сельсинов типа «обрыв» возникают, как травило, в местах пайки выводных концов обмоток. Они обусловлены Б основном производственными .дефектами и три эксплуатации электрических машин проявляются весьма редко.

Работоспособность ВТ и сельсинов существенным образом зависит от надежности контактного узла. Отказы контактного узла проявляются в виде частичного или полного нарушения контактирования. Надежность контактирования зависит от многих факторов: материала контактных пар, величины протекающего тока, скорости вращения, температурных режимов работы, воздействия влаги, постоянства контактного усилия и др. Комбинированное действие этих факторов обусловливает абразивное изнашивание нли фрикционное окисление контактных пар. Абразивное изнашивание характеризуется интенсивным износом контактной пары (колец и щеток) с образованием при этом большого количества металлической токопроводящей пыли, которая может привести как к недопустимому снижению величины сопротивления изоляции, так и к замыканию токопрово-дящих частей. Причинами абразивного изнашивания являются выступающие частицы одного из контактов или посторонние абразивное частицы пыли и металла. На рис. 14 приведена зависимость износа шеточно-коллектарного узла от частоты вращения.

Нарушение контактирования связано в основном с фрикционным окислением контактных поверхностей. При перемещении щетки по кольцу возникают пластическая и упругая деформация сплавов контактной пары, в результате чего кислород, которым насыщен

и й t,cpi7i.

Рис. 13. Зависимость величины сопротивления изоляции ВТ различных типов при длительном

воздействии повьппенной влажности.

0,7 0.6

п,о1/мии

D т

п.об/мин

.Рис. 14. Зависимость величины наноса щеточно-коллекторного узла ДЛЯ ВТ различных типов от частоты вращения: в ~ в относительных единицах; б - в кубичеекия ииллнметрал.

металл, попадая в зону контактной дорожки, способствует образованию устойчивой окисной пленки. Образование окисной пленки заметно ускоряется прц воздействии влаги. Летучие фракции масел, красок и пропиточных материалов, осаждаясь на контактную поверхность, под воздействием повышенной температуры полимери-зуются, образуя полимерные адгезионные пленки с высокими изолирующими свойствами. Так как окисные и адгезионные пленки имеют неоднородную структуру, переходное сопротивление, которое имеет место в зоне перехода тока из щетки в кольцо, зависит от угла поворота ротора.

Изменение величины переходного сопротивления от угла поворота определяется главным образом материалом применяемых контактных пар и, в зависимости от указанных выше факторов, может быть от десятых долей ома и до бесконечности. Кроме того, при механическом разрушении плевки (например, при воз дайствии вибрационных и ударных нагрузок) изоляционные частицы накапливаются на контактной дорожке и являются причиной как частичного, так и полного нарушения контактирования.

Отказы подшипникового узла ВТ и сельсинов проявляются в виде недопустимого увеличения статического момента трения и .полного заклинивания шарикоподшипников. При работе машины происходит испарение летучих фракций смазки, вследствие чего возникает полусухое и сухое трение между деталями шарикоподшипника, а под воздействием температуры - их окислительный износ. Отделение окисной пленки от основного металла и смешивание продуктов изнашивания со смазкой еще более ухудшают ее смазочные свойства и интенсифицируют износ. Этому способствует также попадание в подшипник продуктов износа щеточно коллекторного узла и летучих фракций красок, пропиточных лаков и применяемых пластмасс.

Изменение количественного и качественного состава смазки обусловливает возрастание момента трения, а износовые явления приобретают абразивный характер, что приводит к значительному увеличению осевых и радиальных зазоров. Практически установлено, что увеличение статического момента трения более чем в 3-4 раза по сравнению с первоначальным свидетельствует о скором окончательном выходе подшипника из строя. Окончательный выход

15 10

о ш 6DD т б

110 т 150 по т:с

Рис. 15. Зависимость среднего времени безотказной работы (отнесенного к минимальному) от температуры (й) и от частоты вращения (б):

1 - контактные сельсины; 2 - бесконтактные сельсины; 3 - ВТ,