Как проверить межвитковое замыкание электродвигателя
Перейти к содержимому

Как проверить межвитковое замыкание электродвигателя

  • автор:

Неисправности электрооборудования и способы их устранения — Междуфазное замыкание двигателя

При замыкании между фазами ротора с контактными кольцами в обмотках статора протекает колеблющийся ток, превышающий номинальный. Ротор может вращаться с полусинхронной частотой вращения. Пробой между фазами ротора чаще всего происходит при пуске двигателя. Место замыкания между фазами статора или ротора можно определить после размыкания звезды или треугольника путем подачи на соединенные фазы напряжения от машины постоянного тока, например как и при замыкании на корпус. При междуфазном замыкании необходимо частично или полностью заменить обмотку.
Витковое замыкание. Наличие замкнутых витков в одной из фаз обмотки статора приводит к увеличению тока в этой фазе, двигатель работает с ненормальным гулом, короткозамкнутые витки перегреваются, изоляция витков горит, появляется дым. Если двигатель не будет отключен защитой, то витковое замыкание переходит в междуфазное или в замыкание па корпус. Витковое замыкание в обмотке ротора с контактными кольцами наиболее ярко проявляет себя в процессе пуска двигателя. Бо время’ пуска величина тока в фазах статора меняется, короткозамкнутые витки обмотки ротора перегреваются и может появиться дым, время пуска затягивается.
Выявить витковое замыкание в обмотках статора и ротора без разборки двигателя можно при помощи опыта на трансформацию. Для этого обмотку статора включают на пониженное напряжение при разомкнутых кольцах ротора. В каждую фазу статора включают амперметр. При витковом замыкании в обмотке статора или ротора амперметры показывают разные токи. Далее медленно проворачивают ротор: если показания амперметров не зависят от положения ротора, то витковое замыкание — в обмотке статора, а если при повороте ротора показания амперметров меняются, то витковое замыкание — в обмотке ротора. Чтобы определить катушку с витковым замыканием, двигатель следует разобрать. Далее на пазовую часть одной активной стороны катушки нужно установить электромагнит переменного тока (рис. 69), а ко второй активной стороне этой катушки приложить ножовочное полотно или стальную линейку. При наличии виткового замыкания линейка притягивается к пазу переменным магнитным полем и вибрирует. Таким образом должны быть проверены все катушки статора. Если нет электромагнита, то катушку с витковым замыканием можно найти измерением сопротивления фаз переменному току. Для этого от сварочного трансформатора к каждой фазе поочередно подводят напряжение порядка 15-20% номинального и измеряют величину тока. Делением напряжения на ток находят фазу, имеющую минимальное сопротивление. После определения поврежденной фазы ее оставляют под напряжением, и катушка с короткозамкнутыми витками будет сильно нагреваться.
Если необходимо исключить катушку из схемы, то ее следует разрезать в лобовых частях. Вопрос о возможности исключения катушки из схемы решается по аналогии с замыканием катушки на корпус. Если невозможно исключить катушку, ее необходимо заменить новой.

Рис. 69. Определение виткового замыкания в обмотке машины переменного тока: 1— статор; 2 — электромагнит; 3 —проверяемая катушка; 4 — стальная линейка.

«Перевернута» одна из фаз обмотки. При включении двигателя с «перевернутой» фазой статора (перепутаны начало и конец фазы) токи в фазах двигателя выше номинальных и резко отличаются друг от друга, а ротор вращается с полусинхронной частотой вращения. При соединении обмотки статора в треугольник включение двигателя с перевернутой фазой равносильно короткому замыканию. В роторных обмотках такая неисправность встречается очень редко, и ее можно определить при опыте на трансформацию. При этом измеряют напряжение на кольцах ротора. Если из трех замеров вольтметр покажет 2 раза фазное напряжение, а один раз линейное — фаза «перевернута».
Если имеется сомнение в правильности разметки выводных концов обмотки, то следует провести маркировку выводных концов (способы маркировки приводятся далее).

Рис. 70. Проверка целости стержней короткозамкнутого ротора: 1 — электромагнит переменного тока; 2—проверяемый ротор; 3 — лист электрокартона со стальными опилками.

