Вони обумовлені вібрацією, нагріванням, тиском відцентрових сил, що утворюються при обертанні ротора, впливом вологи, агресивних хімічних середовищ і так далі.
В результаті з часом відбувається порушення цілісності ізоляції та вихід двигуна з ладу. Для відновлення його працездатності виконується перемотування електродвигуна.
Методи пошуку несправності
Порушення функціонування відбувається у таких випадках:
- виникнення обриву у провідниках;
- короткого замикання кінців обмотки;
- міжвиткового замикання.
Цілісність провідника перевіряється виміром значення його електричного опору за допомогою тестера.
Короткозамкнуті кінці обгорають і оплавляються, це можна побачити при візуальному огляді.
Найбільшою складністю відрізняється пошук міжвиткового замикання. Така несправність характеризується підвищенням температури корпусу статора, за рахунок зміни параметрів струму, що протікає по ланцюгах, минаючи замкнуті витки. допоможе локалізувати дефект.
Крім того, міжвиткове замикання можна виявити за допомогою поміщеної в статор металевої кульки від підшипника. При подачі живлення на справні обмотки вони створюють електромагнітне поле, що рівномірно обертається, в цьому випадку кулька буде синхронно перекочуватися всередині статора. За наявності в одній із обмоток міжвиткового замикання відбудеться зависання кульки в дефектному місці.
Ремонт електродвигунів завжди включає усунення несправностей обмоток. Для якісного виконання робіт необхідне дотримання всіх технологічних тонкощів.
На перший погляд обмотка представляє шматок дроту змотанного певним чином і в ньому нема чого особливо ламатися. Але вона має особливості:
- строгий підбір однорідного матеріалу по всій довжині;
- точне калібрування форми та поперечного перерізу;
- нанесення в заводських умовах шару лаку, що має високі ізоляційні властивості;
- міцні контактні з'єднання.
Якщо в якомусь місці дроту порушено будь-яку з цих вимог, то змінюються умови для проходження електричного струму і двигун починає працювати зі зниженою потужністю або взагалі зупиняється.
Щоб перевірити одну обмотку трифазного двигуна, необхідно відключити її від інших ланцюгів. У всіх електродвигунах вони можуть збиратися за однією із двох схем:
Кінці обмоток зазвичай виводяться на клемні колодки та маркуються літерами «Н» (початок) та «К» (кінець). Іноді окремі з'єднання можуть бути заховані всередині корпусу, а висновків використовуються інші способи позначення, наприклад, цифрами.
У трифазного двигуна на статорі використовуються обмотки з однаковими електричними характеристиками, що мають рівні опори. Якщо за вимірі омметром вони демонструють різні значення, це вже привід серйозно задуматися над причинами розкиду показань.
Як виявляються несправності в обмотці
Візуально оцінити якість обмоток неможливо через обмеженого допуску до них. Насправді перевіряють їх електричні характеристики, враховуючи, що це несправності обмоток проявляються:
- обривом, коли порушується цілісність дроту та виключається проходження електричного струму по ньому;
- коротким замиканням, що виникає при порушенні шару ізоляції між вхідним і вихідним витком, що характеризується винятком обмотки з роботи з шунтування кінців;
- міжвитковим замиканням, коли ізоляція порушується між одним або декількома близькими витками, які цим виводяться з роботи. Струм проходить обмоткою, минаючи короткозамкнуті витки, не долаючи їх електричний опір і не створюючи ними певної роботи;
- пробоєм ізоляції між обмоткою та корпусом статора чи ротора.
Перевірка обмотки на обрив дроту
Цей вид несправності визначається виміром опору ізоляції омметром. Прилад покаже великий опір – ∞, який враховує утворену розривом ділянку повітряного простору.
Перевірка обмотки на виникнення короткого замикання
Двигун, всередині електричної схеми якого виникло коротке замикання, відключається захистом від мережі живлення.Але, навіть за швидкого виведення з роботи в такий спосіб місце виникнення КЗ добре видно візуально з допомогою наслідків впливу високих температур із яскраво вираженим нагаром чи слідами оплавлення металів.
При електричних способах визначення опору обмотки омметр виходить дуже маленька величина, сильно наближена до нуля. Адже із виміру виключається практично вся довжина дроту за рахунок випадкового шунтування вхідних кінців.
