Высокий ток двигателя причины

Поддержка

Береги подшипник смолоду!

Даже высококачественные подшипники не будут работать долго, если не обслуживать их соответствующим образом. Нарушение правил эксплуатации приводит к выходу подшипника из строя раньше положенного срока. А простой электрооборудования в ремонтный период влечет за собой убытки предприятия. Этого можно избежать, если своевременно получить сигнал о некорректной работе подшипникового узла электродвигателя и принять соответствующие меры.

Как определить состояние подшипникового узла?

Определить состояние подшипника в процессе эксплуатации поможет мониторинг основных рабочих характеристик.

Уровень и характер шумов определяются с помощью звукоулавливающих приборов и наблюдений.

Уровень вибрации измеряется анализатором частотного спектра, но такой метод требует владения технологией вибродиагностики.

«Русэлпром» рекомендует

решить задачу измерения уровня вибрации путем установки датчика контроля вибрации. Эта опция предоставляет максимально точные данные о работе подшипникового узла в оперативном режиме.

Температура подшипника определяется в зоне подшипникового узла. Наиболее точные данные покажет измерение непосредственно температуры подшипника.

«Русэлпром» рекомендует

установить датчики контроля температуры подшипникового узла для своевременного получения информации о её повышении до опасных значений.

Важно! Решение об установке датчиков необходимо принять на этапе заказа электродвигателя.

Состояние смазочного материала. Следите, чтобы смазка была чистой, не содержала посторонних включений. Также она не должна быть слишком густой, чтобы не замедлять процесс вращения.

О нарушении в работе механизмов часто свидетельствуют несколько признаков одновременно, так как основные рабочие характеристики подшипника – шум, вибрация, температура – взаимосвязаны.

О чем свидетельствуют результаты мониторинга?

Превышение уровня шума
Может иметь электромагнитные или механические причины. Неисправность подшипника относится к группе механических шумов. По характеру этого шума можно установить вид неисправности:

cвистящий шум указывает на отсутствие смазочного материала;

скрежет свидетельствует о загрязнении смазки, наличии твердых частиц в ней, поломке сепаратора или задевании вала за крышки подшипника. Такой же характер шума возникает в начале разрушения рабочей поверхности втулки или вала;

стук в подшипнике возникает при сильном разрушении поверхности втулки или вкладыша, разрушении поверхности кольца, шарика или ролика. Причиной стука также может быть ослабление посадки внутреннего кольца на валу или наружного кольца в подшипниковом щите.

При появлении повышенного уровня шума подшипник нужно разобрать и внимательно осмотреть, выявить причины нарушения работы и принять соответствующие меры по их устранению.

«Русэлпром» рекомендует

не вскрывать электродвигатель, если не истек срок его гарантии. По всем вопросам нарушения работы привода обращаться к специалистам завода-изготовителя.

Повышенная вибрация
Самое опасное для подшипника явление. Его возникновение может быть связано с нарушением работы самого подшипника или с неисправностью других частей электродвигателя.

Если причина связана с подшипником, то вибрация сопровождается шумом и перегревом. Необходимо разобрать механизм, определить его состояние и заменить подшипник, если он критически поврежден.

Если вибрация продолжается и после замены подшипника, причина связана с другими частями электродвигателя. Её необходимо найти и устранить.

Перегрев подшипникового узла
Он может возникать по разным причинам. Вот основные из них:

в системе смазки — загрязнение системы, загустение смазочного вещества, недостаток или отсутствие смазки, избыток смазки;

загрязнение подшипника — попадание в механизм инородных тел.

В обоих случаях нужно промыть систему смазки и подшипник, просушить детали механизма, пополнить систему новой смазкой, собрать подшипниковый узел и протестировать его работу.

«Русэлпром» рекомендует

тщательно подбирать смазочный материал. От этого зависит стабильная работа не только подшипникового узла, но и всего двигателя.

превышение допустимой нагрузки электродвигателя – следует остановить работу механизма и дать остыть.

чрезмерный износ, разрушение подшипника – следует разобрать подшипниковый узел, внимательно осмотреть механизм, выявить причины разрушения, устранить их, а затем заменить подшипник на новый.

Как определить причины неисправной работы подшипника?

Передовые предприятия отказались от системы планово-предупредительных ремонтов. Установка датчиков мониторинга позволяет оперативно отслеживать состояние оборудования и разбирать электродвигатель только в случае выявления признаков его некорректной работы.

Для подробного анализа нарушения работы подшипникового узла нужно провести его ревизию – разобрать.

Ревизия подшипникового узла наглядно демонстрирует состояние механизма и его пригодность к дальнейшей эксплуатации. Порядок действий:

• Открыть электродвигатель и разобрать подшипник. На этом этапе нужно обратить внимание на состояние смазки: её количество, густоту, загрязненность.
• Очистить подшипник от старой смазки бензином или керосином.
• Внимательно осмотреть поверхности самого подшипника и смежных деталей на наличие повреждений.
• Оценить пригодность к дальнейшей эксплуатации подшипника. Для этого нужно учесть: степень повреждения подшипника, условия эксплуатации, режим его работы.

«Русэлпром» рекомендует

установить связь со специалистами завода-изготовителя вашего электродвигателя. Вы получите не только оперативное компетентное решение технических задач, но и внесёте свой вклад в улучшение качества продукции.

Если ревизия показала небольшие повреждения, необходимо определить причину по характеру повреждений и устранить её. Затем произвести замену смазочного материала и собрать механизм. После сборки следует сначала протестировать электродвигатель, запустив его вхолостую. Если уровень шума и вибрации не превышают допустимые пределы, не происходит чрезмерный нагрев, электрическую машину можно соединять с приводимым механизмом и продолжать работу устройства.

В таблице перечислены основные виды повреждений подшипников, возможные причины их возникновения и меры по устранению причин неисправной работы механизма в целом.

По статистике, всего 1% всех подшипников отрабатывает заложенный срок службы. Всё потому, что этот срок рассчитывается при эксплуатации электрической машины в идеальных условиях. Как же создать эти идеальные условия и продлить жизнь механизма?

«Русэлпром» рекомендует соблюдать следующие правила:

• проводите регулярный осмотр подшипникового узла и электродвигателя в целом, как в состоянии покоя, так и в процессе эксплуатации. Датчики контроля вибрации и температуры подшипника, заложенные во время производства электрической машины, помогут своевременно выявить признаки неисправной работы механизма и принять меры по устранению причин неисправностей;
• соблюдайте чистоту механизма подшипника: вытирайте вытекшее масло чистыми салфетками, плотно закрывайте крышку электродвигателя, чтобы избежать попадания пыли, влаги и инородных предметов;
• следите за состоянием смазки в механизме, поддерживайте её оптимальное количество, своевременно производите замену;
• используйте правильно подобранные качественные смазочные материалы, храните их в чистом сухом месте;
• монтаж и демонтаж механизма подшипникового узла производите осторожно с использованием специальных инструментов, которые должны быть максимально чистыми, как и руки мастера.

Следуя этим советам, вы убережете подшипник — от поломки, электродвигатель — от внезапного выхода из строя, а производство – от простоя и неминуемых убытков. Так что, береги подшипник смолоду!

Если у вас возникли вопросы, наши специалисты готовы на них ответить. Звоните:
8 (495) 600-42-53 доб. 3292 — Дмитрий Гаврилюк, инженер технической дирекции,
8 (812) 462 88 38 – Юрий Михалёв, инженер по оборудованию.
8 (800) 301-35-31, 8 (495) 788-28-27 — контакт-центр.

Основные неисправности насосного оборудования

Разнообразие конструкций и условий применения насосов определяет разнообразие возможных неисправностей. В руководстве по эксплуатации каждого насоса приводится подробный список характерных неисправностей и способов их устранения.

Здесь приведен краткий обзор типичных неисправностей насосного оборудования.

Основные признаки неисправностей, проявляющиеся в процессе эксплуатации: вибрация агрегата, повышенный уровень шума и изменение его тональности, повышенные рабочие токи, пульсации давления.

Причины выхода насоса из строя можно разделить на несколько групп.

1. Механические неисправности:

1.1. дефекты изготовления, сборки и монтажа насосного агрегата ;

1.2. вызванные износом насосного агрегата.

2. Неисправности системы управления:

2.1. работа в недопустимых режимах (вне рабочей зоны);

2.2. неисправности системы электропитания;

2.3. неисправности электродвигателя.

3. Неисправности гидравлической системы:

3.1. неправильный подбор насоса;

3.2. изменение параметров сети.

4.1. Механические неисправности

Дефекты изготовления или сборки определяются во время предпусковой подготовки и во время пробного пуска. Часть заводских дефектов проявляется лишь через некоторое время работы.

В процессе работы происходит износ подшипников, рабочих колес или роторов, уплотнений, резиновых деталей муфт. У химических насосов кроме этого— коррозия проточной части.

Износ подшипников приводит к повышенной вибрации агрегата. При длительной работе на изношенных подшипниках возможен перекос ротора. Последствия—рост потребляемой мощности, повышенный нагрев подшипников и стойки, задевание за корпус рабочего колеса, перекос и задевание за корпус сальникового уплотнения.

Износ рабочих колес приводит к падению подачи и напора при практически неизменной потребляемой мощности. При сильном износе колеса и щелевого уплотнения на входе нарушается балансировка: возникает неуравновешенная осевая сила. Последствия—нагрузка на подшипники и их износ, смещение рабочего колеса в полости насоса, трение его о корпус (всасывающий патрубок) и износ колеса и корпуса.

Износ торцовых уплотнений особенно опасен для погружных насосов (ГНОМ, НПК, ЦМК. ), так как вода попадает в полость электродвигателя и вызывает повреждение обмотки.

Основные неисправности и их причины приведены в таблице:

Дефекты изготовления,
сборки

нарушение правил эксплуатации

Насос не выдает заявленных подачи и напора

Не выдержаны размеры рабочего колеса или допуски при его установке

Износ рабочего колеса,

смещение рабочего колеса

Объемный насос не выдает заявленных подачи и напора

Износ уплотнений и клапанов

Повышенная потребляемая мощность

Нарушение центровки агрегата

износ рабочего колеса

Нарушение центровки агрегата, неправильная установка подшипников

Неправильная смазка подшипников,

Течь по валу насоса

Не выдержаны допуски изготовления сальникового уплотнения

Низкое качество манжет

Износ сальникового уплотнения,

износ торцового уплотнения

Нарушение центровки агрегата,

недостаточная жесткость рамы

нарушение затяжки резьбовых соединений крепления насоса или двигателя

Не обеспечен требуемый «разбег» ротора в многоступенчатых насосах

Превышение допустимой температуры перекачиваемой жидкости

Попадание твердых частиц

4.2. Работа в недопустимых режимах

Для всех насосов недопустима работа «всухую» (без заполнения полости насоса жидкостью).

Это особенно опасно для погружных насосов (ЭЦВ, ГНОМ, НПК и др.), т.к. нарушается охлаждение двигателя и далее происходит разрушение изоляции. Работа «всухую» приводит к перегреву и разрушению уплотнений. В сальниковом уплотнении истирается набивка, а затем повреждается защитная втулка. В торцовом уплотнении разрушаются кольца. У ряда насосов (ЭЦВ, UPS, ХЦМ) разрушаются подшипники скольжения, которые в нормальных условиях смазываются и охлаждаются перекачиваемой жидкостью.

Для защиты от работы «всухую» необходима установка датчика сухого хода или датчика давления на входе, установка защиты по току (от работы с током, меньшим номинального).

В ряде случаев при вероятности работы «всухую» возможно использование центробежных насосов с двойными уплотнениями (с подводом затворной жидкости).

Для динамических насосов недопустимым режимом является также выход за пределы рабочей зоны (подача меньше Q_min или больше Q _max),т.к. при этом возрастает вероятность возникновения кавитации. Работа с подачей, большей максимальной, приводит также к перегрузке электродвигателя.

4.3. Неисправности системы электропитания

Здесь различают две группы неисправностей: отклонения параметров сети от номинальных и неисправности, связанные с соединительными проводами.

При пониженном напряжении в сети электродвигатель не развивает паспортной мощности, и при запуске насоса возможен срыв параметров. Колебания и броски напряжения, перекос фаз (неравенство напряжений в различных фазах) приводят к колебаниям скорости вращения, повышенным вибрациям электродвигателя и в худшем случае к пробою изоляции обмотки.

Основными неисправностями, связанными с соединительными проводами, являются неправильный подбор кабеля (повышенное сопротивление), обрыв фазы, неправильное чередование фаз (реверс электродвигателя).

При повышенном сопротивлении кабеля может наблюдаться картина, как при пониженном напряжении питания. Как правило, при этом кабель сильно греется, что может привести к повреждению изоляции и короткому замыканию.

При обрыве фазы двигатель продолжает работать, но при этом резко возрастают токи обмоток электродвигателя. Если в этом случае не срабатывает защита, результат—перегрев и разрушение изоляции обмоток.

Направление вращения трехфазного электродвигателя определяется чередованием фаз. При противоположном направлении вращения наблюдаются значительное снижение параметров центробежных насосов и сильный нагрев. У вихревых насосов (ВКС, СВН), шестеренных насосов изменяется направление потока жидкости—из напорного патрубка во всасывающий.

Для стационарных насосов направление вращения электродвигателя определяется при монтаже и может измениться только при проведении работ в электросети. Направление вращения переносных насосов (ГНОМ, НПК. АНС…. ) необходимо проверять при каждом подключении.

Влияние токовых перегрузок на электродвигатели

Токовые перегрузки электродвигателей – основная причина их выхода из строя. Чаще всего они приводят к перегреву изоляции, что ускоряет ее разрушение. На температуру нагрева обмоток движка влияют:

• окружающая среда;
• теплотехнические характеристики мотора (теплопотеря и теплоемкость).

Вырабатываемое двигателем тепло частично расходуется на нагрев обмоток, остаток тепла выделяется во внешнюю среду. При незначительной разнице температур окружающей среды и мотора и большом объеме производимой энергии основную ее часть поглощает обмотка, сталь ротора и статора, корпус агрегата и другие его узлы. Это приводит к ускоренному росту температуры изоляции. Чем больше нагрев – тем больше теплоотдача, поэтому оптимальное соотношение температур устанавливается в момент, когда количество выделяемого тепла примерно равно количеству тепла, поглощаемого внешней средой.

Поскольку требуется достаточно большое время на то, чтобы ротор и статор нагрелись до предельной температуры, повышение тока, превосходящее допустимое значение, приводит к возникновению аварийной ситуации не сразу. Исходя из этого, защита рассчитывается таким образом, чтобы она не реагировала на малейшее превышение тока, а отключала двигатель только в случае опасности скорого износа изоляции.

На нагрев изоляции в большой степени влияют такие параметры, как длительности и величина протекания токов больше номинального значения, зависящие от характера технологических процессов.

Перегрузки электродвигателей могут быть вызваны разными причинами, которые мы рассмотрим ниже.

Перегрузки технологического происхождения

Они обычно вызваны периодически происходящим увеличением момента на валу рабочего устройства (станка, установки), мощность двигателя которого постоянно изменяется. Броски тока провоцируются кратковременными большими моментами сопротивления (они возникают периодически). Так как обмотки двигателя имеют достаточно большую тепловую инерцию, перегрев возникает не сразу, а после неоднократных и длительных перегрузок. Поэтому защита должна включаться не при кратковременных нагрузках, а при опасном нагреве агрегата.

В машинах определенного типа возникают длительные, но сравнительно небольшие нагрузки. При этом происходит постепенный нагрев обмоток движка до близкой к предельно допустимому значению температуры. Поскольку электродвигатель подбирается с запасом по нагреву, такие незначительные превышения показателя тока даже продолжительного действия не приводят к возникновению опасной ситуации. Отключения механизма в этом случае не происходит, так как защита «определяет» перегрузку такого характера как неопасную.

Аварийные перегрузки

Причиной аварийных перегрузок могут быть:

• аварии на питающей линии;
• резкое снижение напряжения;
• заклинивание рабочих узлов агрегата и т.д.

Выбор средства защиты в этих случаях зависит от режима работы асинхронного двигателя. Ниже мы перечислим основные типы аварийных режимов.

Длительный режим работы с постоянной нагрузкой. В этом случае перегрузки возникают при:

• поломках;
• нарушениях технологии эксплуатации;
• заклинивании или заедании узлов рабочего устройства.

При отсутствии этих факторов возможность перегрузки очень низка, так как, покупая электродвигатель, обычно выбирают модель с достаточным запасом мощности, и агрегат работает с недогрузкой (когда ток движка намного ниже номинального значения) большую часть времени.

С постоянной или слабо изменяющейся нагрузкой работают центробежные насосы, вентиляторы, шнековые и ленточные транспортеры и т.д. В этих устройствах нагрев двигателя практически не изменяется при кратковременных изменениях подачи материала. Если же механизм работает с нарушением нормальных условий длительное время, перегрузки могут оказать пагубное влияние на состояние обмоток.

Поломка деталей провоцируется прежде всего механическими перегрузками. Определить, при каких обстоятельствах электродвигатель окажется перегруженным, не представляется возможным, так как характер возникновения поломок такого рода случаен. Например, перегрузка может возникнуть при изменении физико-механических свойств транспортируемых материалов (размер частиц, влажность и т.п.) – когда вследствие этих изменений требуется большая мощность на их перемещение. Двигатель отключается защитой при перегрузках, которые могут вызвать опасный перегрев обмоток.

Главное требование к защите от перегрузок – ее срабатывание только при недопустимых значениях тока и определенной длительности его протекания. Ложные срабатывания (например, при пуске движка) должны быть исключены. Наряду с токовой защитой на агрегат устанавливается защита, действующая в функции температуры обмоток. Независимо от причины нагрева она отключает двигатель, когда температура обмоток достигает опасной величины.

По влиянию длительных превышений тока перегрузки подразделяются на небольшие и большие. Последствия первых проявляются постепенно, но по мере увеличения температуры процесс разрушения изоляции намного ускоряется. При перегреве на 10 градусов срок службы изоляции обмоток сокращается вдвое, но последствия можно обнаружить только после нескольких месяцев эксплуатации. Перегрузки второго типа разрушают изоляцию очень быстро.

Переменный длительный режим работы. Рабочие узлы машин для измельчения и дробления и других подобных устройств создают изменяющуюся в больших пределах нагрузку. При таком режиме перегрузки могут чередоваться с недогрузками и работой вхолостую. Если увеличение тока происходит часто, оно носит накопительный характер, что приводит к разрушению изоляции.

Колебания температуры обмотки практически незаметны, если частота нагрузки высокая, но их амплитуда гораздо больше при низкой частоте нагрузки (сотые доли герца).

Изменение нагрузки моментально влечет за собой изменение температуры обмоток. Из-за разницы теплофизических параметров отдельных частей устройства их нагрев неравномерен, и внутри механизма происходит переток тепла из одних узлов в другие. Температура обмоток статора может расти даже после отключения двигателя за счет тепла, передающегося от ротора. То есть, в этом случае степень нагрева изоляции зависит не только от величины тока, но и от тепловых свойств узлов машины.

Контролировать нагрев электродвигателя достаточно трудно из-за сложности процесса теплообмена, но более или менее точный результат можно получить путем измерения температуры обмотки (но и тут возможна некоторая погрешность).

Повторно-кратковременный режим работы. Он считается самым неблагоприятным для сохранности изоляции обмотки, поскольку кратковременная перегрузка электродвигателя происходит при каждом включении в работу. Защита часто не справляется со своей ролью, так как ее действие основано на измерении тока, а в переходных режимах температура и ток часто не соответствуют друг другу.

Влияние на электродвигатели токовых перегрузок – сложное явление, изучение которого требует основательного подхода и тщательных расчетов.

Трансформаторные подстанции высочайшего качества

с нами приходит энергия

[email protected]

Нормальный шум низкого тона. Шум высокого тока. Высокий уровень шума асинхронного двигателя

ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ ВИБРАЦИИ И ШУМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
20. Нормальный шум низкого тона

Работающий электродвигатель является источником шума, который возникает вследствие колебаний различных его частей. В зависимости от того, в какой части электродвигателя имеются колебания и в зависимости от сил, вызывающих эти колебания, принято различать следующие условные виды шума: магнитный, механический, вентиляционный. Нормально работающий электродвигатель создает магнитный шум низкого тона, присущий всем электромагнитным механизмам переменного тока. Этот шум вызывается колебаниями магнитопровода статора вследствие периодического притяжения между листами, из которых собран пакет статора. Механический шум обычно связан с работой подшипников и передачи. Подшипники качения создают шум большей интенсивности по сравнению с подшипниками скольжения вследствие большего количества движущихся элементов и значительной скорости их. Движение охлаждающего воздуха вызывает вентиляционный шум, в этом случае причинами шума могут быть колебания воздушной струи, частей воздухопровода или лопастей вентилятора.
Шум характеризуется его интенсивностью, которая определяется условными единицами — децибеллами, и спектральным составом, т. е. частотными составляющими. Ухо обладает повышенной чувствительностью к шуму с частотой 1000-4000 Гц. Колебания частей электродвигателя с амплитудами, измеряемыми микрометрами, в области этих частот воспринимаются как значительный шум, слышимый даже на большом расстоянии от машины.

21. Шум высокого тона

Шум с большим содержанием высокочастотных составляющих, как правило, вызывается магнитными или вентиляционными причинами и только в сравнительно редких случаях обусловлен механическими причинами. Шум высокого тона чаше всего наблюдается у вновь установленного электродвигателя, причем в других отношениях работа такого электродвигателя протекает нормально и ток в линейных проводах одинаковый. Наиболее вероятной причиной магнитного шума является вибрация зубцов статора и ротора, вызванная зубцовыми гармониками магнитного потока, которые появляются при неблагоприятном соотношении чисел пазов статора и ротора. Устранение этой причины в условиях эксплуатации практически невозможно из-за трудности подбора нового ротора, имеющего другое число пазов. Вентиляционные причины шума обычно связаны с неудачным выполнением путей охлаждающего воздуха: наличием острых углов и резких изменений сечения воздушных каналов, периодическим прерыванием воздушной струи, например при расположении вентилятора вблизи подшипникового щита. Шум высокой частоты может быть вызван вибрацией изоляции, выступающей из пазов, или лобовых частей обмотки статора, при задевании ее ротором.

22. Высокий уровень шума

Колебания электродвигателя и его частей, рассмотренные в разделе 18 и разделе 19, создают шум различной интенсивности и различной частоты (тональности). В некоторых случаях повышенная интенсивность шума позволяет сразу же установить его причину и таким образом определить неисправность электродвигателя.
Неуравновешенность ротора создает шум сравнительно низкого тона, частота этого шума наибольшая (50 Гц) у двухполюсного электродвигателя. Уровень шума ко очень высокий и возрастает при недостатках сборки, установки или конструкции электродвигателя, к ним должны быть отнесены: плохое закрепление вращающихся частей, подшипниковых щитов или подшипниковых стоек, малая жесткость подшипниковых стоек или фундаментной плиты.
Шум, вызываемый электромагнитными причинами, может иметь значительно большие интенсивность и частоту по сравнению с механическим шумом. Особенно большая интенсивность шума наблюдается при нарушении электрической симметрии статора: при ошибочных соединениях фазных обмоток статора, коротких замыканиях в этих обмотках и при значительной несимметрии на зажимах статора. Основная частота шума, вызванного электрической несимметрией статора, равна 100 Гц. Электрическая несимметрия ротора вызывает шум более низкой частоты, зависящей от скорости вращения ротора, т. е. от нагрузки электродвигателя.
Так же, как и вибрации, интенсивность шума очень сильно возрастает при совпадении частоты свободных колебаний упругой системы с частотой вынуждающих сил.
Поврежденный подшипник является источником шума повышенной интенсивности и по частоте этого шума можно установить характер неисправности. Свистящий шум указывает на отсутствие смазки. Скрежет служит признаком загрязнения смазки (наличия твердых частиц в ней), поломки сепаратора или задевания вала за крышки подшипника. Такой же характер шума возникает в начале разрушения рабочей поверхности втулки или вала. При большом разрушении поверхности втулки или вкладыша подшипника скольжения, разрушении поверхности кольца, шарика или ролика прослушивается стук в подшипнике. Причиной стука может быть и ослабление посадки внутреннего кольца на валу или наружного кольца в подшипниковом щите.
При появлении повышенного шума подшипник должен быть вскрыт и внимательно осмотрен во избежание серьезной аварии электродвигателя.