Обрыв стержней в беличьей клетке короткозамкнутого ротора. В последние годы указанная неисправность встречается относительно часто в роторах, залитых алюминием.
При работе двигателя с поврежденными роторными стержнями частота вращения ротора при одинаковой нагрузке на вал будет меньше, чем в таком же двигателе с исправным ротором. При значительном количестве поврежденных стержней ротор нагруженного двигателя останавливается, двигатель терпит аварию, если он не отключается защитой.
Во всех случаях двигатель с поврежденными роторными стержнями, работающий под нагрузкой, потребляет из сети повышенный ток и перегревается больше исправного двигателя.
Иногда наблюдается выход из строя роторных стержней, сделанных из латуни или меди. Это чаще всего бывает при внезапном заклинивании приводного механизма или при пуске электрического двигателя, приводящего во вращение неисправные механизмы с большими маховиками.
Если при эксплуатации двигателя появляются признаки неисправности беличьей клетки ротора, необходимо двигатель разобрать и проверить роторные стержни. Рекомендуется проверять целость стержней при профилактических ремонтах двигателя.
Проверять исправность беличьей клетки ротора лучше всего электромагнитом переменного тока и листом картона с чугунными или стальными опилками. Ротор ставят в раздвижной электромагнит, как показано на рисунке 70.
Желательно, чтобы оси полюсов электромагнита приближались к поверхности ротора в точках, отстоящих одна от другой на треть длины окружности ротора.
В обмотку электромагнита включают ток, переменным магнитным потоком наводится э. д. с. во всех роторных стержнях, ток протекает только по целым стержням. На поверхность ротора накладывают лист электрокартона со стальными опилками. Вдоль целых роторных стержней опилки рассыпаются. Если стержни повреждены, опилки не рассыпаются. Поворачивая ротор, можно проверить все роторные стержни.
Ремонт беличьих клеток роторов с медными или латунными стержнями проводится относительно просто. Поврежденные стержни извлекают из пазов, а вместо них забивают новые и приваривают их к замыкающим кольцам газовой сваркой.
Значительно сложнее ремонтировать беличью клетку, отлитую из алюминия. В этом случае поступают так. На токарном станке обрезают замыкающие кольца клетки ротора. Затем ротор опускают в 2%-ный раствор каустической соды, температура которого должна быть порядка 50° С, и выдерживают в течение суток. Далее ротор промывают горячей водой, шинуют латунными стержнями соответствующих пазу размеров и приваривают стержни к замыкающим кольцам газовой сваркой. Сечение замыкающих стержни колец должно быть в 4-5 раз больше сечения роторных стержней.
Очень эффективно алюминий из пазов ротора удаляется при погружении ротора в расплавленный свинец, но этот способ дороже. Нельзя выплавлять алюминий из пазов ротора в кузнечных горнах и печах, так как активная сталь ротора подвергается короблению. После ошиновки и сварки клетки необходимо провести статическую балансировку ротора.
Местные перегревы активной стали статора. В отдельных случаях активная сталь неравномерно нагревается, что вредно отражается на изоляции обмотки. Отдельные места активной стали нагреваются из-за отсутствия изоляции между листами.
Межлистовые замыкания появляются при задевании ротора о статор или при наличии оплавлений активной стали вследствие различных замыканий в обмотке статора. Обнаружить межлистовые замыкания можно при разборке двигателя.

9 основных неисправностей электродвигателя

В этом обзоре мы рассмотрим типичные неисправности трехфазных асинхронных электродвигателей и способы их предупреждения и устранения.

Электрические неисправности электродвигателя

Электрические неисправности двигателя всегда связаны с обмоткой.

  1. Межвитковое замыкание может возникнуть при ухудшении изоляции в пределах одной обмотки. Возможные причины: перегрев обмотки, некачественная изоляция, износ изоляции вследствие вибрации. Определить межвитковое замыкание бывает сложно. Основной метод диагностики – сравнение сопротивления и рабочего тока всех трех обмоток. Первые симптомы межвиткового замыкания – повышенный нагрев двигателя и падение момента на валу. При этом по одной из фаз ток больше, чем по двум другим.
  2. Замыкание между обмотками происходит из-за смещения обмоток, механической вибрации и ударов. При отсутствии должной электрической защиты может возникнуть короткое замыкание и пожар.
  3. Замыкание обмотки на корпус. При данной неисправности электродвигатель может продолжать работать, если неправильно выполнены заземление и защита от короткого замыкания. Однако в работе он будет смертельно опасен, так как его потенциал будет находиться под фазным напряжением.
  4. Обрыв обмотки. Эта неисправность равносильна пропаданию фазы. Если обрыв происходит в работе, то двигатель резко теряет мощность и начинает перегреваться. При правильно выполненной защите двигатель отключится, поскольку ток по другим фазам будет повышен.