Перевірка обмотки виникнення міжвіткового замикання
Це найбільш прихована і несправність, що складно визначається. Для її виявлення можна скористатися кількома методиками.
Спосіб омметра
Прилад працює на постійному струмі та заміряє лише активний опір провідника. Обмотка при роботі за рахунок витків створює значно більшу індуктивну складову.
При замиканні одного витка, які загальна кількість може бути кілька сотень, зміна активного опору помітити дуже складно. Адже воно змінюється в межах кількох відсотків від загальної величини, а часом і менше.
Можна спробувати точно відкалібрувати прилад та уважно виміряти опір усіх обмоток, порівнюючи результати. Але різниця свідчень навіть у цьому випадку не завжди буде видно.
Точніші результати дозволяє отримати мостовий метод вимірювання активного опору, але це, як правило, лабораторний спосіб, недоступний більшості електриків.
Замір струмів споживання у фазах
При міжвитковому замиканні змінюється співвідношення струмів в обмотках, проявляється надмірне нагрівання статора. У справного двигуна струми однакові.Тому пряме їх вимір у схемі, що діє, під навантаженням найбільш точно відображає реальну картину технічного стану.
Вимірювання змінним струмом
Визначити повний опір обмотки з урахуванням індуктивної складової повної робочої схемою який завжди можливо. Для цього доведеться знімати кришку з клемної коробки та врізатися у проводку.
У виведеного з роботи двигуна можна використовувати для вимірювання понижувальний трансформатор з вольтметром та амперметром. Обмежити струм дозволить струмообмежуючий резистор або реостат відповідного номіналу.
При виконанні виміру обмотка знаходиться всередині магнітопроводу, а ротор або статор можуть бути вилучені. Балансу електромагнітних потоків, на умову якого проектується двигун, не буде. Тому використовується знижена напруга та контролюються величини струмів, які не повинні перевищувати номінальних значень.
Виміряне на обмотці падіння напруги, поділене на струм, за законом Ома дасть значення повного опору. Його залишиться порівняти з характеристиками інших обмоток.
Ця схема дозволяє зняти вольтамперні характеристики обмоток. Просто треба виконати виміри на різних струмах та записати їх у табличній формі або побудувати графіки. Якщо при порівнянні з аналогічними обмотками серйозних відхилень немає, міжвіткове замикання відсутнє.
Кулька у статорі
Спосіб заснований на створенні електромагнітного поля, що обертається справними обмотками. Для цього на них подається трифазна симетрична напруга, але обов'язково зниженої величини. З цією метою зазвичай застосовують три однакові понижувальні трансформатори, що працюють у кожній фазі схеми живлення.
Для обмеження струмових навантажень на обмотки експеримент проводять короткочасно.
Невелику сталеву кульку від шарикопідшипника вводять у магнітне поле статора, що обертається, відразу після включення витків під напругу. Якщо обмотки справні, то кулька синхронно катається по внутрішній поверхні магнітопроводу.
Коли одна з обмоток має міжвиткове замикання, кулька зависне в місці несправності.
Під час тесту не можна перевищувати струм в обмотках більше за номінальну величину і слід враховувати, що кулька вільно вискакує з корпусу зі швидкістю вильоту з рогатки.
Електрична перевірка полярності обмоток
У статорних обмоток може бути маркування початку і кінців висновків і це ускладнить правильність складання.
На практиці для пошуку полярності використовуються 2 способи:
1. за допомогою малопотужного джерела постійного струму та чутливого амперметра, що показує напрямок струму;
2. шляхом використання понижуючого трансформатора і вольтметра.
В обох варіантах статор розглядається як магнітопровід з обмотками, що працює за аналогією трансформатора напруги.
Перевірка полярності за допомогою батарейки та амперметра
На зовнішній поверхні статора виведені шістьма проводами три окремі обмотки, початку та кінці яких треба визначити.
За допомогою омметра викликають і позначають висновки, що відносяться до кожної обмотки, наприклад, цифрами 1, 2, 3. Потім довільно маркують на будь-який обмоток початок і кінець. До однієї з обмоток, що залишилися, підключають амперметр зі стрілкою посередині шкали, здатної вказувати напрям струму.
Мінус батарейки жорстко підключають до кінця обраної обмотки, а плюсом короткочасно торкаються її початку і відразу розривають ланцюг.
При подачі імпульсу струму в першу обмотку він за рахунок електромагнітної індукції трансформується в другий замкнутий через амперметр ланцюг, повторюючи початкову форму. Причому, якщо полярність обмоток вгадана правильно, стрілка амперметра відхилиться вправо на початку імпульсу і відійде вліво при розмиканні ланцюга.
Якщо стрілка поводиться інакше, то полярність просто переплутана. Залишиться лише промаркувати висновки другої обмотки.
Ще одна третя обмотка перевіряється аналогічним чином.
Перевірка полярності за допомогою понижуючого трансформатора та вольтметра
Тут теж спочатку викликають обмотки омметром, визначаючи висновки, які до них належать.
Потім довільно маркують кінці першої обраної обмотки для підключення до понижуючого трансформатора напруги, наприклад, 12 вольт.
Дві обмотки, що залишилися, випадковим чином скручують в одній точці двома висновками, а пару, що залишилася, підключають до вольтметра і подають харчування на трансформатор. Його вихідна напруга трансформується в інші обмотки з такою самою величиною, оскільки вони мають рівну кількість витків.
За рахунок послідовного підключення другої та третьої обмоток вектора напруги складуться, а їхню суму покаже вольтметр. У нашому випадку при збігу напрямку обмоток ця величина становитиме 24 вольти, а за різної полярності — 0.
Залишиться промаркувати всі кінці та виконати контрольний замір.
У статті наведено загальний порядок дій при перевірці технічного стану якогось довільного двигуна без конкретних технічних характеристик. Вони у кожному індивідуальному випадку можуть змінюватись. Дивіться їх у документації на обладнання.
Важливість правильної експлуатації трифазних двигунів важко переоцінити. Ми підготували статтю, де докладно описані заходи щодо зменшення ризику пошкодження обмоток під час обриву однієї фази. Подробиці читайте у нашій публікації Профілактика пошкоджень трифазних електродвигунів.
Сподіваюся, що ця стаття була для вас корисною. Дивіться також інші статті в категорії На допомогу електрикам-початківцям, Електродвигуни та їх застосування
Підписуйтесь на наш канал у Telegram: Світ електрики
Тут можна залишити коментар, поставити запитання і просто поспілкуватися:
Чат з електротехнічної тематики
Поділіться цією статтею з друзями:
За допомогою мультиметра та кількох пристосувань, не особливо розуміючись на принципі роботи електродвигунів, можна своїми руками в домашніх умовах перевірити:
- Асинхронний трифазний двигун із короткозамкненим ротором – найбільш легкий для перевірки, через його простий внутрішній пристрій, завдяки якому даний тип електродвигуна має найбільшу популярність;
- Асинхронний однофазний (двофазний, конденсаторний) електродвигун із короткозамкненим ротором – часто використовується в різній побутовій техніці, що підключається до мережі 220 В. (пральні машини, пилососи, вентилятори).
- Колекторний електродвигун постійного струму – масово застосовується в автомобілях як привод для склоочисників (двірників), склопідйомників, насосів, вентиляторів;
- Колекторний електродвигун змінного струму – використовується в електричних ручних інструментах (дрилі, перфоратори, болгарки і т.д.)
- Асинхронний двигун з фазним ротором – у порівнянні з електродвигуном з короткозамкненим ротором, володіє потужним стартовим моментом, тому використовується як привод силового обладнання – підйомників, ліфтів, кранів, верстатів.
Випробування ізоляції обмоток електродвигуна мегомметром
Незалежно від конструкції, електродвигун потрібно перевірити за допомогою мегомметра на пробій ізоляції між обмотками та корпусом. Перевірки за допомогою одного мультиметра може бути недостатньо для виявлення пошкодження ізоляції, тому що потрібно використовувати високу напругу.
У паспорті електродвигуна має вказуватись напруга для випробування ізоляції обмоток на електричну міцність. Для двигунів, що підключаються до мережі 220 або 380 В, при їх перевірці використовуються 500 або 1000 Вольт, але через відсутність джерела, можна скористатися мережевою напругою.
