Поиск неисправностей асинхронного двигателя

Поиск неисправностей асинхронного двигателя

Краткие теоретические сведения.

Из причин механического характера, вызывающих нарушение нормальной работы электродвигателей, чаще всего наблюдаются неисправности в работе подшипников. Проявляется это в перегреве подшипников, вытекании из них масла, а также в появлении ненормального шума в работающем электродвигателе.

Неисправности электрической части двигателя, как правило, обусловлены нарушением нормальной работы его обмоток. Обмотки являются важной частью двигателя, их неисправность может быть вызвана старением изоляции двигателя, агрессивной окружающей средой, механическими и электромагнитными силами. Кроме того, ненормальная работа двигателя, например, длительная перегрузка, низкое напряжение питания или нарушение фаз также может привести к неисправностям обмоток.

Наиболее распространенными неисправностями электрический части двигателя являются:

короткие замыкания внутри обмоток электродвигателя (витковое замыкание);

короткие замыкания между обмотками электродвигателя; замыкания обмоток на корпус;

обрывы в обмотках.

Проверку обрыва цепи обмотки проводят посредством омметра, в качестве которого может быть использован мультиметр. Для определения обрыва обмоток трехфазного асинхронного двигателя, включенного звездой, один щуп мультиметра соединяют с нулевой точкой звезды, после чего вторым щупом касаются поочередно других концов обмотки (рис1)

Если нулевая точка звезды недоступна, то двумя щупами мультиметра касаются попарно всех выводов статора

Витковое замыкание обмоток может быть обнаружено путем измерения сопротивлений обмоток электродвигателя. Поврежденная обмотка будет иметь меньшее сопротивление, чем исправные обмотки.

Поврежденную фазу можно также определить методом измерения тока в фазах, если к двигателю подвести пониженное напряжение.

Если фазы статора соединены в звезду, то измеряют величины токов, потребляемых отдельными фазами. Фаза, имеющая короткозамкнутые витки, будет потреблять ток больший, чем неповрежденные фазы.

При соединении отдельных фаз в треугольник токи в двух проводах, подключенных к дефектной фазе, будут иметь большие значения, чем в третьем, который соединяется только с неповрежденными фазами.

Замыкание обмотки на корпус двигателя обнаруживают мегомметром, а место замыкания способом «прожигания» обмотки или методом питания ее постоянным током. Устанавливать место повреждения обмотки целесообразно в электродвигателях мощностью не менее 50 кВт, когда технически возможен, и экономически оправдан ремонт обмотки. В электродвигателе меньшей мощности с проволочной обмоткой статора лобовые части обмотки имеют вид кольцевого жгута, в котором трудно и не всегда возможно обнаружить соединения между катушками. Поврежденная обмотка обычно не подвергается ремонту, а заменяется новой.

Для обнаружения межфазного замыкания обмоток проверяют межфазную изоляцию, посредством омметра или мультиметра. С этой целью измеряют сопротивление между каждыми двумя отдельными фазными обмотками. Если сопротивление изоляции оказывается меньше 0,5 МОм, то это означает наличие короткого замыкания между фазами.

Причины выхода из строя и ремонт электродвигателей

Подписка на рассылку

• ВКонтакте
• Facebook
• ok
• Twitter
• YouTube
• Instagram
• Яндекс.Дзен
• TikTok

В процессе неправильной транспортировки, монтажа и эксплуатации электродвигатель может выйти из строя. Поломки возможны, если не соблюдаются правила технической эксплуатации и из-за износа деталей.

В первом случае для ликвидации неисправностей нужно быстро найти причину и ликвидировать ее, проведя небольшой ремонт. А вот технология ремонта электродвигателей во втором случае — процесс сложный: это капитальный ремонт. Но оптимальным будет постоянное наблюдение за работой двигателя — так называемый профилактический осмотр.

Капитальный ремонт электродвигателей постоянного тока потребует проведения полной переборки двигателя, тогда как небольшие ремонтные работы зависят от того, какова неисправность в работе электродвигателя.

Неисправностей может быть много — разберем основные, которые чаще всего встречаются.

Отсутствует запуск двигателя Если вы не можете просто запустить двигатель, то причиной может быть отсутствие тока в статоре — вышел из строя предохранитель или автовыключатель, — в этом случае просто замените их. Если при запуске, когда вы проворачиваете двигатель вручную, он начинает «толкаться» и издавать странный гул, или не течет ток в одной из фаз статора, то причину следует искать в разрыве на каком-то участке цепи. Как правило, это обмотка статора. При обрыве фазы найдите и устраните данную неисправность. Если обнаружите несимметричное напряжение в фазах, что может произойти при перегорании предохранителя, — замените предохранитель. Если на выходе статора действует номинальное напряжение, а в фазах протекает симметричный ток, но двигатель все-таки нельзя запустить, то причину ищите в разрыве фаз реостата, который производит запуск. Нужно отыскать обрыв и ликвидировать его. В случае запуска электродвигателя в отсутствие нагрузки и с ротором, замкнутым накоротко, его невозможно запустить с нагрузкой — причину ищите в большом значении нагрузки, которая возникает при запуске. Решение — снизьте ее.

Интенсивная пульсация тока в статоре

Ищите причину в некачественных работах по спайке контактов в цепи ротора, поэтому обследуйте качество всех паек обмотки — неисправные перепаяйте, а также перепаяйте те, что внушают опасения.

Перегрев статора

Если происходит равномерный перегрев активной стали статора, а нагрузка при этом имеет номинальное значение, то причиной может служить напряжение сети, которое может быть выше номинального, или неисправность вентилятора. Причину неисправности можно устранить достаточно легко: снижением нагрузки или усилением двигателя, который стоит на вентиляторе. Для этого нужно отремонтировать вентилятор, сняв с него защитный кожух. А вот если перегрев неравномерный, то причин может быть несколько:

• пробой в обмотке статора или замыкание на корпус, что приводит к выгоранию зубцов, а также к их оплавлению;

• произошло замыкание между некоторыми пластинами, которое могли вызвать заусенцы, а также прикосновение ротора к корпусу статора.

Для того чтобы осуществить ремонт статора электродвигателя, нужно вырезать неисправные элементы, удалить заусенцы. Затем изолировать лист один от другого с помощью слюды или специального картона, изоляцией которого служит изоляционный лак. Разъединить те листы, которые соединены, и отлакировать их. Если повреждений слишком много, то проводят перешихтовку с переизолировкой всех стальных листов и перематывают статор.При равномерном перегреве обмотки статора возможно неправильно соединены его обмотки: когда их соединяют не вместе — «звездой», а последовательно — «треугольником»; может быть перегрузка двигателя или неправильная работа вентиляции; низкое значение напряжения статора на входе это ведет к перегрузу двигателя по току.Для устранения снижаем нагрузку, повышаем показатели напряжения до номинального значения или до номинального значения уменьшаем показатели значений токов нагрузки. Спаиваем обмотки статора вместе — в «звезду». При интенсивном нагреве обмотки статора цепь может быть замкнутой. Отключите обмотку, прощупайте ее, найдите неисправность и отремонтируйте эту часть цепи. При необходимости перемотайте всю обмотку или тот кусок, который поврежден.

Неисправность ротора

При перегреве ротора, гудении и торможении или при несимметричных показаниях токах в фазах, ищите причину в некачественной пайке цепи ротора, поэтому, прежде чем начать ремонт ротора электродвигателя, обследуйте качество всех паек его обмотки — неисправные перепаяйте, а также перепаяйте те, что внушают опасения. Если ротор недвижим и разомкнут, а на трех кольцах одинаковые напряжения, причину ищите в разрыве проводов, которые соединяют ротор с пусковым реостатом. Это возможно из-за износа вкладышей, сдвига щитов подшипников, что является причиной мощного притягивания ротора к статору. Ремонт асинхронных электродвигателей в этом случае состоит в замене вкладышей и в регулировке щитов подшипников.

Искрение и нестандартное нагревание щеток и коллектора

Причины: щетка пришла в негодность или неверно установлена, либо габариты щетки не отвечают габаритам обоймы держателя, либо щетка некачественно соединена с арматурой. Нужно просто точно поставить щетки и держатели.

Повышение вибрации

Это может произойти из-за разбалансировки ротора, муфты или шкивы. Вибрация может возникнуть и вследствие неаккуратного центрования валов устройства или при искривлении соединительных полумуфт. Нужно провести балансировку ротора. Для этого нужно отбалансировать полумуфты и шкивы. Следует отцентрировать двигатель. Установить полумуфту в правильном положении, для этого ее сначала снимают. Найти точку некачественного соединения или разрыва и ликвидировать неисправность.

Стук в подшипниках, качения

Он может появиться вследствие разбитых дорожек и разрушенных тел качения. Просто поменяйте подшипник на исправный.

Причины неисправностей асинхронных двигателей и методы их устранения

Асинхронные электродвигатели больше остальных распространены на производстве и часто встречаются в быту. С их помощью приводят в движение различные станки: токарные, фрезерные, заточные, грузоподъемные механизмы, такие как лифт или подъемный кран, а также различного рода вентиляторы и вытяжки. Такая популярность обусловлена низкой стоимостью, простотой и надежностью этого типа привода. Но случается так, что и простая техника ломается. В этой статье мы рассмотрим типовые неисправности асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Содержание статьи

Виды неисправностей асинхронных двигателей

Неисправности можно разделить на три группы:

Не вращается или не нормально вращается вал;

При этом корпус двигателя может греться полностью или какое-то отдельное место на нем. И вал электродвигателя может не сдвигаться с места совсем, не развивать нормальные обороты, перегреваться его подшипники, издавать ненормальные для его работы звуки, вибрировать.

Но для начала освежите в памяти его конструкцию, а в этом вам поможет иллюстрация ниже.

Причины неисправностей также можно разделить на две группы:

Большинство неисправностей диагностируются с помощью токовых клещей – путем сравнения токов фаз и номинального тока, и другими измерительными приборами. Рассмотрим типовые неисправности.

Не запускается электродвигатель

При подаче напряжения двигатель не начал вращаться и ни издаёт никаких звуков и вал не «пытается» сдвинуться с места. В первую очередь проверяют приходит ли питание на двигатель. Сделать это можно либо вскрыв борно двигателя и измерив в местах подключения питающего кабеля, либо измерив напряжение на питающем рубильнике, контакторе, пускателе или автоматическом выключателе.

Однако если есть напряжение на клеммах двигателя – значит вся линия в норме.

Измерив напряжение в начале линии – на автомате вы узнаете только то, что напряжение подано, а оно может и не дойти до конечного потребителя в результате обрывов кабеля, плохого соединения по всей его длине или из-за неисправных контакторов или магнитных пускателей, а также слаботочных цепей.

Если вы убедились, что напряжение приходит на двигатель, дальнейшая его диагностика заключается в прозвонке обмоток на предмет обрыва. Проверять целостность обмотки нужно мегаомметром, так вы заодно и проверите пробой на корпус. Можно прозвонить обмотки и обычной прозвонкой, но такая проверка не считается точной.

Чтобы проверить обмотки, не позванивая их и не вскрывая борно двигателя можно воспользоваться токовыми клещами. Для этого измеряют ток в каждой из фаз.

Если обмотки двигателя соединены звездой и при этом оборваны две обмотки – тока не будет ни в одной из фаз. При обрыве в одной из обмоток вы обнаружите что ток есть в двух фазах, и он повышен. При подключении по схеме треугольника даже при перегорании двух обмоток в двух из трёх фазных проводов будет протекать ток.

При обрыве в одной из обмоток двигатель может не запускаться под нагрузкой, или запускать, но медленно вращаться и вибрировать. Ниже изображен прибор для измерения вибраций двигателя.

Если обмотки исправны, а ток при измерении повышен и при этом выбивает автомат или перегорает предохранитель – наверняка заклинен вал или исполнительный механизм приводимый им в движение. Если это возможно – после отключения питания вал пытаются провернуть от руки, при этом нужно отсоединить его от приводимого в движение механизма.

Когда вы определите, что не вращается именно вал двигателя – проверяют подшипники. В электродвигателях устанавливают либо подшипники скольжения, либо подшипники качения. Изношенные втулки (подшипники скольжения) проверяют на наличие смазки, если втулки не имеют внешних изъянов – возможно просто их смазать, предварительно очистив от пыли, стружки и других загрязнений. Но так случается редко, да и такой способ ремонта актуален скорее для маломощных двигателей бытовой техники. В мощных двигателях подшипники чаще просто заменяют.

Проблемы с пониженными оборотами, нагревом, неподвижностью вала и повышенным износом подшипника могут быть связаны с неравномерной нагрузкой на вал, его перекосом, деформации и пригибанию. Если первых два случая исправимы правильной установкой вала или исполнительного механизма, а также снижением нагрузки, то деформация и провисание средней части вала требует его замены или сложного ремонта. Это особо часто возникает в мощных электродвигателях с длинным валом.

При износе одного из подшипников часто вал «закусывает». При этом в результате расширения металла из-за нагрева при трении вал может сначала начинать вращение, но либо не набрать полную скоростью, а в особо запущенном случае и вовсе остановится.

Подшипники качения также требуют регулярной набивки смазки и изнашиваются в процессе работы, особенно быстро если смазки мало или она загрязнена.

Двигатель греется

Первой причиной нагрева двигателя являются проблемы с системой охлаждения. При такой неисправности корпус электродвигателя нагревается полностью. В большинстве двигателей используется воздушное охлаждение. Для этого корпуса выполняются с оребрением, а с одной из сторон на валу устанавливают вентилятор охлаждения, воздушный поток которого направляется с помощью кожуха вдоль ребер.

При повреждении вентилятора, или если он, например, слетит с вала – возникает проблема перегрева. В мощных двигателях используют жидкостную систему охлаждения. Кроме того, бывают двигатели и без вентиляторов – охлаждаемый за счет естественной конвекции.

Если вентилятор в норме нужно продолжать диагностику.

При нагреве двигателя следует проверять, нагрев подшипников. Для этого рукой ощупывают поверхность корпуса со стороны задней крышки (где нет выступающих вращающихся валов – техника безопасности превыше всего).

Если крышки подшипников горячее чем другие части поверхности корпуса – нужно проверить наличие и состояние смазки в них, а при использовании вкладышей – заменить их.

В случае, когда замена смазки в шариковом подшипнике не исправила ситуации также следует заменить их.

Локальный нагрев корпуса – ситуация при которой какой-то его участок явно горячее всех остальных, наблюдается при межвитковых замыканиях. В таких случаях диагностику проводят с помощью токовых клещей – сравнивают токи в фазах. Если в одной из фаз ток явно превышает токи в остальных фазах – тогда неисправность обмоток электродвигателя подтверждается. В этом случае ремонт заключается в частичной или полной перемотке статора.

Повышенный нагрев асинхронного электродвигателя может возникать и при замыкании пластин статора.

Двигатель вибрирует, шумит и издает ненормальные звуки

Шум двигателя также может быть связан также с износом подшипников. Вы наверняка замечали, как воют старые дрели и кухонные электроприборы – причина именно в этом. Вибрации вала возникают при его осевом сдвиге и деформации о которой мы говорили ранее.

Также возможны вибрации, шум или перегрев активной стали если ротор при вращении касается статора. Это происходит либо при пригибании ротора, либо при повреждении пластин статора. В последнем случае его разбирают и пластины перепрессовуют. Место касания пластин можно найти по неровностям или оно будет отполировано ротором.

Заключение

Мы рассмотрели ряд неисправностей электродвигателя, как их устранить и причины возникновения. Эксплуатация перегревающегося двигателя чревата преждевременным выходом из строя изоляции обмоток. После длительного простоя нельзя запускать двигатель не измерив сопротивление между обмотками и корпусом с помощью мегаомметра.

Нормальным считается сопротивление изоляции порядка 1 МОма на 1 кВ питающего напряжения. То есть пригодным для эксплуатации в сети с напряжением 380 В можно считать двигатель у которого сопротивление изоляции обмоток не меньше чем 0,5 МОм. В противном случае вы рискуете повредить его. Если сопротивление изоляции меньше двигатель просушивают, часто снимая с него кожух или заднюю крышку. В процессе эксплуатации сопротивление обмотки постепенно увеличивается – из-за испарения влаги при нагреве.

При соблюдении режима работы, правил эксплуатации и обслуживания, а также нормального электропитания асинхронный двигатель служит долго, часто в разы перерабатывая свой ресурс. При этом основной ремонт заключается в смазке и замене подшипников.

Возможные неисправности электродвигателей и методы их устранения

Асинхронный электродвигатель АИР, многоскоростной или с повышенным скольжением АИРС при пуске не разворачивается, гудит. Возможно отсутствует или недопустимо занижено напряжение сети питания. В этом случае нужно найти и устранить неисправность сети питания электромотора. Также причиной неисправности могут оказаться перепутанные начало и конец обмотки. Тогда нужно произвести подсоединение фаз согласно схеме. Обязательно проверьте, не перегружен ли электродвигатель, при обнаружении снизьте нагрузку. Может также оказаться неисправным приводной механизм.

Работающий электродвигатель остановился. Возможно прекращена подача напряжения на электромотор вследствие разрыва цепи. Если двигатель заклинило, или заклинило приводной механизм, то необходимо устранить неисправность механизма. В случае если сработала защита, то нужно проверить обмотку статора и устранить причину.

Вращается вал, но нормальная частота вращения не достигается. Возможно во время разгона отключилась одна из фаз электромотора, нужно ее подключить. Причиной может быть и падение напряжения в сети питания, нужно довести его до номинального значения.

При работе электродвигатель сильно перегревается. Первая причина — мотор перегревается по току, в этом случае нужно снизить нагрузку до номинальной. Во втором случае может быть понижено или повышенно напряжение в сети питания, нужно установить его в пределах ГОСТ 183. В третьем может быть повышена температура окружающей среды, нужно установить температуру в пределах нормы. В четвертом, причиной может оказаться нарушенная нормальная вентиляция (загрязнены вентиляционные каналы) самого мотора, нужно их прочистить. И в пятом — может быть нарушена нормальная работа приводного механизма, нужно устранить неполадки.

Обмотка статора перегревается, мотор громко гудит и не развивает нормальной скорости. Возможно, причина в межвитковом замыкании в обмотке статора, если это так, то придется менять статор. Так же может оказаться, что обмотка одной фазы заземлена в двух местах, в этом случае нужно заменить статор. Причиной может быть и короткое замыкание, так же поможет только смена статора. При обрыве одной из фаз тоже рекомендуется замена статора.

При работе слышен стук. Неправильно отцентрованы электродвигатель с приводным механизмом, нужна переустановка. Второй причиной может быть повреждение подшипника в двигателе, который нужно заменить.

При работе повышена вибрация. Возможно электродвигатель установлен на недостаточно жестком фундаменте. Также могут быть несоосны вал мотора с валом приводного механизма, для устранения вибрации нужно улучшить соосность. Вибрацию может давать и неотбалансированные привод или соединительная муфта.