Для устранения большинства из этих поломок требуется перемотка двигателя.

Механические неисправности электродвигателя

Механические неисправности электродвигателя связаны с его конструкцией.

  1. Износ и трение в подшипниках. Проявляется в повышении механической вибрации и шума при работе. В этом случае требуется замена подшипников, иначе неисправность приведет к перегреву и падению производительности двигателя.
  2. Проворачивание ротора на валу. Ротор может вращаться в магнитном поле статора, а вал будет неподвижен. Требуется механическая фиксация ротора на валу.
  3. Зацепление ротора за статор. Эта проблема связана с механической поломкой подшипников, их посадочных мест или корпуса двигателя. Кроме того, подобная неисправность приводит к повреждению обмотки статора. Практически не подлежит ремонту.
  4. Повреждение корпуса двигателя. Может происходить из-за ударов, повышенных нагрузок, неправильного крепления или низкого качества двигателя. Ремонт является трудоемким из-за трудностей соосной установки переднего и заднего подшипников.
  5. Проворачивание или повреждение крыльчатки обдува. Несмотря на то, что двигатель продолжит работать, он будет перегреваться, что существенно сократит срок его службы. Крыльчатку необходимо закрепить (для этого используется шпонка или стопорное кольцо) или заменить.

Аварийные ситуации при работе электродвигателя

Существуют неисправности, не связанные непосредственно с двигателем, но влияющие на его работу, характеристики и срок службы. Большинство этих неисправностей вызваны механической перегрузкой, увеличением тока, и, как следствие, перегревом обмоток и корпуса.

  1. Увеличение нагрузки на валу вследствие заклинивания привода либо приводимых механизмов.
  2. Перекос напряжения питания, который может быть вызван проблемами питающей сети либо внутренними проблемами привода.
  3. Пропадание фазы, которое может произойти на любом участке питания двигателя – от питающей трансформаторной подстанции до обмотки двигателя.
  4. Проблема с обдувом (охлаждением). Может возникнуть из-за повреждения крыльчатки двигателя при собственном охлаждении, из-за останова вентилятора внешнего принудительного охлаждения или вследствие значительного повышения температуры окружающей среды.

Способы защиты электродвигателя

Для защиты электродвигателя от внутренних и внешних неисправностей, а также для минимизации дальнейших трудозатрат по его ремонту применяют различные устройства.

1. Мотор-автоматы и тепловые реле

Мотор-автоматы (автоматы защиты двигателя) и тепловые реле используют для обнаружения превышения тока по одной или всем фазам двигателя. В случае превышения через некоторое время происходит отключение привода.

В отличие от мотор-автомата, у теплового реле нет силовой коммутации. Оно имеет только управляющий контакт, который размыкает питание силовой цепи. Мотор-автомат является самостоятельным коммутационным устройством, способным выключать двигатель.

Минус теплового реле заключается в отсутствии защиты от короткого замыкания. Мотор-автомат имеет защиту от перегрузки и электромагнитную защиту от короткого замыкания, которая мгновенно срабатывает и выключает двигатель при превышении тока уставки в 10-20 раз.

Данные устройства используются наиболее широко и при правильной установке и настройке способны с большой долей вероятности защитить электродвигатель и оборудование от поломки и других негативных последствий.

2. Электронные реле защиты двигателей

Данный вид защиты обеспечивает большой выбор различных защит. Основным элементом таких реле является микропроцессор, который анализирует мгновенные значения напряжения и тока и принимает решения на основе заданных настроек. Это может быть выдача сигнала на индикацию либо на отключение двигателя.