Ізоляція обмотувальних проводів низьковольтних двигунів не розрахована витримувати такі перенапруги (вона може згоріти), тому під час перевірки потрібно звіритися з паспортними даними. Іноді у деяких електродвигунів виведення обмоток, з'єднаних зіркою, може бути підключене на корпус, тому слід уважно вивчати підключення відводів, роблячи перевірку.
Як правильно перевірити обмоток електродвигуна на обрив і міжвиткове замикання мультиметром
Щоб продзвонити обмотки на урвище потрібно переключити мультиметр в режим омметра. Виявити міжвиткове замикання можна порівнявши опір обмотки з паспортними даними або з вимірами симетричних обмоток електродвигуна, що перевіряється.
Потрібно пам'ятати, що у потужних електродвигунів поперечний переріз проводів обмоток досить велике, тому їх опір буде близьким до нуля, а таку точність вимірювань в десятих частках Ома звичайні тестери не забезпечують.
Тому потрібно зібрати вимірювальний пристрій з акумулятора та реостату, (приблизно 20 Ом) виставивши струм 0,5-1А. Вимірюють падіння напруги на резистори, підключеному послідовно в ланцюг акумулятора і обмотки, що вимірювається.
Для звіряння з паспортними даними, можна розрахувати опір за формулою, але, можна цього і не робити – якщо потрібна ідентичність обмоток, то достатньо буде збігу падіння напруги за всіма висновками.
Вимірювання можна проводити будь-яким мультиметром
Нижче наведено алгоритми перевірки електродвигунів, у яких необхідною умовою працездатності є симетричність обмоток.
Перевірка асинхронних трифазних електродвигунів із короткозамкненим якорем
У подібних двигунів можна продзвонити тільки статорні обмотки, електромагнітне поле яких у замкнутих стрижнях якоря наводить струми, що створюють магнітне поле, що взаємодіє з полем статора.
Несправності в роторах даних електродвигунів трапляються вкрай рідко, і для їх виявлення необхідне спеціальне обладнання.
Щоб перевірити трифазний мотор, потрібно зняти кришку клемника – там знаходяться клеми підключення обмоток, які можуть бути з'єднані за типом "зірка" або "трикутник".
Продзвонювання можна зробити, навіть не знімаючи перемички – достатньо виміряти опір між фазними клемами – всі три показання омметра мають збігатися.
Перевірка конденсаторних електродвигунів
Щоб перевірити однофазний асинхронний двигун із короткозамкненим ротором, за аналогією з трифазним мотором, необхідно продзвонити лише обмотки статора.
Але в однофазних (двофазних) електродвигунів є лише дві обмотки – робоча та пускова.
Опір робочої обмотки завжди менше, ніж у пускової
Таким чином, вимірюючи опір, можна ідентифікувати висновки, якщо табличка зі схемою та позначеннями затерлася або загубилася.
Часто у таких електродвигунів робоча та пускова обмотки з'єднані всередині корпусу, і від точки з'єднання зроблено загальний висновок.
Приналежність висновків ідентифікують у такий спосіб – сума опорів, виміряних від загального відведення, повинна відповідати сумарному опору обмоток.
Перевірка колекторних двигунів
Оскільки колекторні електродвигуни змінного та постійного струму мають схожу конструкцію, алгоритм продзвонювання буде однаковий.
Спочатку перевірити цілісність обмотки статора (у двигунах постійного струму може замінювати магніт). Потім перевіряють роторні обмотки, опір яких має бути однаковим, торкнувшись щупами щіток колектора, або протилежних контактних висновків.
Зручніше перевіряти обмотки ротора на виводах щіток, прокручуючи вал, домагаючись, щоб щітки контактували лише з однією парою контактів – у такий спосіб можна виявити підгорання біля деяких контактних майданчиків.
Перевірка електромоторів із фазним ротором
Асинхронний електромотор з фазним ротором відрізняється від звичайного трифазного електродвигуна тим, що в роторі також є фазні обмотки, з'єднані за типом "зірка", які підключаються за допомогою контактних кілець на валі.
Статорні обмотки перевіряються як у звичайного трифазного електродвигуна.
Фотографії запозичені із сайту http://zametkielectrika.ru
Підкажіть чому електродвигуни роблять із чавуну та алюмінію? яка різниця у цьому? Чому не можна їх зробити зі сталі, наприклад?
корпус з чавуну міцніший, набагато стійкий до механічного зношування легко відливається та обробляється. Також При роботі ел. двигун виділяє тепло тобто нагрівається і це тепло необхідно віддати в атмосферу, а чавун і алюмінієвий сплав дуже хороший теплообмінник (акумулятори в квартирі чавун або алюмінієві)
підкажіть, міряв опір на обмотках двигуна коли він був дуже гарячим, у нього просто один виток з клемника відгорів, все показувало нормально і на корпус не шив, але тільки двигун охолонув прилади мені показали, що даний двигун несправний. Чому так?
при нагріванні всі тіла розширюються, а при охолодженні звужуються. Звідси висновок, коли двигун був нагрітий, всі його обмотки теж були нагріті і розширені, і не створювали (к.з.), а коли охолонули, пошкоджені її ділянки притиснулися один до одного, і закоротили між собою.
Привіт! є асинхронний двигун 2,2 кВт, стоїть в редукторі для буріння. Опір всіх обмоток постійному струму 2,8 Ом. Опір між обмотками відносного один одного та корпусу вимірювався мегаомметром на 500 В. Норма. Проблема: На холосту мотор працює, крутить. Під навантаженням не розвиває необхідної потужності. Підключали спочатку через частотний перетворювач на 220, з'єднання трикутник, не бурить. Потім, для експерименту підключили зіркою на 380В та ж картина, під навантаженням вмирає, хоча в холосту зауважень немає. Сам редуктор в ідеальному стані.Підкажіть, що робити? чи може проблема бути в роторі? навряд чи могли всі три обмотки однаково підгоріти до 2,8 Ом. і взагалі яких порядків має бути там опір? заздалегідь дякую!
Так, Ви маєте рацію, фактично такого не може бути, щоб у всіх обмотках трапилося ідентичне міжвиткове замикання. До того ж, активний опір 2,8 Ом якраз властивий обмоткам двигуна подібної потужності. Оскільки двигун справно працює на неодруженому ходу, то, будь ласка, дайте відповідь на пару уточнюючих питань:
на неодруженому ходу двигун перегрівається? Якщо так, то можливо, замкнуті пластини шихтованого магнітопроводу і там вихрові струми гуляють — таке могло статися, якщо розлетівся підшипник, і його частини потрапили між ротором та статором, залишаючи подряпини та борозни у металі. Розберіть двигун і огляньте поверхні ротора та статора – чи немає там виразних пошкоджень магнітопроводу. Також переконайтеся, що пластини магнітопроводу не проіржавіли всередині (іржа розпирає та викривляє пластини)
Малоймовірно, щоб литі алюмінієві суцільнометалеві короткозамкнуті витки біличного колеса були пошкоджені. Але уважно огляньте ротор – поздовжні смужки не повинні мати тріщин.
Друге питання – Ви згадали, що підключали двигун через частотний перетворювач. І якщо я правильно зрозумів, підключали також безпосередньо до трьох фаз 380В зіркою, або теж через частотний перетворювач? Можливо, сам частотник не витягує?
І ще одне питання — цей двигун до цього справно бурив чи обладнання нове (заводське чи саморобне, не важливо)? Якщо це досвідчена технологія, то, можливо, не вистачає моменту двигуна для буріння?
Для перевірки моменту можна скористатися простим народним способом:
потрібно заглибити бур, доки двигун не почне глухнути.
Потім взяти динамометричний ключ та виміряти момент прямо на валу вимкненого двигуна. За логікою, щоб буря весело бурила, потрібно, щоб момент двигуна в кілька разів перевищував момент навантаження (виміряний динамометричним ключем) на вході редуктора з поглибленим буром. Адже там і ґрунт особливо щільний буває, і каміння трапляється.
для Вашого мотора номінальний момент, що крутить, десь 7-8 Н*М (знайте точніше, залежить від оборотів і виробника, марки і т д)
Не знаю, який бур, але маю на увазі, що для буріння водяних свердловин неглибоких. За досвідом, навскидку – 2,2 кВт мало буде, хлопці на свої бурові 5, 7, і навіть 10 кВт ставлять.
Треба переконатися, що навантаження відповідає можливостям двигуна.