Межвитковое замыкание. Как проверить различные замыкание витков

Электродвигатели часто выходят из строя, и основной причиной для этого является межвитковое замыкание. Оно составляет около 40% всех поломок моторов. От чего возникает замыкание между витками? Для этого есть несколько причин.

Основная причина – излишняя нагрузка на электродвигатель, которая выше установленной нормы. Статорные обмотки нагреваются, разрушают изоляцию, происходит замыкание между витками обмоток. Неправильно эксплуатируя электрическую машину, работник создает чрезмерную нагрузку на электродвигатель.

Нормальную нагрузку можно узнать из паспорта на оборудование, либо на табличке мотора. Лишняя нагрузка может возникнуть из-за поломки механической части электромотора. Подшипники качения могут послужить этой причиной. Они могут заклинить от износа или отсутствия смазки, в результате этого возникнет замыкание витков катушки якоря.

Замыкание витков возникает и в процессе ремонта или изготовления двигателя, в результате брака, если двигатель изготавливали или ремонтировали в неприспособленной мастерской. Хранить и эксплуатировать электромотор необходимо по определенным правилам, иначе внутрь мотора может проникнуть влага, обмотки отсыреют, как следствие возникнет витковое замыкание.

С витковым замыканием электродвигатель работает неполноценно и недолго. Если вовремя не выявить межвитковое замыкание, то скоро придется покупать новый электродвигатель или полностью новую электрическую машину, например, электродрель.

При замыкании витков обмотки двигателя повышается ток возбуждения, обмотка перегревается, разрушает изоляцию, происходит замыкание других витков обмотки. Вследствие повышения тока может послужить причиной выхода из строя регулятора напряжения. Витковое замыкание выясняется сравнением обмоточного сопротивления с нормой по техусловиям. Если оно снизилось, обмотка подлежит перемотке, замене.

Как найти межвитковое замыкание

Замыкание витков легко определить, для этого есть несколько методов. Во время работы электродвигателя обратите внимание на неравномерный нагрев статора. Если одна его часть нагрелась больше, чем корпус двигателя, то необходимо остановить работу и провести точную диагностику мотора.

Существуют приборы для диагностики замыкания витков, можно проверить токовыми клещами. Нужно измерить нагрузку каждой фазы по очереди. При разнице нагрузок на фазах надо задуматься о наличии межвиткового замыкания. Можно перепутать витковое замыкание с перекосом фаз сети питания. Чтобы избежать неправильной диагностики, надо измерить приходящее напряжение питания.

Обмотки проверяют мультиметром путем прозвонки. Каждую обмотку проверяем прибором отдельно, сравниваем результаты. Если замкнуты оказались всего 2-3 витка, то разница будет незаметна, замыкание не выявится. С помощью мегомметра можно прозвонить электромотор, выявив наличие замыкания на корпус. Один контакт прибора соединяем с корпусом мотора, второй к выводам каждой обмотки.

Если нет уверенности в исправности двигателя, то необходимо произвести разборку мотора. При разборе нужно осмотреть обмотки ротора, статора, наверняка будет видно место замыкания.

Наиболее точным методом проверки замыкания между витками обмоток является проверка понижающим трансформатором на трех фазах с шариком подшипника. Подключаем на статор электромотора в разобранном виде три фазы от трансформатора с пониженным напряжением. Кидаем шарик подшипника внутрь статора. Шарик бегает по кругу – это нормально, а если он примагнитился к одному месту, то в этом месте замыкание.

Можно вместо шарика применить пластинку от сердечника трансформатора. Ее также проводим внутри статора. В месте замыкания витков, она будет дребезжать, а где замыкания нет, она просто притянется к железу. При таких проверках нельзя забывать про заземление корпуса двигателя, трансформатор должен быть низковольтным. Опыты с пластинкой и шариком при 380 вольт запрещаются, это опасно для жизни.

Самодельный прибор для определения виткового замыкания

Сделаем дроссель своими руками для проверки межвиткового замыкания в обмотке двигателя. Нам понадобится П-образное трансформаторное железо. Его можно взять, например, от старого вибрационного насоса «Ручеек», «Малыш». Разбираем его нижнюю часть, хорошо нагреваем ее. Там имеются катушки, залитые эпоксидной смолой.

Эпоксидку разогреваем и выбиваем катушки с сердечником. С помощью наждака или болгарки срезаем губки сердечника.

Намотаны эти катушки как раз на П-образном трансформаторном железе.

Не нужно соблюдать углы. Нужно сделать место, в которое легко ляжет маленький и большой якорь.

При обработке необходимо учесть, что железо слоеное. Нельзя обрабатывать его так, чтобы камень его задирал. Нужно обрабатывать в таком направлении, чтобы слои лежали друг к другу, чтобы не было задиров. После обработки снимите все фаски и заусенцы, так как придется работать с эмалированным проводом, нежелательно его поцарапать.

Теперь нам надо сделать две катушки для этого сердечника, которые разместим с обеих сторон. Замеряем толщину и ширину сердечника в самых широких местах, по заклепкам. Берем плотный картон, размечаем его по размерам сердечника. Учитываем размер паза в сердечнике между катушками. Проводим неострым краем ножниц по местам сгиба, чтобы удобнее было сгибать картон. Вырезаем заготовку для каркаса катушек. Сгибаем по линиям сгиба. Получается каркас катушки.

Теперь делаем четыре крышки для каждой стороны катушек. Получаем два картонных каркаса для катушек.

Рассчитываем количество витков катушек по формуле для трансформаторов.

13200 делим на сечение сердечника в см². Сечение нашего сердечника:

3,6 см х 2,1 см = 7,56 см².

13200 : 7,56 = 1746 витков на две катушки. Это число не обязательное, отклонение 10% в обе стороны никакой роли не сыграет. Округляем в большую сторону, 1800 : 2 = 900 витков нужно намотать на каждую катушку. У нас есть провод 0,16 мм, он вполне подойдет для наших катушек. Наматывать можно как угодно. По 900 витков можно намотать и вручную. Если ошибетесь на 20-30 витков, то ничего страшного не будет. Лучше намотать больше. Перед намоткой шилом делаем отверстия по краям каркаса для вывода провода катушек.

На конец провода надеваем термоусадочный кембрик. Конец провода вставляем в отверстие, загибаем, и начинаем намотку катушки.

Заполнение получилось малым, поэтому можно мотать и проводом толще. На второй конец припаиваем проводок с кембриком и вставляем в отверстие. Не заматываем катушку, пока не провели испытание.

Обе катушки намотаны. Надеваем их на сердечник таким образом, чтобы провода шли вниз и были с одной стороны. Катушки абсолютно одинаково намотаны, направление витков в одну сторону, концы выведены одинаково. Теперь необходимо один конец с одной катушки и один с другой соединить, а на оставшиеся два конца подать напряжение 220 вольт. Главное не запутаться и соединить правильные провода. Чтобы понять порядок соединения, нужно мысленно разогнуть наш П-образный сердечник в одну линию, чтобы витки в катушках располагались в одном направлении, переходили от одной катушки во вторую. Соединяем два начала катушек. На два конца подаем напряжение.

Сравним дроссель фабричный и самодельный.

Проверяем заводской дроссель металлической пластинкой на вибрацию места витковых замыканий якоря двигателя и отмечаем их маркером. Теперь то же самое делаем на нашем самодельном дросселе. Результаты получились идентичные. Наш новый дроссель работает нормально.

Снимаем наши катушки с сердечника, обмотки фиксируем изолентой. Пайку также изолируем лентой. Одеваем готовые катушки на сердечник, припаиваем к концам проводов питание 220 В. Дроссель готов к эксплуатации.

Межвитковое замыкание якоря

Для проверки якоря воспользуемся специальным прибором, который представляет трансформатор с вырезанным сердечником. Когда мы кладем якорь в этот зазор, его обмотка начинает работать как вторичная обмотка трансформатора. При этом, если на якоре имеется межвитковое замыкание, от местного перенасыщения железом металлическая пластинка, которая будет находиться сверху якоря, будет вибрировать, либо примагничиваться к корпусу якоря.

Включаем прибор. Для наглядности мы специально замкнули две ламели на коллекторе, чтобы показать каким образом производится диагностика. Помещаем пластинку на якорь и сразу видим результат. Наша пластинка примагнитилась и начала вибрировать. Поворачиваем якорь, витки смещаются, и пластинка перестает вибрировать.

Теперь удалим замыкание ламелей для проверки. Повторяем проверку и видим, что обмотка якоря исправна, пластинка не вибрирует ни в каких местах.

Способ №2 проверки якоря на витковое замыкание

Этот способ подходит для тех, кто не занимается профессиональным ремонтом электроинструмента. Для точной диагностики межвиткового замыкания требуется скоба с катушкой.

Мультиметром можно выяснить лишь обрыв катушки якоря. Лучше для этой цели применять аналоговый тестер. Между каждыми двумя ламелями замеряем сопротивление.

Сопротивление должно быть везде одинаковое. Бывают случаи, когда обмотки не сгорели, коллектор нормальный. Тогда замыкание витков определяют только с помощью прибора со скобой от трансформатора. Теперь устанавливаем мультиметр на 200 кОм, один щуп замыкаем на массу, а другим касаемся каждой ламели коллектора, при условии, что нет обрыва катушек.

Если якорь не прозванивается на массу, то он исправный, либо может быть межвитковое замыкание.

Межвитковое замыкание трансформатора

У трансформаторов есть распространенная неисправность – замыкание витков между собой. Мультиметром не всегда можно выявить этот дефект. Необходимо внимательно осмотреть трансформатор. Провод обмоток имеет лаковую изоляцию, при ее пробое между витками обмотки есть сопротивление, которое не равно нулю. Оно и приводит к разогреву обмотки.

При осмотре трансформатора на нем не должно быть гари, обуглившейся бумаги, вздутия заливки, почернений. Если известен тип и марка трансформатора, можно узнать, какое должно быть сопротивление обмоток. Мультиметр переключают в режим сопротивления. Сравнивают измеренное сопротивление со справочными данными. Если отличие составляет больше 50%, то обмотки неисправны. Если данные сопротивления не удалось найти в справочнике, то наверняка известно количество витков, тип и сечение провода, можно вычислить сопротивление по формулам.

Чтобы проверить трансформатор блока питания с выходом низкого напряжения, подключаем к первичной обмотке напряжение 220 В. Если появился дым, запах, то сразу отключаем, обмотка неисправна. Если таких признаков нет, то измеряем напряжение тестером на вторичной обмотке. При заниженном на 20% напряжении есть риск выхода из строя вторичной обмотки.

Если есть второй исправный трансформатор, то путем сравнения сопротивлений выясняют исправность обмоток. Чтобы проверить более подробно, применяют осциллограф и генератор.

Межвитковое замыкание статора

Часто на неисправном двигателе имеется межвитковое замыкание. Сначала проверяют обмотку статора на сопротивление. Это ненадежный метод, так как мультиметр не всегда может точно показать результат замера. Это зависит и от технологии перемотки двигателя, от старости железа.

Клещами тоже можно измерить сопротивление и ток. Иногда проверяют по звуку работающего мотора, при условии, что подшипники исправны, смазаны, редуктор привода исправен. Еще проверяют межвитковое замыкание осциллографом, но они имеют большую стоимость, не у каждого имеется этот прибор.

Внешне осматривают двигатель. Не должно быть следов масла, подтеков, запаха. Измеренный по фазам ток, должен быть одинаковый. Хорошим тестером проверяют обмотки на сопротивление. При разнице в замерах более 10% есть вероятность замыкания витков обмоток.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Межвитковое замыкание обмотки статора

В электрических двигателях, в процессе эксплуатации, могут возникнуть различные неисправности. Довольно часто, многие сталкиваются с таким явлением, как межвитковое замыкание обмотки статора. Для того, чтобы точно определить наличие данного дефекта, прежде всего, проверяется сопротивление обмотки.

Определение межвиткового замыкания

Междувитковое замыкание определяется проверкой сопротивления. Данная величина измеряется с помощью дефектоскопа или омметра. Полученные показания сравниваются с сопротивлением, присутствующим в исправной обмотке.

Если в проверяемой обмотке сопротивление ниже, чем в образцовой, то это свидетельствует о наличии в ней межвиткового замыкания. При необходимости, данная неисправность может определяться с помощью индукционного метода. Для этого, витки проверяемой электрообмотки находятся в переменном магнитном поле, после чего происходит индуцирование электродвижущей силы.

Когда в обмотке имеются замкнутые витки, то под воздействием наведенных токов она начинает нагреваться. При замыкании даже одного или двух витков, нагревание происходит в течение от 3-х до 5-ти минут.

Межвитковое замыкание обмотки статора может определяться дефектоскопом, без выемки из пазов. В состав дефектоскопа входят индукционный и сигнальный аппараты, расположенные друг за другом в общем корпусе. Сердечники обоих аппаратов одновременно накладываются на зубцы пазов или по длине проводников проверяемой обмотки. Обмотка индукционного аппарата находится включенной в сеть с напряжением до 18-ти вольт. Возникает магнитное поле, вызывающее наведение электродвижущей силы.

