Заключительным этапом ремонта электрических машин являются стендовые испытания, в процессе которых проверяют качество ремонта и соответствие параметров машины паспортным данным. Испытание на стенде, как правило, производят в комплекте со штатной аппаратурой управления по программам контрольных испытаний заводов-изготовителей. К испытанию на стенде допускаются отремонтированные в соответствии с требованиями технологических инструкций и технических условий (ТУ) на ремонт электрические машины и аппараты, предварительно проверенные и настроенные на стендах пооперационной приемки.
В контрольные проверки и испытания на стенде входят следующие работы: внешний осмотр; измерение сопротивления обмоток постоянному току, а также сопротивление их изоляции относительно корпуса машины и между собой в холодном состоянии; проверка правильности установки щеток на нейтраль; испытание на нагревание и проверка номинальных данных; определение класса коммутации; измерение температуры нагрева отдельных частей машины и соответствие ее допустимым нормам; измерение сопротивления изоляции обмоток в горячем состоянии; испытание электрической прочности витковой изоляции обмоток и механической прочности деталей и обмоток; испытание на перегрузку, электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса и между собой; проверка работы подшипников при нагрузке.
При внешнем осмотре проверяют комплектность электрической машины, отсутствие внутри нее случайно попавших посторонних предметов и легкость вращения якоря (ротора) от руки.
Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между собой в холодном состоянии должно быть не менее 5 МОм для машин мощностью до 100 кВт (кв-А) и 3 МОм при мощности 100—1000 кВт и напряжении до 500 В.
Испытание машин на нагревание производят при номинальных значениях напряжения, тока нагрузки и частоты вращения до практически установившейся температуры отдельных частей машины, но не менее 2 ч. Температура считается практически установившейся, если ее изменение в течение 1 ч не превышает 1 °С при неизменных значениях температуры охлаждающего воздуха и параметров нагрузки.
Машины, предназначенные для кратковременного режима работы, испытывают в течение того промежутка времени, который указан на заводском щитке (паспорте) машины. Машины, предназначенные для повторно-кратковременного режима работы, испытывают при указанной в его паспорте продолжительности включения до тех пор, пока температура не будет достигать в конце периодов работы и в конце пауз практически одинаковых значений. Если на паспорте не указана продолжительность рабочего цикла машины, то ее принимают равной 10 мин. Стандартные значения продолжительности включения составляют 15, 25 и 40%. При продолжительности включения, равной 15%, машина 1,5 мин работает в номинальном режиме, а 8,5 мин стоит (пауза).
При испытании электрических машин с продолжительным и повторно-кратковременным режимами работы, через каждые 0,5 ч записывают данные о режиме работы, температуре подшипников, степени искрения и температуре охлаждающего (окружающего) воздуха. Реверсивные электрические машины испытывают при левом и правом вращении в течение равного времени. В случае несоответствия параметров данным, указанным в паспорте, машину настраивают и регулируют. Класс коммутации проверяют в процессе испытаний на нагревание и записывают в протоколе.
Нагрузку двигателей осуществляют либо специальными тормозами, либо загрузкой сцентрованных с ними нагрузочных генераторов. Нагрузку генераторов производят специальными нагрузочными устройствами, обеспечивающими возврат энергии в сеть. В последнее время такие устройства изготовляют на базе тирис-торных преобразователей. Тиристорные нагрузочные устройства дают возможность автоматизировать процесс нагрузки машин, просты в управлении и обеспечивают любой режим работы.
Замер температуры и сопротивления изоляции в горячем состоянии начинают сразу после окончания испытания на нагревание и заканчивают не позже чем через 5 мин с момента остановки машины. Сопротивление изоляции обмоток по отношению к корпусу и между собой в горячем состоянии должно быть не менее 2 мОм для машин мощностью до 100 кВт и 1 мОм при мощности 100—1000 кВт и напряжении до 500 В.
После испытания на нагревание испытывают электрическую прочность изоляции. Это делают при неподвижном состоянии машины, кроме испытания изоляции обмоток роторов турбогенераторов, которые при этом вращаются с номинальной частотой. Изоляция обмоток относительно корпуса машины и между собой должна выдерживать в течение 1 мин напряжение переменного тока частотой 50 Гц (табл. 12). Испытания начинают с напряжения, не превышающего одной трети испытательного. Подъем напряжения осуществляют плавно или ступенями, не превышающими 5% полного значения. Время подъема напряжения от половины испытательного до полного значения должно быть не менее 10 с.
Полным испытательным напряжением проверяют машины, у которых была заменена вся изоляция обмоток. Частично перемотанные и отремонтированные обмотки испытывают напряжением, составляющим 130% номинального, но не менее 50% испытательного. Изоляция считается выдержавшей испытание, если не произошло ее пробоя.
Электрическую прочность изоляции на судне можно испытывать с помощью переносного прибора ВИП-3. Электрическую прочность междувитковой изоляции испытывают на холостом ходу машины путем повышения подводимого или генерируемого напряжения на 30%“ сверх номинального.
Для синхронных машин, у которых при номинальном токе возбуждения напряжение холостого хода превышает номинальное значение более чем на 30%, испытание производят при напряжении холостого хода, соответствующем номинальному току возбуждения. У машин постоянного тока с числом полюсов более четырех повышение напряжения при испытании должно быть не более того значения, при котором напряжение между смежными коллекторными пластинами получится равным 24В.
Прочность витковой изоляции обмоток статоров асинхронных двигателей с фазовыми роторами испытывают при неподвижном и разомкнутом роторе, а с короткозамкнутымн роторами — при холостом ходе путем подачи на статор повышенного на 30% напряжения. Витковую изоляцию испытывают в течение 3 мин. У возбудителей, рассчитанных на форсирование возбуждения, витковую изоляцию обмоток испытывают при номинальном напряжении форсирования в течение 1 мин.
Механическую прочность деталей и обмоток машины испытывают при повышенной на 20% против номинальной частоте вращения в течение 2 мин. Электродвигатели с регулированием частоты вращения и двигатели с последовательной обмоткой возбуждения испытывают при частоте вращения, превышающей на 20% наибольшую, указанную на заводском щитке, но не менее 50% сверх номинальной для двигателей с последовательным возбуждением.
Испытание на перегрузку производят в нагретом состоянии машины после замеров температуры и сопротивления изоляции обмоток. Указанные перегрузки машины должны выдерживать без повреждений и остаточных деформаций.
При испытании электродвигателей рулевых устройств и швартовных механизмов необходимо учесть следующее: электропривод рулевого устройства (для рулей с непосредственным приводом) должен обеспечивать стоянку двигателя под током в течение 1 мин с нагретого состояния; электропривод якорного механизма после работы в течение 30 мин при номинальной нагрузке должен обеспечивать возможность стоянки под током двигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором при номинальном напряжении в течение не менее 30 с.
Электродвигатели постоянного и переменного тока с фазным ротором должны выдерживать такой режим стоянки под током, но при моменте в два раза превышающем номинальный, причем напряжение может быть ниже номинального.
Аналогичные требования предъявляются и к электродвигателям швартовных механизмов. Разница лишь в том, что они должны выдерживать стоянку под током в течение 15 с. При этом превышение температуры отдельных частей машины не должно быть более 130% допустимого значения для машин с соответствующим классом изоляции.
Одновременно со стендовыми испытаниями электрических машин проверяют и регулируют пускорегулирующую аппаратуру в комплекте с управляемыми двигателями и генераторами. Результаты комплексных испытаний заносят в протокол испытания. Выдержавшее все испытания электрооборудование допускается к установке на судно.