3. Термисторы и термореле

Когда по какой-то причине не сработала тепловая защита по перегрузке, последний рубеж обороны — термозащита. Внутрь обмотки устанавливается термочувствительный элемент (как правило, термистор или позистор), который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры. При пересечении порога срабатывает соответствующая защита, и двигатель отключается.

Возможно применение более простых дискретных термореле (термоконтактов), которые размыкают контрольную или тепловую цепь, что приводит к аварийной остановке электродвигателя.

4. Преобразователи частоты

Обычно преобразователи частоты располагают несколькими видами защиты – по превышению момента и тока, по превышению напряжения, обрыву фазы и проч. Кроме того, возможно ограничение момента и тока. В этом случае на двигатель будет подаваться напряжение с меньшим уровнем и частотой, если будет обнаружена перегрузка. При этом будет выдано соответствующее сообщение оператору, а двигатель может продолжать работать.

Также производители частотных преобразователей рекомендуют устанавливать защитный автомат на входе ПЧ, тепловое реле на выходе и термисторную защиту.

Как определить межвитковое замыкание электродвигателя

До 40 процентов случаев проблем с электродвигателем связано с межвитковым замыканием. Как правило, оно возникает в катушке обмотки возбуждения. Основные причины:

  • Перегрузка двигателя из-за неправильной его эксплуатации либо механических повреждений. Вследствие этого происходит перегрев обмоток статора и повреждение или разрушение их изоляционного слоя. В результате уменьшается сопротивление цепи, и контакт витков катушки ведет к замыканию и выходу двигателя из строя.
  • «Сухие» или заклинившие подшипники.
  • Заводской брак обмоток (либо их неудачная перемотка).
  • Попадание влаги внутрь агрегата из-за несоблюдения условий его хранения (например, во влажном месте).

Итак, причины более или менее понятны, теперь мы попытаемся разобраться: как определить межвитковое замыкание электродвигателя?

Способы определения межвиткового замыкания двигателя

Если какая-либо часть статора сильно нагревается, стоит прекратить работу и провести диагностику агрегата. Мы предлагаем следующие варианты:

  • Токовые клещи. Измеряется нагрузка на каждую фазу, и, если на какой-либо из них она значительно увеличена, то это признак межвиткового замыкания. Однако чтобы избежать ошибки из-за, например, перекоса фаз на подстанции, стоит также измерить приходящее напряжение вольтметром.
  • Прозвон обмоток тестером. Прозванивается каждая обмотка в отдельности, затем полученные результаты сопротивления сверяются. Но следует учесть, что этот способ может оказаться неэффективным при замыкании 2-3 витков, т.к. в этом случае расхождение будет небольшим.
  • Измерения мегомметром. Чтобы обнаружить замыкание на корпус, один щуп прикладывается к корпусу двигателя, второй – к выходу обмоток в борно.
  • Проверить межвитковое замыкание электродвигателя также можно визуально. Агрегат разбирается и тщательно осматривается на предмет наличия сгоревшей части обмотки.
  • Проверка с помощью понижающего трехфазного трансформатора и шарика от подшипника или пластинки от трансформаторного железа. Этот способ считается самым надежным. Предупреждение: ни в коем случае не используйте данный алгоритм при напряжении в 380 вольт, это опасно для жизни! Последовательность действий такова: три фазы с понижающего трансформатора подаются на статор предварительно разобранного двигателя. Туда кидается шарик. Если он движется внутри статора по кругу – аппарат в рабочем состоянии. Если через несколько оборотов он «залипает» на одном месте – именно там и находится замыкание. Пластинка прикладывается к железу внутри статора. Если она «примагничивается», причин для беспокойства нет, а ее дребезжание указывает на межвитковое замыкание.

Следует также отметить, что все перечисленные выше способы проверки производятся исключительно с заземленным двигателем.

Таким образом, зная, как проверить обмотку электродвигателя на межвитковое замыкание, вы сможете самостоятельно выявить причину неисправности и принять решение о ее своевременном устранении.

Определение межвиткового замыкания 3-ф двигателя.

ALEXANDR81

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

  • IPS Theme by IPSFocus
  • Политика конфиденциальности
  • Обратная связь
  • Уже зарегистрированы? Войти
  • Регистрация
Главная
Активность
  • Создать.

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *