подготовка, определение типа, инструкция по работе

Содержание

• 1 Что понадобится для проверки электродвигателя
• 2 Тип электродвигателя
• 3 Начало ремонта электродвигателя

Проверка электродвигателя производится с тестером в руках. Обычно прозваниваются все контакты, производится замер величины сопротивлений. С небольшим уровнем знаний о внутреннем устройстве коллекторных и асинхронных двигателей удаётся определить поломку. Часто отказывает система защиты. Особенно это касается бытовых приборов. Прежде чем проверить двигатель мясорубки, просто подождите недолго. В отдельных моделях стоят температурные реле, не позволяющие прибору включиться, пока мотор не остынет. Сегодня поговорим, как проверить электродвигатель.

Что понадобится для проверки электродвигателя

Тестирование электродвигателя

Разумеется, потребуется набор отвёрток с различными битами. Современный производитель защищает собственные изделия. Тостер, фен или мультиварка – для вскрытия корпуса понадобится не один размер и тип насадок. Используются обычные шурупы под крест, TORX, звёздочку и прочие. Часть нестандартная, но при терпении правильная головка найдётся. Подойдут наборы бит разной конфигурации.

Большинство двигателей – без изысков в конструкции крепежа. Обычно головки выполнены под шестигранники, кресты или шлицы. Что касается щёток коллекторных электродвигателей, замена производится при помощи подручного инструмента. Понадобится терпение.

Тип электродвигателя

Если речь идёт о мясорубке или пылесосе, двигатель внутри стоит коллекторный. На валу стоит секционный барабан для коммутации обмоток ротора, поверх которого скользит токосъёмник. Это выглядит как цилиндр медного цвета, боковина которого разбита на прямоугольники. В комплекте к бытовому прибору идут запасные графитовые щётки. А обслуживание подобного электродвигателя сводится к их замене, периодической чистке медного барабана. Если между секциями набьётся графит, искрение усиливается, возможно возникновение замыкания между соседними обмотками.

Коллекторные электродвигатели используются по причине большого крутящего момента на старте. Скорость их легко регулируется изменением угла отсечки. Если требуется два резко различающихся режима, подобное обеспечивается разными обмотками статора. При отжиме электродвигатель начинает работать на полную. Специфичные моторы способны существенно отличаться от типовых. К примеру, говорят, что у коллекторного двигателя лишь два контакта, ведь ток идёт непрерывно по обмоткам.

Электродвигатели

На практике не только у двигателя стиральной машины два варианта включения, управляемые специальным реле (резкое изменение скорости работы при одинаковом питающем напряжении), но присутствуют выводы тахометра. Это датчик, измеряющий обороты вала, чтобы корректировать угол отсечки тока. Вдобавок коллекторные двигатели часто снабжаются схемами гашения искр и подстройки скорости при изменении нагрузки на вал:

1. Гашение искр ведётся через варисторы. Их сопротивление резко падает при повышении напряжения. Будучи включены параллельно щёткам и замкнуты на корпус двигателя, они замыкают цепь (прямо через кожух) при резких скачках напряжения. Описанное свойство уберегает обмотки от капризов электросети.
2. Что касается подстройки скорости вращения под нагрузку на вал, давно замечено, что при увеличении сопротивления вращению уровень искр поднимается. Специальная схема отслеживает это и уменьшает угол отсечки, в результате скорость вала вновь увеличивается. Так производится мелкая подстройка под незначительные отклонения оборотов от номинала. Указанная методика часто встречается в кухонных комбайнах, где тёрка способна шинковать капусту либо производить холостой ход. Что касается, к примеру, пылесосов, в простейших моделях присутствует только гашение искр.

Поговорим, как навскидку понять, находится рядом прибор с коллекторным или асинхронным двигателем. Как легко догадаться, первые сильно шумят. Впрочем, у блендеров это не настолько сильно заметно. Коллекторные двигатели применяются там, где на старте большая нагрузка. Погрузили блендер, включаем. Возникает сопротивление вращению вала, которое требуется преодолеть. У асинхронного двигателя пришлось бы значительно усложнить конструкцию, сильно пострадали бы массо-габаритные характеристики. Поэтому в основном в бытовой технике двигатели коллекторные.

Двигатель кухонной вытяжки

Это касается даже мощных кухонных вытяжек. Хотя в простейших моделях стоят асинхронные двигатели с единственной обмоткой. Указанный тип встречается в вентиляторах. Наконец, в компьютерной технике часто присутствуют двигатели постоянного тока. Язык не поворачивается назвать асинхронными, хотя по принципу действия схожи. Лопасть настолько лёгкая, что индукции, наведённой постоянными магнитами, хватает для вращения. Старт происходит от случайных турбулентностей воздуха. На Ютуб выложено видео, где поле катушек заменено постоянными магнитами, и вентилятор (!) все равно крутится. В таких двигателях неисправность отслеживается прозвонкой обмоток, больше здесь ломаться нечему.

Итак, выводы:

• В бытовой технике по большей части используются коллекторные двигатели. Исключение: вентиляторы, фены, маломощные кухонные вытяжки.
• Коллекторный двигатель отличается наличием графитовых щёток. Секционный медный барабан выдаёт этот тип. Если указанные признаки отсутствуют, двигатель асинхронный.
• Обслуживание коллекторного двигателя сводится к работе с щётками и секционным барабаном. У асинхронных горят лишь обмотки и термопредохранители.

Начало ремонта электродвигателя

Если определён тип двигателя, можно начинать определение количества фаз. Кстати, асинхронные двигатели промышленного типа часто выполняются в ребристых мощных цилиндрических корпусах – дополнительный ключевой признак. Щётки хрупкие, коллекторные двигатели стараются здесь не применять. Что касается асинхронных, медь не боится (в отличие от графита) тряски, заводы оснащаются преимущественно ими. Поднимая крутящий момент на старте и улучшая прочие характеристики, используются специальные конструктивные решения. К примеру, обмотка ротора выполняется в два слоя. Нижний работает исключительно на старте, пока токи индукции низкой частоты. Когда вал раскрутился, вспомогательный слой выключается из процесса работы. Разумеется, аналогичное происходит при снижении оборотов.

Массивный стальной корпус обычно указывает, что двигатель асинхронный. Подумайте: пыль в цеху негативно бы сказывалась на качестве контакта щёток с поверхностью. Хотя в пылесосах воздушный поток немедленно используется для охлаждения обмоток, не забывайте, что производится тщательная фильтрация. Если брать лучшие модели Дайсон, там качество очистки таково, что ступени HEPA допускается не менять на протяжении эксплуатации. Речь идёт уже о частицах размером 5 микрон. Вывод – если уж коллекторный двигатель и применяется в неблагоприятных условиях, принимаются специальные меры.

Возможно, стоит отгородить щётки вовсе от помещения? Но при работе оборудования выделяется масса тепла. Требуется принудительное охлаждение. В противном случае определить поломку оказывалось бы чрезвычайно просто – постоянно выходили бы из строя схемы защиты от перегрева: реле и термопредохранители. Либо горят обмотки. Почитайте инструкцию, в бумагах. Как правило, присутствует масса указаний. Поэтому определить, что сломалось, бывает легко.

Если брать мясорубки, авторам нравится приводить примеры из продукции польской фирмы Зелмер, где в модельном ряду удорожание ведётся по признаку защищённости. К примеру:

1. Самые дешёвые мясорубки идут без защиты. Да, коллектор оснащён варисторами, не исключён факт наличия схемы тонкой подстройки оборотов. Но двигатель фактически беззащитен перед неопытной домохозяйкой. Инструкция предписывает соблюдать длительность рабочего цикла. Период работы ограничен, потом предполагается пауза (в 2-3 раза превышающая период активности). Если предписание не выполняется, горят обмотки, приходится искать способы устранения неисправностей. А дело здесь нерадостное, придётся либо двигатель заменить, либо перемотать катушки. Понять, что сломалось, можно нехитрым способом: извлеките щётки, прозвоните вначале обмотку статора, потом по секциям ротор. Вывод простой – где разрыв, там поломка. Беда дополняется невозможностью перемотать единственную секцию. В общем, весёлый уик-энд гарантирован. А цена нового двигателя кусается.

   Двигатель электромясорубки

2. Второй (по увеличению стоимости) тип мясорубок оснащается термопредохранителями. Это плавкие элементы, горящие, когда температура доходит, допустим, до 135 градусов (часто это значение фигурирует в трансформаторах блоков питания). Это стандартный элемент, отыщется повсюду, начиная напольными вентиляторами и заканчивая стиральными машинами. Термопредохранитель выглядит как вздутие на изоляции, которой защищена обмотка. Иногда элемент крепится на определённый участок корпуса (в трансформаторах – магнитопровод) при помощи зажимной петли из тонкой стали. Потому починка, как правило, начинается с проверки термопредохранителя. В его задачи как раз входит, чтобы не встала задача прозвонить электродвигатель мультиметром. Предохранитель сгорает, обмотки остаются целыми.
3. Наконец, дорогие приборы (касается мясорубок, кухонных комбайнов, блендеров и проч.) снабжаются температурными реле. Аналог предохранителя, только многоразовый. Внутри обычно стоит биметаллическая пластина (бывают таблетки, прочие виды датчиков), размыкающая контакт, когда температура достигла критической. Забавно, что на избранных бытовых приборах стоит кнопка принудительной работы электродвигателя, позволяющая обойти описанную защиту. Если не терпится на практике понять, как проверить электродвигатель тестером, пользуйтесь этим бустером в удовольствие. Мы считаем, что ценой мясорубки не нужно пытаться ускорить время приготовления котлет к приходу гостей. Защита на реле отключится, когда температура войдёт в допустимые пределы. Удобство оборудования в отсутствии нужды с часами в руках отслеживать длительность рабочего цикла.

Если читатели рассчитывали в обзоре найти подробную инструкцию, как проверить якорь электродвигателя в домашних условиях, возможно, отдельные личности огорчились. Авторы считают – гораздо важнее понять, где искать неисправность. Можно с пеной у рта дискутировать, как проверить двигатель стиральной машины, и при этом не обратить внимание, что отказал прессостат. И его показания попросту не позволяют оборудованию запуститься. Аналогично – перед проверкой двигателя холодильника, ознакомьтесь хотя бы приближённо с устройством пускозащитного реле, отвечающего за правильную коммутацию обмоток на старте и после разгона вала. Что касается вопросов прозвонки, дело это недолгое. Гораздо проще, нежели намотать секцию на ротор коллекторного двигателя болгарки.

Как проверить асинхронный двигатель

Асинхронные двигатели трехфазного тока широко применяются в различных отраслях промышленности, в том числе и в автомобильной. Принцип действия такого двигателя основан на преобразовании электрической энергии переменного тока в механическую энергию посредством использования вращающегося магнитного поля. В некоторых случаях возникает необходимость проверить правильность подключения обмоток двигателя.

Для проверки правильности соединений трехфазных обмоток необходимо определить начало и конец каждой из фаз. Приготовьте для этого милливольтметр и мегаомметр.

Вначале при помощи контрольной лампы определите принадлежность того или иного вывода обмотки отдельной фазе. После этого к одной из фаз присоедините через рубильник источник постоянного тока. Источник питания должен быть таким, чтобы по обмотке электрического двигателя проходил небольшой ток (подойдет аккумулятор, рассчитанный на напряжение 2В). В цепь включите также реостат для уменьшения тока.

Включите рубильник. В момент начала электрического соединения, а также при размыкании цепи в обмотках двух оставшихся фаз буден наведена электродвижущая сила. Направление электродвижущей силы определяется полярностью концов обмотки проверяемой фазы, в которую включена аккумуляторная батарея.

Обратите внимание на то, в каком направлении при включении и выключении рубильника отклоняется стрелка милливольтметра, который должен быть поочередно подсоединен к выводным концам двух других фаз. Если к «началу» подключен «плюс» аккумулятора, а к «концу» — «минус», то при отключении рубильника на прочих фазах будет «плюс» на начальных выводах и «минус» на конечных. При замыкании цепи полярность на оставшихся фазах будет обратной указанной выше.

Если электродвигатель имеет три вывода при соединении обмотки по типу «треугольник» или «звезда», проверьте правильность соединения, подключив пониженное напряжение к двум выводам. При этом вольтметром измерьте напряжение между третьим выводом и другими выводами, подключенными к сети. Если соединение правильное, эти напряжения будут равны половине величины напряжения, приложенного к двум выводам.

Описанные замеры проведите не менее трех раз, всякий раз подводя ток к различной паре выводов. Если фаза присоединена неверно, то при двух попытках из трех величины напряжения между третьим выводом и остальными будут различными.

Расчет параметров асинхронного двигателя

Параметры двигателя асинхронного двигателя имеют решающее значение, когда требуется управление крутящим моментом/скоростью с обратной связью. В частности, абсолютное положение потока ротора определяется математически с использованием известных скорости, напряжения и тока, а также модельного представления основных параметров двигателя. В этом блоге показано, как определить эти параметры.

Введение

Параметры двигателя асинхронных двигателей имеют решающее значение, когда требуется управление крутящим моментом/скоростью с обратной связью. В частности, абсолютное положение потока ротора определяется математически с использованием известных скорости, напряжения и тока, а также модельного представления основных параметров двигателя, показанного на рисунке ниже.

Эти параметры включают в себя сопротивление ротора на фазе ‘R _R ‘, индуктивность утечки ротора ‘L _LR ‘, взаимное индуктивность ‘L _M ‘ и индуктивность лики ротора ‘L _LR ‘ ‘и индуктивность лики ротора’ L _LR ‘‘ и роторная индуктивность ‘L _LR ‘ ‘и роторная лика. (потери в сердечнике R _c не учитываются). Кроме того, для установки коэффициентов ПИД-регулирования FOC (поток и крутящий момент) необходимо сопротивление статора (R _s ) и индуктивность статора (L _ls ) в соответствии с методом, описанным в главе «Настройка коэффициентов FOC» — Раздел 8 Руководства пользователя контроллеров Roboteq версии 2. 0. Наиболее распространенными способами ручной оценки параметров асинхронного двигателя с помощью контроллера являются испытания асинхронного двигателя на холостом ходу и в условиях блокировки ротора.

Испытание без нагрузки

Испытание без нагрузки, как и испытание трансформатора при разомкнутой цепи, дает информацию о токе возбуждающего потока I _d , индуктивности намагничивания L _m и потерях при вращении. Испытание проводят путем подачи сбалансированного номинального напряжения на обмотки статора при номинальной частоте. Небольшая мощность, подаваемая на двигатель, обусловлена ​​потерями в сердечнике, трением и потерями в обмотке. Двигатель будет потреблять необходимый поток тока I _d , чтобы установить соответствующее магнитное поле. Двигатель будет вращаться почти с синхронной скоростью, что делает скольжение практически нулевым (s≈0). Следовательно, эквивалентная схема двигателя выражается следующим образом:

Предполагая, что R _s (Ом), L _s (Н) намного меньше, чем индуктивность намагничивания L _м (Гн), можно получить следующее уравнение: 3

2 где V _s (В) — приложенное фазное напряжение статора (среднеквадратичное значение), f _s (Гц) — частота статора, а I (A) — действующее значение силы тока двигателя.

Чтобы провести вышеупомянутое испытание без нагрузки с контроллерами асинхронных двигателей RoboteQ, выполните следующие действия:

Пример:

Следующие данные предоставлены производителем асинхронного двигателя:

P = 400 Вт (номинальная мощность)

I _N = 23 A (номинальный ток статора) В (входное постоянное напряжение на контроллере)

f _с = 90 Гц (номинальная частота статора)

n _с = 2700 об/мин (синхронная скорость)

p= 2 (пары полюсов)

3, 9000 вольт коэффициент на герц, указанный на вкладке конфигурации, равен 9.0003

Затем двигатель работает в вольтах на герц, и соответствующие результаты утилиты Roborun+ показаны ниже.

Из приведенных выше результатов видно, что скорость статора близка к синхронной скорости (2700 об/мин), а скольжение очень мало из-за работы на холостом ходу.

Следовательно, применяя уравнение (1), индуктивность намагничивания равна:

Кроме того, ротор «Поток потока ротора» должен быть установлен в конфигурации как

Тестирование с заблокированным ротором

Тест с заблокированным ротором, как и тест на короткое замыкание в трансформаторе, предоставляет информацию об импедансе рассеяния и сопротивлении ротора. Ротор стоит на месте, а на обмотки статора подается низкое напряжение до номинального тока. В связи с тем, что индуктивность намагничивания L _м значительно выше, чем индуктивности фаз рассеяния L _ls , L _lr , можно предположить, что в параллельную ветвь L _м не поступает ток. Обычно индуктивности рассеяния L _ls , L _lr должны составлять около 2-10% от индуктивности намагничивания L _m . Поскольку скольжения при вращении нет (ротор стоит), s=1, что дает нам следующую эквивалентную схему.

Следовательно, фазы L _ls (H), L _lr (H), R _s (Ом), R _r (Ом) параметры двигателя рассчитываются следующим образом:

3 где P

_s (Вт) – входная мощность двигателя фазы, V _s (В) – приложенное фазное напряжение статора (пиковое значение), f _с (Гц) — частота статора, cosφ — коэффициент мощности, I (А) — ток двигателя (среднеквадратичное значение), Z (Ом) — эквивалентное сопротивление фазы при испытании на заторможенный ротор.

Согласно уравнениям (7) и (8) предполагается, что сопротивление ротора равно сопротивлению статора, а индуктивность рассеяния ротора равна индуктивности рассеяния статора.

Чтобы провести вышеупомянутое испытание с заблокированным ротором с помощью контроллеров асинхронных двигателей, выполните следующие действия:

• Установите режим работы «Вольт на Герц». Требуется действие обратной связи энкодера.
• Настройте параметр «Вольт на герц» в соответствии с пятикратным уменьшением номинального напряжения двигателя (пиковое значение напряжения статора согласно данным производителя) и частоты (1/5 номинального значения V/f). Причина настройки более низкого отношения V/f, чем при испытании без нагрузки, заключается в том, чтобы соответствующим образом ослабить наведенное поле и уменьшить создаваемый крутящий момент при запуске, чтобы упростить блокировку ротора для испытания.
• Заблокируйте ротор соответствующим инструментом/устройством и увеличьте команду до 80% номинального тока двигателя. Если создаваемый крутящий момент высок и ротор не может быть заблокирован, то соответствующим образом уменьшите значение Вольт на Герц при настройке и повторите испытание.
• Рассчитайте приложенное V _s , используя уравнение (2).
• Рассчитайте мощность двигателя входной фазы P _s , используя следующую формулу:

  где V _dc (В) напряжение постоянного тока батареи, I _dc (A) — постоянный ток батареи, η — КПД контроллера (для контроллеров RoboteQ допустим КПД 0,95). Напряжение и силу тока батареи можно измерить с помощью утилиты Roborun+.

  • Измерьте ток I _q (A) с помощью утилиты Roborun+ (моментные усилители FOC).
  • Рассчитайте параметры двигателя L _ls , L _lr , R _s , R _r , используя уравнения (3) — (8).

Пример:

Для того же асинхронного двигателя в примере теста без нагрузки отношение Вольт/Гц установлено в 5 раз ниже номинального, то есть 0,053. Соответствующие результаты, взятые из утилиты Roborun+, показаны ниже:

Таким образом, входная мощность двигателя фазы P _с равна 

уравнение (4).

Следовательно, сопротивления статора и ротора двигателя R _с = R _r = 24 мОм согласно уравнениям (5) и (7) и индуктивности рассеяния согласно уравнению (6):

Следует отметить, что синхронная частота в испытании с заторможенным ротором отличается синхронная частота в режиме холостого хода. Наконец, согласно уравнению (8), L _ls = L _lr = 76 мкГн.

Расчет оптимального проскальзывания

После оценки L _м , L _ls , L _lr , R _s , R _r параметры двигателя из испытаний на холостом ходу и с заблокированным ротором, оптимальное скольжение, при котором двигатель развивает максимальный крутящий момент s _maxT можно оценить следующим образом:

скольжение в Гц, требуется следующее преобразование:

Пример:

Для вычисленного L _м = 754 мкГн, индуктивности рассеяния двигателя L _лс = L _lr = 76 мкГн и сопротивления R _{с0016 = R r = 24 мОм, расчетное оптимальное скольжение равно s = 5,1 Гц при номинальной частоте вращения двигателя.}

Электрические асинхронные двигатели скольжения

Асинхронный двигатель переменного тока (переменного тока) состоит из статора и ротора, и взаимодействие токов, протекающих в стержнях ротора, и вращающегося магнитного поля в статоре создает крутящий момент, который вращает двигатель . При нормальной работе с нагрузкой скорость ротора всегда отстает от скорости магнитного поля, что позволяет стержням ротора пересекать силовые линии магнитного поля и создавать полезный крутящий момент.

Разница между синхронной скоростью магнитного поля электродвигателя и скоростью вращения вала составляет скольжение — измеряется в об/мин или частоте.

Скольжение увеличивается с увеличением нагрузки, что обеспечивает больший крутящий момент.

Скольжение принято выражать как отношение скорости вращения вала к скорости синхронного магнитного поля.

с = (n _с — n _a ) 100% / n _S (1)

, где

S = Slip

N _S = SYNCHRONS MAGINESS MAGINESS MAGINESS MAGINES OF = SYNCHRONS MAGINEST OF = SYNCHRONS MAGINESMAN OF = SYNCHRONS MAGINESMAN OF . _a = скорость вращения вала (об/мин, об/мин)

Когда ротор не вращается, скольжение составляет 100 % .

Скольжение при полной нагрузке варьируется от менее 1 % в двигателях высокой мощности до более 5-6 % в двигателях младших л.с.

Число полюсов, частота и скорость синхронного асинхронного двигателя

Slip and Voltage

When a motor starts to rotate the slip is 100 % and the motor current is по максимуму. Скольжение и ток двигателя уменьшаются, когда ротор начинает вращаться.

Частота скольжения

Частота уменьшается при уменьшении скольжения.

Скольжение и индуктивное сопротивление

Индуктивное сопротивление зависит от частоты и скольжения. Когда ротор не вращается, частота скольжения максимальна, как и индуктивное сопротивление.

У двигателя есть сопротивление и индуктивность, и когда ротор вращается, индуктивное сопротивление низкое, а коэффициент мощности приближается к на единицу .

Скольжение и импеданс ротора

Индуктивное сопротивление будет изменяться при скольжении, поскольку импеданс ротора представляет собой сумму фаз постоянного сопротивления и переменного индуктивного сопротивления.

Когда двигатель начинает вращаться, индуктивное сопротивление высокое, а полное сопротивление в основном индуктивное. Ротор имеет низкий коэффициент запаздывающей мощности. Когда скорость увеличивается, индуктивное сопротивление уменьшается, равное сопротивлению.