Основные неисправности трёхфазных асинхронных электродвигателей и способы их устранения
Неисправности обмоток асинхронных электродвигателей и способы их устранения
Замыкание на корпус. При коротком замыкании обмотки на корпус нужно проверить электродвигатель контрольной лампой, питаемой от сети (рис. 31).
В отдельных случаях целесообразно разомкнуть обмотку в нескольких точках и проверить ее по частям. Сначала испытывается
отдельно каждая фаза (рис. 32), а затем полюсно-фазные группы обмотки (рис. 33).
Короткое замыкание витков. При этом замыкаются несколько витков или катушки в целом. Первый способ отыскания повреждения: определяют перегрев, лобовых частей обмотки на ощупь. Второй способ: обмотку питают переменным током повышенной частоты (до 400 гц) и прикладывают кусок стали к сердечнику статора по всей окружности. Место повреждения находится под полюсом, там, где сталь притягивается слабо.
Короткое замыкание полюсно-фазной группы, определяется обычно с помощью компаса, передвигаемого по окружности статора
Если обмотки соединены звездой, то положительный полюс источника тока по очереди присоединяют к выводам, а отрицательный — подключают к нулевой точке обмотки.
Этим же методом можно обнаружить и перевёрнутую фазу обмотки.
При соединении обмотки треугольником нужно разомкнуть одну из вершин треугольника, к которой подводится постоянный ток.
Короткое замыкание большей части фазной обмотки определяется измерением тока пониженного напряжения или сопротивления фаз обмоток (рис. 35). Повышенный ток одной из фаз и уменьшенное сопротивление свидетельствуют о наличии короткого замыкания (рис. 36).
Разрыв цепа. Характерные и часто встречающиеся обрывы возникают при нарушении соединения проводников обмотки. Если обмотка соединена в звезду и не имеет параллельных ветвей, то обрыв фазы обмотки легко обнаруживается контрольной лампой, подключаемой по схеме рисунка 37.
Если обмотка соединена треугольником (без параллельных ветвей), то её размыкают и каждую фазу отдельно проверяют контрольной лампой.
У электродвигателей, имеющих параллельные ветви обмотки, повреждённая фаза определяется по замерам токов в отдельных фазах. В дальнейшем повреждённая фаза разделяется на параллельные ветви, которые исследуются отдельно.
Технические данные электродвигателей постоянного тока типа МП
trudova-ohrana.ru
Двигатель при пуске не разворачивается или скорость его вращения ненормальная. Причинами указанной неисправности могут быть механические и электрические неполадки.
К электрическим неполадкам относятся: внутренние обрывы в обмотке статора или ротора, обрыв в питающей сети, нарушения нормальных соединений в пусковой аппаратуре. При обрыве обмотки статора в нем не будет создаваться вращающееся магнитное поле, а при обрыве в двух фазах ротора в обмотке последнего не будет тока, взаимодействующего с вращающимся полем статора, и двигатель не сможет работать. Если обрыв обмотки произошел во время работы двигателя, он может продолжать работать с номинальным вращающим моментом, но скорость вращения сильно понизится, а сила тока настолько увеличится, что при отсутствии максимальной защиты может перегореть обмотка статора или ротора.
В случае соединения обмоток двигателя в треугольник и обрыва одной из его фаз двигатель начнет разворачиваться, так как его обмотки окажутся соединенными в открытый треугольник, при котором образуется вращающееся магнитное поле, сила тока в фазах будет неравномерной, а скорость вращения — ниже номинальной. При этой неисправности ток в одной из фаз в случае номинальной нагрузки двигателя будет в 1,73 раза больше, чем в двух других. Когда у двигателя выведены все шесть концов его обмоток, обрыв в фазах определяют мегаомметром. Обмотку разъединяют и измеряют сопротивление каждой фазы.
