Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как проверить состояние обмотки электрического двигателя

Как проверить состояние обмотки электрического двигателя

Как проверить состояние обмотки электрического двигателяНа первый взгляд обмотка представляет кусок проволоки смотанной определенным образом и в ней нечему особо ломаться. Но у нее есть особенности:

строгий подбор однородного материала по всей длине;

точная калибровка формы и поперечного сечения;

нанесение в заводских условиях слоя лака, обладающего высокими изоляционными свойствами;

прочные контактные соединения.

Если в каком-либо месте провода нарушена любое из этих требований, то изменяются условия для прохождения электрического тока и двигатель начинает работать с пониженной мощностью или вообще останавливается.

Чтобы проверить одну обмотку трехфазного двигателя необходимо отключить ее от других цепей. Во всех электродвигателях они могут собираться по одной из двух схем:

Концы обмоток обычно выводятся на клеммные колодки и маркируются буквами «Н» (начало) и «К» (конец). Иногда отдельные соединения могут быть спрятаны внутри корпуса, а для выводов используются другие способы обозначения, например, цифрами.

Виды соединений обмоток трехфазных электродвигателей

У трехфазного двигателя на статоре используются обмотки с одинаковыми электрическими характеристиками, обладающими равными сопротивлениями. Если при замере омметром они показывают разные значения, то это уже повод серьезно задуматься над причинами разброса показаний.

Как проявляются неисправности в обмотке

Визуально оценить качество обмоток не представляется возможным из-за ограниченного допуска к ним. На практике проверяют их электрические характеристики, учитывая, что все неисправности обмоток проявляются:

обрывом, когда нарушается целостность провода и исключается прохождение электрического тока по нему;

коротким замыканием, возникающем при нарушении слоя изоляции между входным и выходным витком, характеризующимся исключением обмотки из работы с шунтированием концов;

межвитковым замыканием, когда изоляция нарушается между одним или несколькими близкорасположенными витками, которые этим выводятся из работы. Ток проходит по обмотке, минуя короткозамкнутые витки, не преодолевая их электрическое сопротивление и не создавая ими определенной работы;

пробоем изоляции между обмоткой и корпусом статора или ротора.

Виды неисправностей обмоток электродвигателей

Проверка обмотки на обрыв провода

Этот вид неисправности определяется замером сопротивления изоляции омметром. Прибор покажет большое сопротивление — ∞, которое учитывает образованный разрывом участок воздушного пространства.

Проверка обмотки на возникновение короткого замыкания

Двигатель, внутри электрической схемы которого возникло короткое замыкание, отключается защитами от сети питания. Но, даже при быстром выводе из работы таким способом место возникновения КЗ хорошо видно визуально за счет последствий воздействия высоких температур с ярко выраженным нагаром или следами оплавления металлов.

При электрических способах определения сопротивления обмотки омметром получается очень маленькая величина, сильно приближенная к нулю. Ведь из замера исключается практически вся длина провода за счет случайного шунтирования входных концов.

Проверка обмотки на возникновение межвиткового замыкания

Это наиболее скрытая и сложно определяемая неисправность. Для ее выявления можно воспользоваться несколькими методиками.

Способ омметра

Прибор работает на постоянном токе и замеряет только активное сопротивление проводника. Обмотка же при работе за счет витков создает значительно большую индуктивную составляющую.

При замыкании одного витка, а их общее количество может быть несколько сотен, изменение активного сопротивления заметить очень сложно. Ведь оно меняется в пределах нескольких процентов от общей величины, а подчас и меньше.

Можно попробовать точно откалибровать прибор и внимательно измерить сопротивления всех обмоток, сравнивая результаты. Но разница показаний даже в этом случае не всегда будет видна.

Более точные результаты позволяет получить мостовой метод измерения активного сопротивления, но это, как правило, лабораторный способ, недоступный большинству электриков.

Замер токов потребления в фазах

При межвитковом замыкании изменяется соотношение токов в обмотках, проявляется излишний нагрев статора. У исправного двигателя токи одинаковы. Поэтому прямое их измерение в действующей схеме под нагрузкой наиболее точно отражает реальную картину технического состояния.