При витковом замыкании, по обмотке начинает течь ток, а вокруг проводников появляется собственное магнитное поле. В результате, в обмотке сигнального аппарата также появляется электродвижущая сила, после чего загорается лампочка сигнала.

Устранение неисправностей

В отдельных случаях, возможно достаточно быстрое устранение неисправностей собственными силами. Все места, имеющие дефекты, легко определяются визуально и по запаху подгоревшей изоляции. Если дефект носит незначительный локальный характер, то поврежденный участок провода заменяется, места соединений зачищаются и протравливаются раствором хлорида цинка. После этого, производится лужение, скручивание и окончательное припаивание.

Запаянные места обматываются х/б лентой, пропитываются лаком и просушиваются. В случае серьезных повреждений электрообмотки, может понадобиться ее полная перемотка.

Как проверить электродвигатель мультиметром: проверка ротора и статора на межвитковое замыкание, прозвонка асинхронного и трехфазного двигателя

Как проверить электродвигатель: этапы проверки и выяснение неисправностей

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Система запуска асинхронного двигателя: устройство и принцип работы, схема,

Как найти и устранить обрыв провода в стене: обзор способов

Что такое короткое замыкание, его виды и причины возникновения

Разница между Inter Turn Short и Internal Short

Разница между межвитковым замыканием и внутренним замыканием?

Электрическая машина состоит из медных обмоток, изолированных и намотанных в сердечнике. Катушки каждой фазы намотаны одна за другой, как слой см. рисунок обмотки трансформатора. Короткое замыкание определяется как контакт двух или более фаз под напряжением, соприкасающихся друг с другом. Это также называется короткое замыкание. Во время короткого замыкания напряжение на неисправной фазе становится равным нулю, и весь ток цепи протекает по пути короткого замыкания. Следовательно, протекание сильного тока по меньшему пути приводит к перекрытию. Короткое замыкание классифицируется по двум категориям. их

• Межвитковое короткое замыкание
• Внутреннее короткое замыкание

Давайте посмотрим разницу между Inter Turn Short и Internal Short

Различия между зависимыми и…

Пожалуйста, включите JavaScript

Различия между зависимыми и независимыми пунктами одинаковая фазная обмотка. см. схему, где неисправность возникает между одинаковыми витками обмотки. Вы же знаете, что нынешние всегда готовятся к более короткому пути. Значит, в этой обмотке не протекает полный ток, оставшаяся (между ними) обмотка. Следовательно, циркуляция тока в числе витков (ампер-витков) становится меньше. Он влияет на общий поток, создаваемый во вторичной или первичной обмотке (в зависимости от места повреждения обмотки). Эти сценарии приводят к высокому входному току от источника. Такая неисправность между одной и той же фазой называется в свою очередь короткой.
[wp_ad_camp_2]

Межвитковое замыкание

Суммарный ущерб при межвитковом замыкании меньше, чем при внутреннем коротком замыкании. Из-за меньшего распределения напряжения между обмотками. Ток короткого замыкания полностью зависит от напряжения между неисправной зоной до возникновения неисправности. Вот почему передача высокого напряжения Энергосистема создает более высокий ток короткого замыкания по сравнению с передачей низкого напряжения.

Примечание. Замыкание между витками создает большой ток дисбаланса между фазами. то есть на приведенном выше рисунке межвитковое замыкание происходит в одной обмотке. Так как при короткозамкнутом витке распределение напряжения уменьшается. Таким образом, неисправный виток не может воспринимать активные нагрузки. Следовательно, эти нагрузки будут смещены на две другие обмотки напрямую. Поэтому две другие обмотки отводят большой ток.

Внутреннее короткое замыкание:

Внутреннее короткое замыкание Неисправность

Короткое замыкание между обмотками двух разных фаз называется внутренним коротким замыканием. Внутреннее короткое замыкание серьезно повреждает оборудование. В этой неисправности также ток короткого замыкания зависит от положения неисправности. Для трансформатора с обмоткой звездой, если неисправность ближе к соединению со звездой, это означает, что это не приводит к каким-либо повреждениям. В то же время неисправность на стороне источника питания под напряжением означает, что трансформатор может сильно вспыхнуть.

Для изоляции трансформатора от внутреннего короткого замыкания и межвиткового короткого замыкания обычно используются дифференциальные реле и реле Бухгольца.
[wp_ad_camp_2]

См.

также:

• Что такое генератор Все о деталях генератора Обзор для начинающих
• Зона системы защиты
• 100% защита статора от замыканий на землю генератора
• 6 типов реле максимального тока, используемых для защиты энергосистемы
• Дифференциальная защита шин или защита от циклического тока
• Принцип работы защиты шин и защиты корпуса от утечки
• Принцип работы резервной защиты от импеданса (21G)
• Принцип работы направленной и ненаправленной защиты от перегрузки по току

Принцип работы дистанционной защиты

• и обнаружение места неисправности
• Дифференциальная защита Merz Price для генераторов
• Дифференциальная защита Merz Price для трансформатора

Предыдущая статьяСертификат компетенции по эксплуатации и техническому обслуживанию электростанции в Тамилнаду

Следующая статьяВекторная сумма трехфазного тока

Распознавание межвиткового короткого замыкания и несимметричного напряжения для трехфазных асинхронных двигателей

Распознавание межвиткового короткого замыкания и несимметричного напряжения для трехфазных асинхронных двигателей

• Родриго Лопес Карденас ¹ ,
• Луис Пастор Санчес Фернандес ¹ ,
• Алексей Прогребняк ¹ и
• …
• Анхель Альберто Коста Монтьель ²  

• Документ конференции

• 1969 доступов

• 2
  Цитаты

Часть серии книг Lecture Notes in Computer Science (LNIP, том 5197)

Abstract

Предложен новый диагностический подход, основанный на распознавании образов, для раннего обнаружения межвиткового замыкания в трехфазном асинхронном двигателе и обнаружения несимметричного входного напряжения. Основная концепция заключается в том, что минимальное межвитковое короткое замыкание в двигателе статора или несбалансированное входное напряжение вызывают небольшое отклонение, которое можно определить в сигналах тока и скорости вращения ротора. Для этого была создана собственная математическая модель двигателя, а для того, чтобы обобщить диагностику для широкого спектра двигателей, используется новый метод расчета параметров двигателя через каталог данных. Благодаря этому эмулируются двигатели разной мощности и количества полюсов, и на основе этих результатов создается оригинальная методология преобразования временного отклика в шаблоны.

Ключевые слова

• диагностика
• асинхронные двигатели
• шаблон
• распознавание
• мониторинг

Скачать документ конференции в формате PDF

Ссылки

1. Алтуг, С. , Чоу, М.-Ю., Трасселл, Х.Дж.: Система нечеткого вывода, реализованная на нейронных архитектурах для обнаружения и диагностики неисправностей двигателя. IEEE Transactions on Industrial Electronics 46, 1069–1078 (1999)

   Перекрестная ссылка

   Google Scholar

2. Чоу, М.Ю.: Методология использования нейронных сетей и технологий нечеткой логики для обнаружения зарождающихся неисправностей двигателя. World Scientific, Сингапур (1997)

   CrossRef

   Google Scholar

3. Озпенечи, Б., Толберт, Л.М.: Реализация Simulink модели индукционной машины — модульный подход. В: Международная конференция IEEE по электрическим машинам и приводам, IEMDC 2003, vol. 2, стр. 728–734 (2003)

   Google Scholar

4. Коста, А., Галан, Н., Чумбулеа, Г., Лопес, X.: Параметры двигателя для производства и часть данных по каталогу. Энергия и вычисления (2004)

   Google Scholar

5. Йоксимович Г.М., Пенман Дж.: Обнаружение межвитковых коротких замыканий в обмотках статора работающих двигателей. IEEE Transactions on Industrial Electronics 47, 1078–1084 (2000)

   Перекрёстная ссылка

   Google Scholar

6. Krause, PC: Анализ электрических машин и приводных систем. IEEE Press, Нью-Йорк (2002)

   CrossRef

   Google Scholar

7. Лян Б., Пейн Б., Болл А., Ивницки С.: Моделирование и обнаружение неисправностей трехфазных асинхронных двигателей. Математика и компьютеры в моделировании 61, 1–15 (2002)

   CrossRef
   MathSciNet
   МАТЕМАТИКА

   Google Scholar

8. Артур, Н., Пенман, Дж.: Мониторинг состояния асинхронных машин с помощью спектров высшего порядка.