Скорость вращения двигателя при полной нагрузке ниже номинальной может быть из-за пониженного напряжения сети, плохих контактов в обмотке ротора, а также из-за большого сопротивления в цепи ротора у двигателя с фазным ротором. При большом сопротивлении в цепи ротора возрастает скольжение двигателя и уменьшается скорость его вращения.
Сопротивление в цепи ротора увеличивают плохие контакты в щеточном устройстве ротора, пусковом реостате, соединениях обмотки с контактными кольцами, пайках лобовых частей обмотки, а также недостаточное сечение кабелей и проводов между контактными кольцами и пусковым реостатом.
Плохие контакты в обмотке ротора можно выявить, если в статор двигателя подать напряжение, равное 20—25% номинального. Заторможенный ротор медленно поворачивают вручную и проверяют силу тока во всех трех фазах статора. Если ротор исправен, то при всех его положениях сила тока в статоре одинакова, а при обрыве или плохом контакте будет изменяться в зависимости от положения ротора.
Плохие контакты в пайках лобовых частей обмотки фазного ротора определяют методом падения напряжения. Метод основан на увеличении падения напряжения в местах недоброкачественной пайки. При этом замеряют величины падения напряжения во всех местах соединений, после чего результаты измерений сравнивают. Пайки считаются удовлетворительными, если падение напряжения в них превышает падение напряжения в пайках с минимальными показателями не более чем на 10%.
У роторов с глубокими пазами может также происходить разрыв стержней из-за механических перенапряжений материала. Разрыв стержней в пазовой части короткозамкнутого ротора определяют следующим образом. Ротор выдвигают из статора и в зазор между ними забивают несколько деревянных клиньев, чтобы ротор не мог повернуться. К статору подводят пониженное напряжение не более 0,25 Uном. На каждый паз выступающей части ротора поочередно накладывают стальную пластину, которая должна перекрывать два зубца ротора. Если стержни целые, пластина будет притягиваться к ротору и дребезжать. При наличии разрыва притяжение и дребезжание пластины исчезают.
Двигатель разворачивается при разомкнутой цепи фазного ротора. Причина неисправности — короткое замыкание в обмотке ротора. При включении двигатель медленно разворачивается, а его обмотки сильно нагреваются, так как в замкнутых накоротко витках вращающимся полем статора наводится ток большой величины. Короткие замыкания возникают между хомутиками лобовых частей, а также между стержнями при пробое или ослаблении изоляции в обмотке ротора.
Это повреждение определяют тщательным внешним осмотром и измерением сопротивления изоляции обмотки ротора. Если при осмотре не удается обнаружить повреждение, то его определяют по неравномерному нагреву обмотки ротора на ощупь, для чего ротор затормаживают, а к статору подводят пониженное напряжение.
Равномерный нагрев всего двигателя выше допустимой нормы может получиться в результате длительной перегрузки и ухудшения условий охлаждения. Повышенный нагрев вызывает преждевременный износ изоляции обмоток.
Местный нагрев обмотки статора, который обычно сопровождается сильным гудением, уменьшением скорости вращения двигателя и неравномерными токами в его фазах, а также запахом перегретой изоляции. Эта неисправность может возникнуть в результате неправильного соединения между собой катушек в одной из фаз, замыкания обмотки на корпус в двух местах, замыкания между двумя фазами, короткого замыкания между витками в одной из фаз обмотки статора.
При замыканиях в обмотках двигателя вращающимся магнитным полем в короткозамкнутом контуре будет наводиться э. д. с, которая создаст ток большой величины, зависящий от сопротивления замкнутого контура. Поврежденная обмотка может быть найдена по величине измеренного сопротивления, при этом поврежденная фаза будет иметь меньшее сопротивление, чем исправные. Сопротивление измеряют мостом или методом амперметра — вольтметра. Поврежденную фазу можно также определить методом измерения тока в фазах, если к двигателю подвести пониженное напряжение.
При соединении обмоток в звезду ток в поврежденной фазе будет больше, чем в других. Если обмотки соединены в треугольник, линейный ток в двух проводах, к которым присоединена поврежденная фаза, будет больше, чем в третьем проводе. При определении указанного повреждения у двигателя с короткозамкнутым ротором последний может быть заторможенным или вращаться, а у двигателей с фазным ротором обмотка ротора может быть разомкнута. Поврежденные катушки определяют по падению напряжения на их концах: на поврежденных катушках падение напряжения будет меньше, чем на исправных.
Местный нагрев активной стали статора происходит из-за выгорания и оплавления стали при коротких замыканиях в обмотке статора, а также при замыкании листов стали вследствие задевания ротора о статор во время работы двигателя или вследствие разрушения изоляции между отдельными листами стали. Признаками задевания ротора о статор являются дым, искры и запах гари; активная сталь в местах задевания приобретает вид полированной поверхности; появляется гудение, сопровождающееся вибрацией двигателя. Причиной задевания служит нарушение нормального зазора между ротором и статором в результате износа подшипников, неправильной их установки, большого изгиб вала, деформации стали статора или ротора, одностороннего притяжения ротора к статору из-за витковых замыканий в обмотке статора, сильной вибрации ро-тора, который определяют щупом.
Ненормальный шум в двигателе. Нормально работающий двигатель издает равномерное гудение, которое характерно для всех машин переменного тока. Возрастание гудения и появление в двигателе ненормальных шумов могут явиться следствием ослабления запрессовки активной стали, пакеты которой будут периодически сжиматься и ослабляться под воздействием магнитного потока. Для устранения дефекта необходимо перепрессовать пакеты стали. Сильное гудение и шумы в машине могут быть также результатом неравномерности зазора между ротором и статором.
Повреждения изоляции обмоток могут произойти от длительного перегрева двигателя, увлажнения и загрязнения обмоток, попадания на них металлической пыли, стружек, а также в результате естественного старения изоляции. Повреждения изоляции могут вызвать замыкания между фазами и витками отдельных катушек обмоток, а также замыкание обмоток на корпус двигателя.
Увлажнение обмоток происходит в случае длительных перерывов в работе двигателя, при непосредственном попадании в него воды или пара в результате хранения двигателя в сыром неотапливаемом помещении и т. д.
Металлическая пыль, попавшая внутрь машины, создает токопроводящие мостики, которые постепенно могут вызвать замыкания между фазами обмоток и на корпус. Необходимо строго соблюдать сроки осмотров и планово-предупредительных ремонтов двигателей.
Сопротивление изоляции обмоток двигателя напряжением до 1000 в не нормируется, изоляция считается удовлетворительной при сопротивлении 1000 ом на 1 в номинального напряжения, но не менее 0,5 Мом при рабочей температуре обмоток.
Замыкание обмотки на корпус двигателя обнаруживают мегаомметром, а место замыкания — способом «прожигания» обмотки или методом питания ее постоянным током.
Способ «прожигания» заключается в том, что один конец поврежденной фазы обмотки присоединяют к сети, а другой — к корпусу. При прохождении тока в месте замыкания обмотки на корпус образуется «прожог», появляются дым и запах горелой изоляции.
Двигатель не идет в ход в результате перегорания предохранителей в обмотке якоря, обрыва обмотки сопротивления в пусковом реостате или нарушения контакта в подводящих проводах. Обрыв обмотки сопротивления в пусковом реостате обнаруживают контрольной лампой или мегомметром.
12 июля 2011 в 08:56 4763
14 ноября 2012 в 10:00 3880
27 февраля 2013 в 10:00 2245
21 июля 2011 в 10:00 2166
29 февраля 2012 в 10:00 1849
24 мая 2017 в 10:00 1620
16 августа 2012 в 16:00 1585
28 ноября 2011 в 10:00 1354
31 января 2012 в 10:00 1296
20 июля 2012 в 10:00 1105
energoboard.ru
Довольно часто асинхронные электродвигатели не выходят из строя полностью, а продолжают функционировать на производстве, строительных площадках с многочисленными скрытыми дефектами и поломками. Незначительный перегрев, гул, вибрацию низкоквалифицированные работники списывают на старость электродвигатели. На самом же деле любой многофазный электродвигатель может работать очень долго, потребляя адекватное количество тока. В рамках данной публикации будет рассказано о том, как быстро найти скрытые неисправности в многофазных асинхронных электродвигателях, которые ведут к повышенному расходу электроэнергии.
Перво-наперво, необходимо разделить все неисправности на два класса – это механические и электрические неполадки. К чисто механическим изъянам можно отнести, к примеру, полное или частичное механическое разрушение шарикоподшипников, деформация вала ротора, ослабление отпрессованного крепления сердечника ротора. К электрическим недостаткам относят все, что касается обмоток и изоляции, а именно: обрыв одной фазной обмотки, межвитковое замыкание, утечка тока на корпус через износившуюся изоляцию. Несмотря на кажущуюся критичность всех вышеперечисленных недостатков, асинхронные трехфазные электродвигатели могут продолжать работать долгие годы с этими недостатками. Даже обрыв одной из фаз в ряде случаев проходит так, что электродвигатель продолжает запускаться, поддерживать близкую к номинальной мощность, а также развивать номинальный крутящий момент на валу.
Как правило, чаще всего это происходит в случае внутреннего обрыва одной из обмоток трехфазного электродвигателя, подключенного к источнику электроэнергии по топологии «треугольник». Из практики известно, что оборванная обмотка никоим образом не мешает нормальной работе электродвигателя – оставшиеся две обмотки берут на себя всю мощность через подсоединение к сети по топологии «открытый треугольник». Понятное дело, двигатель набирает обороты, держит нагрузку, но происходит чрезмерный нагрев двух подключенных фаз. При относительно долгой эксплуатации асинхронного силового агрегата под нагрузкой на валу в таком неверном режиме включения происходит неминуемое выгорание задействованных обмоток статора.
Если электродвигатель либо работает в холостом режиме, либо под незначительной нагрузкой на валу, которая ни при каких обстоятельствах не превышает половину от номинальной, то электродвигатель продолжает работать и с оборванной фазной обмоткой статора.
Практика показывает, обрыв обмотки статора в трехфазном электродвигателе, включенном в сеть по топологии «звезда», однозначно приводит к тому, что электродвигатель отказывается запускаться, если его сначала полностью остановить. Двигатель просто-напросто греется, издает неприятный гул, слегка вибрирует ротором, но отказывается запускаться. Обрыв обмотки приводит к тому, что не образуется вращающееся магнитное поле. Образуется простое пульсирующее поле, которое не приводит к вращению ротора. Безусловно, двигатель можно запустить, но для этого необходимо предварительно раскрутить вал ротора. Естественно, возрастает электропотребление, шум, а также общий износ двигателя.
Единственно верное решение проблемы обрыва обмотки – это нахождение дефектной обмотки и ее перемотка. Любая скрутка, спайка внутри обмотки просто неприемлема. Лучше и надежнее перемотать всю обмотку сохраняя число витков, а также сечение обмоточной проволоки.
Первое и самое важное правило – это не изобретать велосипед. Некоторые умельцы считают, что увеличение или уменьшение числа витков в обмотках может улучшить эксплуатационные характеристики асинхронного электродвигателя. На практике все в точности, да наоборот: уменьшение числа витков на 15% приводит к увеличению тока холостого хода на 30%, а увеличение числа витков в фазной обмотке, которое достигнуто благодаря выбору проволоки более низкого сечения, приводит к значительному нагреву электродвигателя под номинальной нагрузкой. Также не стоит стачивать ротор, если он задевает статор из-за чрезмерного износа шарикоподшипников, деформации вала ротора. Увеличение воздушного зазора между ротором и статором неминуемо приводит к тому, что снижается показатель косинуса фи на 0.15–0.2.
muzhik-v-dome.ru