Измерения переменным током

Определить полное сопротивление обмотки с учетом индуктивной составляющей в полной рабочей схеме не всегда возможно. Для этого придется снимать крышку с клеммной коробки и врезаться в проводку.

У выведенного из работы двигателя можно использовать для замера понижающий трансформатор с вольтметром и амперметром. Ограничить ток позволит токоограничивающий резистор или реостат соответствующего номинала.

Способ измерения сопротивления обмотки переменным током

При выполнении замера обмотка находится внутри магнитопровода, а ротор или статор могут быть извлечены. Баланса электромагнитных потоков, на условие которого проектируется двигатель, не будет. Поэтому используется пониженное напряжение и контролируются величины токов, которые не должны превышать номинальных значений.

Замеренное на обмотке падение напряжения, поделенное на ток, по закону Ома даст значение полного сопротивления. Его останется сравнить с характеристиками других обмоток.

Эта же схема позволяет снять вольтамперные характеристики обмоток. Просто надо выполнить замеры на разных токах и записать их в табличной форме или построить графики. Если при сравнении с аналогичными обмотками серьёзных отклонений нет, то межвитковое замыкание отсутствует.

Шарик в статоре

Способ основан на создании вращающегося электромагнитного поля исправными обмотками. Для этого на них подается трехфазное симметричное напряжение, но обязательно пониженной величины. С этой целью обычно применяют три одинаковых понижающих трансформатора, работающих в каждой фазе схемы питания.

Проверка обмоток статора

Для ограничения токовых нагрузок на обмотки эксперимент проводят кратковременно.

Небольшой стальной шарик от шарикоподшипника вводят во вращающееся магнитное поле статора сразу после включения витков под напряжение. Если обмотки исправны, то шарик синхронно катается по внутренней поверхности магнитопровода.

Когда одна из обмоток имеет межвитковое замыкание, то шарик зависнет в месте неисправности.

Во время теста нельзя превышать ток в обмотках больше номинальной величины и следует учитывать, что шарик свободно выскакивает из корпуса со скоростью вылета из рогатки.

Электрическая проверка полярности обмоток

У статорных обмоток может отсутствовать маркировка начала и концов выводов и это затруднит правильность сборки.

На практике для поиска полярности используются 2 способа:

1. с помощью маломощного источника постоянного тока и чувствительного амперметра, показывающего направление тока;

2. методом использования понижающего трансформатора и вольтметра.

В обоих вариантах статор рассматривается как магнитопровод с обмотками, работающий по аналогии трансформатора напряжения.

Проверка полярности посредством батарейки и амперметра

На внешней поверхности статора выведены шестью проводами три отдельных обмотки, начала и концы которых надо определить.

С помощью омметра вызванивают и помечают вывода, относящиеся к каждой обмотке, например, цифрами 1, 2, 3. Затем произвольно маркируют на любой из обмоток начало и конец. К одной из оставшихся обмоток подключают амперметр со стрелкой посередине шкалы, способной указывать направление тока.

Минус батарейки жестко подключают к концу выбранной обмотки, а плюсом кратковременно прикасаются к ее началу и сразу разрывают цепь.

Проверка полярности обмоток статора батарейкой

При подаче импульса тока в первую обмотку он за счет электромагнитной индукции трансформируется во вторую замкнутую через амперметр цепь, повторяя первоначальную форму. Причем, если полярность обмоток угадана правильно, то стрелка амперметра отклонится вправо при начале импульса и отойдет влево при размыкании цепи.

Если стрелка ведет себя по-другому, то полярность просто перепутана. Останется только промаркировать выводы второй обмотки.

Очередная третья обмотка проверяется аналогичным образом.

Проверка полярности посредством понижающего трансформатора и вольтметра

Здесь тоже вначале вызванивают обмотки омметром, определяя вывода, которые к ним относятся.

Затем произвольно маркируют концы первой выбранной обмотки для подключения к понижающему трансформатору напряжения, например, на 12 вольт.

Проверка полярности обмоток статора трансформатором и вольтметром

Две оставшиеся обмотки случайным образом скручивают в одной точке двумя выводами, а оставшуюся пару подключают к вольтметру и подают питание на трансформатор. Его выходное напряжение трансформируется в остальные обмотки с такой же величиной, поскольку у них равное число витков.

За счет последовательного подключения второй и третьей обмоток вектора напряжения сложатся, а их сумму покажет вольтметр. В нашем случае при совпадении направления обмоток эта величина будет составлять 24 вольта, а при разной полярности — 0.

Останется промаркировать все концы и выполнить контрольный замер.

В статье дан общий порядок действий при проверке технического состояния какого-то произвольного двигателя без конкретных технических характеристик. Они в каждом индивидуальном случае могут меняться. Смотрите их в документации на ваше оборудование.

MDR-S20 – система для комплексного мониторинга технического состояния генераторов и высоковольтных электродвигателей

MDR-S20

Система MDR-S20 предназначена для оперативного контроля технического состояния, диагностики дефектов и управления эксплуатацией высоковольтных электрических генераторов и двигателей.

Оценка технического состояния электрических машин в системе MDR-S20 производится в режиме непрерывного мониторинга несколькими различными взаимодополняющими методами:

  • Контроль технического состояния изоляции обмотки статора по частичным разрядам в СВЧ диапазоне частот с точной геометрической локацией места возникновения дефекта в изоляции.
  • Контроль вибрационного состояния лобовых частей обмотки статора при помощи беспроводных датчиков вибрации и температуры.
  • Выявление дефектов и замыканий в обмотке ротора на основании анализа пульсаций магнитного потока в зазоре электрической машины.
  • Контроль продольной ЭДС ротора (диагностика состояния изоляции подшипниковой опоры).

MDR-S20

Регистрация и анализ частичных разрядов

Для контроля частичных разрядов в обмотке статора электрической машины внутри статора устанавливается до пяти электромагнитных антенн марки BA-1, работающих в СВЧ (UHF) диапазоне частот.

Первая электромагнитная антенна A1 устанавливается в зоне входа в статор питающего кабеля, подключенного к обмотке статора. При помощи сигнала от этой антенны производится отстройка от высокочастотных помех, проникающих в обмотку статора из сети по питающему кабелю.

Электромагнитные антенны A2-A5 располагаются в зонах лобовых частей обмотки, по две с каждой стороны. Антенны желательно устанавливать диаметрально противоположно друг другу.

Антенна A6 предназначена для регистрации высокочастотных импульсов снаружи корпуса электрической машины. Использование этой антенны позволяет повысить итоговую помехозащищенность регистрации частичных разрядов в обмотке статора.

Все электромагнитные антенны внутри корпуса статора не должны располагаться в одной плоскости. Это необходимо для повышения точности локации мест возникновения частичных разрядов.

Регистрация частичных разрядов в обмотке статора электрической машины производится при помощи прибора PD-Analyzer, позволяющего синхронно регистрировать СВЧ импульсы от 6 антенн.

Прибор PD-Analyzer внесен в реестр средств измерений РФ.

MDR-S20

Встроенная в общее программное обеспечение мониторинга MDR-S20 экспертная система диагностики по частичным разрядам позволяет в автоматическом режиме решать три наиболее важные для практики задачи:

  • Проводить эффективную отстройку реальных импульсов частичных разрядов от различных высокочастотных помех, что повышает достоверность проводимых измерений и диагностики.
  • На основании анализа стандартного PRPD распределения импульсов (зависимости момента возникновения импульсов частичных разрядов от фазы синусоиды питающей сети) определять тип дефекта, оперативно оценивать степень его опасности.
  • Локализовать место возникновения дефекта. В основе метода локации мест дефектов лежит анализ времени прихода импульсов от одного разряда к нескольким антеннам. Реальная геометрическая точность определения места источника частичных разрядов составляет 0,2–0,4 м и зависит от габаритных размеров статора, количества и мест установки антенн.

MDR-S20

Практический пример работы экспертной системы:

На статоре тихоходного электродвигателя 8 МВт был зарегистрирован повышенный уровень частичных разрядов, исходное PRPD распределение которых, после первичной аппаратной фильтрации в каждом измерительном канале прибора PD-Analyzer, приведено на предыдущей странице для двух каналов.

После проведения дополнительной межканальной алгоритмической фильтрации импульсов было получено уточненное PRPD распределение частичных разрядов, приведенное на картинке.

На этом распределении были выделены три явно выраженные амплитудно-фазовые зоны, в которых была выполнена многоканальная локация мест возникновения частичных разрядов.

MDR-S20

Зона 1

В этой зоне сосредоточены частичные разряды наибольшей амплитуды, повторяющиеся через 180 градусов синусоиды питающей сети.

Экспертная система определила источником этих разрядов дефект типа «плавающий потенциал», опасность которого сильно зависит от места его возникновения. Расчеты однозначно локализовали этот дефект не в обмотке статора, а в концевой муфте подключенного высоковольтного кабеля.

На схематическом разрезе статора экспертная система точно определила место возникновения этого дефекта (на картинке 1 справа внизу) и выделила зеленым цветом, признав его не опасным для эксплуатации обмотки статора.

MDR-S20

Зона 2

В этой зоне сосредоточены импульсы частичных разрядов, не имеющие жесткой привязки к фазе питающей сети.

По этой причине сразу же однозначно определить тип дефекта не удалось, для уточнения была выполнена процедура локации места возникновения импульсов. Расчеты однозначно указали на локальную зону в лобовых частях, вверху, с одной стороны статора.

На основании этой дополнительной информации источник частичных разрядов был идентифицирован как дефект. Причина: увлажнение, и (или) загрязнение, и (или) истирание изоляции лобовых частей обмотки.

Дефект такого типа опасен для эксплуатации двигателя и должен быть оперативно устранен, поэтому цвет зоны дефекта на рисунке красный.

MDR-S20

Зона 3

В эту зону была выделена часть импульсов, по амплитуде находящихся в зоне высокочастотных шумов, на PRPD это красное пятно в центре зоны 3. Только эти импульсы имели фиксированную локацию, тогда как остальные импульсы этой амплитуды не имели одинакового места возникновения.

Выявленный дефект был идентифицирован экспертной системой как разряд между секцией обмотки и стенкой паза, зона разряда показана на рисунке 3 в пазу обмотки статора.

Дефект опасный и требует оперативного устранения, поэтому на рисунке он показан красным цветом.

Результаты автоматизированной экспертной диагностики были подтверждены во время остановки электродвигателя. После устранения дефектов все критические частичные разряды исчезли.

Контроль вибрации лобовых частей

Повышенная вибрация лобовых частей обмотки статора приводит к истиранию изоляции, появлению частичных разрядов и, в итоге, к электрическому пробою. При высоком уровне вибрации возможно даже механическое разрушение межфазных перемычек.

Обычно для контроля вибрации лобовых частей мощных генераторов и электрических машин используются оптоволоконные датчики, имеющие необходимую чувствительность и хорошую электрическую изоляцию. Основным практическим ограничением широкого внедрения таких датчиков вибрации является их высокая цена.

BDM/TV

В системе мониторинга марки MDR-S20 для контроля вибрации лобовых частей используются более дешевые (практически на порядок) беспроводные датчики марки BDM/TV, контролирующие вибрацию и температуру в точке установки.

Эти полностью беспроводные датчики имеют компактный изолированный корпус размером 40*40*30 мм и могут работать при температурах контролируемых объектов до 125 градусов.

Датчики легко монтируются на поверхности лобовых частей обмотки в точках, в которых необходимо контролировать вибрацию и температуру.

Электрическое питание, необходимое для работы встроенной электроники, датчики получают от энергии электромагнитного поля, наведенного рабочим током, протекающим по проводникам секции обмотки статора, на которой они смонтированы. При включении электрической машины в секциях обмотки статора начинают протекать токи, поэтому датчики автоматически включаются в работу.

WDM-M

Выходная информация от датчиков вибрации передается по беспроводному интерфейсу на специализированные приемники марки WDM-2, смонтированные с двух сторон внутри корпуса статора в зоне лобовых частей.

Датчики марки BDM/TV контролируют вибрационный сигнал в трех направлениях и синхронизируются от синусоиды тока в секции обмотки статора. Это дает возможность при анализе вибрационных процессов моделировать на экране компьютера пространственное перемещение контролируемой точки лобовой части секции обмотки. Наиболее наглядным представлением является моделирование с одновременным использованием сигналов от нескольких датчиков, смонтированных в зоне лобовых частей.

В системе MDR-S20 может быть использовано от трех до шести (и более, если необходимо проводить специальные исследования электродинамических процессов) датчиков вибрации марки BDM-TV с каждой стороны обмотки статора.

Контроль замыканий в обмотке ротора (опция)

Значимым дефектом обмотки возбуждения ротора генератора является нарушение целостности изоляции витков. Это возникает при локальных межвитковых замыканиях или замыканиях витков обмотки на массив ротора.

Возникновение короткозамкнутых витков в обмотке ротора приводит к искажению сигнала синусоиды магнитного поля в зазоре электрической машины, повышению уровня высших гармонических составляющих, повышенному нагреву машины и снижению ее общего КПД.

Контроль наличия замыканий в обмотке ротора в MDR-S20 производится на основании анализа магнитного потока в зазоре электрической машины. В зазоре между статором и ротором устанавливается датчик магнитного потока, регистрирующий мгновенные изменения в процессе вращения ротора.

На основании анализа выявленных искажений магнитного потока при помощи экспертной системы определяется секция обмотки (паз), в которой произошло замыкание.

Контроль продольной ЭДС ротора (опция)

В силу особенностей конструкции роторов генераторов в них часто возникает электромагнитная несимметрия, приводящая к возникновению на противоположных концах ротора переменного напряжения (продольной ЭДС). Величина этого напряжения может достигать больших значений, до сотни вольт.

При замыкании этого напряжения через подшипники и фундамент возникает ток, который разрушает опорные подшипники ротора электрической машины.

Для контроля продольной ЭДС и состояния подстуловой изоляции в системе MDR-S20 предусмотрено измерение до двух токов в цепях заземления и до двух напряжений на роторе.

Особенности монтажа системы MDR-S20

Основной модуль системы мониторинга MDR-S20 (PD-Analyzer) монтируется в защитном шкафу рядом с контролируемой электрической машиной. Это делается для того, чтобы затухание СВЧ импульсов частичных разрядов в соединительных коаксиальных кабелях было минимальным.

BA-1

Электромагнитные антенны BA-1 для регистрации импульсов частичных разрядов монтируются внутри статора так, как это описано выше.

В зоне лобовых частей статора, внутри корпуса с противоположных сторон, устанавливаются модули марки WDM-2, соединенные между собой и с основным модулем системы при помощи интерфейса RS-485.

Эти интегрирующие приемные модули используются в системе мониторинга MDR-S20 для нескольких целей:

  • Сбора информации от беспроводных датчиков вибрации и температуры лобовых частей обмотки статора с использованием беспроводного интерфейса.
  • Регистрации информации от датчика магнитного потока, расположенного в зазоре электрической машины (для системы контроля замыканий в обмотке ротора).
  • Контроля влажности и температуры окружающего воздуха внутри статора электрической машины.
  • Контроля температуры и вибрации корпуса статора электрической машины.

Итоговое программное обеспечение мониторинга и диагностики марки INVA устанавливается в компьютере автоматизированного рабочего места (АРМ). Для этих целей может быть использован персональный компьютер в операторной станции.

При создании локальной системы мониторинга может быть использован панельный компьютер, встроенный в шкаф системы мониторинга, в котором будет установлено программное обеспечение INVA.

Достоинства и дополнительные возможности системы мониторинга MDR-S20

Система мониторинга электрических генераторов и высоковольтных электродвигателей марки MDR-S20 является современной отечественной разработкой, предназначенной для контроля технического состояния крупных электрических машин.

Органическое сочетание четырех методов диагностики в одном устройстве позволяет повысить эффективность работы и значительно снизить затраты на поставку и внедрение системы мониторинга.

Система пространственной локации места возникновения частичных разрядов в изоляции обмотки статора, разработанная фирмой ДИМРУС, по своим диагностическим функциям не имеет аналогов на мировом рынке.

Использование дешевых, эффективных и полностью беспроводных датчиков вибрации лобовых частей обмотки статора также является оригинальной разработкой специалистов фирмы ДИМРУС.

В программном обеспечении марки INVA реализованы не только алгоритмы экспертной диагностики технического состояния электрической машины несколькими методами, но также и адаптивные математические модели для прогнозирования изменения технического состояния оборудования. Это позволяет реально оценивать остаточный ресурс контролируемого оборудования.

Комплекс диагностических и прогнозных алгоритмов системы MDR-S20 дает возможность использовать ее как средство эффективного управления эксплуатацией и ремонтами электрических машин, ответственного и дорогого электротехнического оборудования.

Имеющиеся в составе продукции фирмы ДИМРУС системы мониторинга трансформаторов (марка TDM), кабельных линий (марка CDM), выключателей (марка BDM) и т. д. подразумевают использование системы мониторинга марки MDR-S20 в качестве еще одного составного элемента комплексной системы мониторинга высоковольтного оборудования станции.

Созданная на основе применения этих устройств комплексная система мониторинга может быть использована для эффективного управления эксплуатацией высоковольтного оборудования единой технологической цепи энергетического объекта.

Диагностика и ремонт статорных обмоток заключение

Короткое замыкание обмотки ротора является одним из распространённых и в то же время трудно определяемых неисправностей в синхронном генераторе (СГ).

Выявление на ранних стадиях признаков неисправности является важной задачей при эксплуатации СГ [1], поскольку развитие дефекта в обмотке приводит к оплавлению меди витков и прогоранию витковой изоляции. В результате происходит появление высокочастотного колебательного процесса в цепи возбуждения, порождающего пробой изоляции в наиболее ослабленных местах [2]. Нарушается симметрия магнитного тяжения полюсов, что создает дополнительную механическую нагрузку на шейку вала, вызывающую появление микротрещин, при которых дальнейшая эксплуатация СГ невозможна.

Существующие способы выявления витковых замыканий можно разделить на следующие группы: тепловые, параметрические, частотные, вибрационные и методы активной диагностики. Известные существующие способы выявления витковых замыканий, такие как использование индукционных преобразователей [3] или импульсного воздействия на обмотку ротора [4], полностью не решают данную проблему или для их реализации необходима установка дополнительных средств измерения в конструкцию СГ.

Исследовать возможности искусственной нейронной сети (ИНС) при диагностике и выявлении межвитковых замыканий в обмотке ротора синхронного генератора.

Идея использования искусственной нейронной сети для диагностики межвиткового замыкания в обмотке ротора СГ основывается на том, что при поддержке постоянной величины напряжения на выводах СГ существует взаимосвязь между магнитодвижущей силой обмотки ротора F = Ifw и током ротора If. В момент неисправности магнитное поле генератора будет уменьшаться, что станет причиной изменения электродвижущей силы, которая влияет на величину реактивной мощности Q. Поскольку Q зависит от If, то при одном и том же значении тока возбуждения If величина МДС зависит от изменения количества витков обмотки ротора. Таким образом, витковое замыкание в обмотке ротора можно выявлять, определяя изменения соотношений параметров P, Q и If, причем эти параметры генератора будут являться входными нейронами ИНС [5, 6].

Обучение ИНС на основе экспериментальной машины с заранее известным количеством замкнувшихся витков позволит не только определить наличие повреждения, но и оценить его тяжесть.

Экспериментальная установка. Для диагностирования витковых замыканий у синхронных генераторов была создана экспериментальная установка, показанная на рис. 1. В ее состав входят: синхронный генератор (ГАБ-4-Т/230) 1, приводимый во вращение асинхронным двигателем, питаемым частотным преобразователем (Altivar 71) 4.

Для имитации виткового замыкания в синхронном генераторе с параметрами, приведенными в табл. 1, были выведены с обмотки ротора через дополнительные контактные кольца 2 отпайки 3 (4, 10 и 30 % витков полюса).

Методы диагностики неисправностей асинхронных электродвигателей

Методы диагностики неисправностей асинхронных электродвигателей

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.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Капролон или полиуретан что лучше
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector