Необходимость в быстрейшем устранении повреждений обусловливается также и тем, что работа электродвигателя, имеющего небольшое повреждение, может привести к развитию повреждения и необходимости более сложного ремонта.
Чтобы определить объем ремонта асинхронного электродвигателя , необходимо выявить характер его неисправностей. Неисправности асинхронного двигателя разделяют на внешние и внутренние.
К внешним неисправностям относятся:
- обрыв одного или нескольких проводов, соединяющих асинхронный двигатель с сетью, или неправильное соединение;
- перегорание плавкой вставки предохранителя;
- неисправности аппаратуры пуска или управления, пониженное или повышенное напряжение питающей сети;
- перегрузка асинхронного двигателя;
- плохая вентиляция.
Внутренние неисправности асинхронного двигателя могут быть механическими и электрическими.
Механические повреждения:
- нарушение работы подшипников;
- деформация или поломка вала ротора (якоря);
- разбалтывание пальцев щеткодержателей;
- образование глубоких выработок («дорожек») на поверхности коллектора и контактных колец;
- ослабление крепления полюсов или сердечника статора к станине; обрыв или сползание проволочных бандажей роторов (якорей);
- трещины и подшипниковых щитах или в станине и др.
Электрические повреждения:
- межвитковые замыкания;
- обрывы в обмотках;
- пробой изоляции на корпус;
- старение изоляции;
- распайка соединений обмотки с коллектором;
- неправильная полярность полюсов;
- неправильные соединения в катушках и др.
Наиболее распространенные неисправности асинхронных электродвигателей :
- Перегрузка или перегрев статора электродвигателя - 31%.
- Межвитковое замыкание - 15%.
- Повреждения подшипников - 12%.
- Повреждение обмоток статора или изоляции - 11%.
- Неравномерный воздушный зазор между статором и ротором - 9%.
- Работа электродвигателя на двух фазах - 8%.
- Обрыв или ослабление крепления стержней в беличьей клетке - 5%.
- Ослабление крепления обмоток статора - 4%. 9. Дисбаланс ротора электродвигателя - 3%. 1
- Несоосность валов - 2%.
Ниже приведено краткое описание некоторых неисправностей в электродвигателях, возможные причины их возникновения.
Двигатель при пуске не вращается 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 вращаться, 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 вращается при разомкнутой цепи фазного ротора. Причина неисправности - короткое замыкание в обмотке ротора. При включении двигатель медленно вращается, 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.
Заводы-изготовители электродвигателей в своих инструкциях по эксплуатации обычно приводят перечень основных неисправностей, которые могут иметь место при работе электродвигателя, и дают рекомендации по их устранению.
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.
Виды неисправностей асинхронных двигателей
Неисправности можно разделить на три группы:
Греется двигатель;
Не вращается или не нормально вращается вал;
Шумит, вибрирует.
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:
Электрические;
Механические.
Большинство неисправностей - 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 , 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 , так вы заодно и проверите пробой на корпус. Можно прозвонить обмотки и , 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 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.
Немаловажным моментом в работе с регулятором РДУК является знание его основных неисправностей и способы их устранения. Существует порядка восьми видов неисправностей регулятора, и о них необходимо знать каждому, кто работает с подобными регуляторами, причем не только знать, но и суметь исправить.
Виды неисправностей и способы устранения:
- Пружина пилота полностью ослаблена, однако выходное давление достигает или превышает на 20 процентов рабочее давление: негерметичность регулируемого органа регулятора (пилота). Проводится осмотр уплотняющих поверхностей седла и клапана, при необходимости у клапана заменяют резиновую прокладку.
- Выходное давление падает до нуля: разрыв мембраны регулятора, мембрану необходимо заменить.
- Выходное давление непрерывно растет: разрыв мембраны пилота, засорение седла или заедание толкателя, золотника пилота в направляющих. Надо заменить мембрану, прочистить седло и устранить заедание толкателя.
- Выходное давление при настройке в пределах (0,2-0,6 кг/см²) сильно колеблется: следует установить дроссель на импульсной трубке от мембранной камеры регулятора к основному газопроводу, а при сохранении колебаний уменьшить чувствительность пилота, поставив более плотную (жесткую) пружину.
- Выходное давление сильно колеблется при небольших затратах газа, автономно от давления настройки. Причина может быть скрыта в довольно большой пропускной способности регулятора. Если устранение колебаний не достигается установкой дросселя, на импульсной трубке от мембранной камеры регулятора к основному газопроводу, то снижают входное давление, а при необходимости заменяют седло и клапан регулятора на меньшие размеры.
- Выходное давление постепенно уменьшается, временами резко возрастает и вновь снижается до нуля: обмерзание золотника и седла пилота, оно устраняется обогреванием пилота тряпкой, смоченной горячей водой.
- Выходное давление постепенно уменьшается и поджатие пружины пилота его не повышает: засорение фильтра или отверстия седла пилота, выпадение уплотняющей резинки золотника, поломка настроечной пружины пилота. Фильтр следует прочистить и продуть, резинку и пружину заменить новыми.
- Выходное давление изменяется одновременно с изменением входного давления: перепутаны места установки дросселя на импульсной трубке от мембранной камеры регулятора к основному газопроводу и дельфинирующего дросселя или дроссели вообще не установлены. Необходимо проверить установлены ли дроссели и правильно ли это сделано.
Все это необходимо постоянно помнить, иначе могут возникнуть серьезные проблемы с работой газового оборудования.
Неисправности электродвигателей возникают в результате износа деталей и старения материалов, а также при нарушении правил технической эксплуатации. Причины возникновения неисправностей и повреждений электродвигателей различны. Нередко одни и те же неисправности вызываются действиями различных причин, а иногда - и совместным их действием. Успех ремонта во многом зависит от правильного установления причин всех неисправностей и повреждений поступающего в ре-мот электродвигателя.
Повреждения электродвигателей по месту их возникновения и характеру происхождения делят на электрические и механические. К электрическим относят повреждения изоляции или токопроводящих частей обмоток, коллекторов, контактных колец и листов сердечников. Механическими повреждениями считают ослабление крепежных соединительных резьб, посадок, нарушения формы и поверхности деталей, перекосы и поломки. Повреждения обычно имеют очевидные признаки или легко устанавливаются измерениями.
Неисправности часто можно установить лишь по косвенным признакам. При этом приходится не только проводить измерения, но и сопоставлять обнаруженные факты с известными из опыта и делать соответствующие выводы.
Предремонтные испытания
Для электродвигателей, поступающих в ремонт, когда это возможно, следует проводить предремонтные испытания.
Объем испытаний устанавливают в каждом случае в зависимости от вида ремонта, результатов анализа карт осмотра и внешнего состояния электродвигателя. Работа по предметному выявлению неисправностей машин называется дефектацией. Перед испытаниями электродвигатель подготавливают к работе с соблюдением всех требований правил технической документации; измеряют размеры зазоров в подшипниках и воздушные зазоры, осматривают доступные узлы и детали и оценивают возможность их использования при испытаниях. Непригодные детали по возможности заменяют исправными (без разборки).
В асинхронных двигателях на холостом ходу измеряют ток холостого хода, контролируют его симметрию и оценивают визуально или с помощью инструментов все параметры, подлежащие контролю при эксплуатации.
В электродвигателях с фазным ротором и двигателях постоянного тока оценивают работу контактных колец, коллекторов, щеточного аппарата. Нагружая электродвигатель в допустимой мере оценивают влияние нагрузки на работу его основных узлов, контролируют равномерность нагрева доступных частей, вибрацию, определяют неисправности и устанавливают возможные их причины.
Признаки и причины неисправностей асинхронных электродвигателей
Типичные признаки и причины неисправностей асинхронных электродвигателей при номинальных параметрах питающей сети и правильном включении обмоток электродвигателя приведены в таблице ниже.
| Признаки неисправности | Причины неисправности | Способ ремонта |
| Электродвигатели переменного тока | ||
| Двигатель при включении в сеть не развивает номинальной частоты вращения, издает ненормальный шум. при проворачивании вала от руки работает неравномерно | Возможен обрыв фазы при соединении обмоток статора звездой или двух фаз при соединении треугольником | Наиболее вероятное место повреждений - межкатушечные соединения или окисления контактных поверхностей замыкающих колец (у двигателей с фазным ротором). Производят ремонт соединения, зачистку контактов, ремонт обмотки |
| Ротор двигателя не вращается, сильно гудит, быстро нагревается до выше допустимых температур | Обрыв фазы обмотки статора | |
| Двигатель сильно гудит (особенно при пуске), ротор вращается медленно и работает устойчиво | Обрыв в фазе ротора | |
| Двигатель устойчиво работает при номинальной нагрузке на валу, с частотой вращения, меньше номинальной, ток в одной фазе статора увеличен | Обрыв в одной фазе статора при соединении обмоток треугольником | |
| При работе электродвигателя на холостом ходу наблюдаются местные перегревы активной стали статора | Замкнуты между собой листы сердечника статора из-за порчи межлистовой изоляции или выгорания зубцов при повреждениях обмотки | Удалить заусенцы, обработав места замыкания острым напильником, разъединить листы и покрыть их лаком. При сильном выгорании листов - вырубить поврежденные места, между листами проложить тонкий электрокартон и пролакировать |
| Перегрев обмотки статора в отдельных местах при несимметрии токов в фазах: двигатель гудит и не развивает номинального момента | Витковое замыкание одной фазы в обмотке статора; междуфазное замыкание в обмотках статора | Найти место повреждения обмотки и устранить замыкание. В случае необходимости - перемотать поврежденную часть обмотки |
| Равномерный перегрев всего электродвигателя | Неисправен вентилятор (система вентиляции) | Снять защитный кожух и отремонтировать вентилятор |
| Перегрев подшипников скольжения с кольцевой смазкой | Одностороннее притяжение роторов из-за чрезмерной выработки вкладыша; плохое прилегание вала к вкладышу | Перезалить подшипники скольжения |
| Перегрев подшипника качения, сопровождающийся ненормальным шумом | Загрязнение смазки, чрезмерный износ тел качения и дорожек; неточная центровка валов в агрегате | Удалить старую смазку, промыть подшипник и заложить новую смазку. Заменить подшипник качения. Проверить установку подшипников и центровку машины с агрегатом |
| Стук в подшипнике скольжения | Большой износ вкладыша | Перезалить подшипник |
| Стук в подшипнике качения | Разрушение дорожек или тел качения | Заменить подшипник |
| Повышенная вибрация при работе | Нарушение балансировки ротора шкивами или муфтами; неточная центровка валов агрегата; перекос соединительных полумуфт | Дополнительно отбалансировать ротор, шкивы или полумуфты; произвести центровку двигателя и машины; снять и вновь правильно установить полумуфту Найти место обрыва или плохого контакта и исправить повреждение |
| Электродвигатели постоянного тока | ||
| Якорь машины не вращается под нагрузкой; если вал развернуть усилием извне, двигатель идет «вразнос» | Обрыв или плохой контакт в цепи возбуждения; короткие или межвитковые замыкания в обмотке независимого возбуждения | Чаще всего неисправность бывает в регуляторе возбуждения |
| Частота вращения якоря меньше или больше номинальной при номинальных значениях напряжения сети и тока возбуждения | Щетки сдвинуты с нейтрали соответственно в направлении вращения или против направления вращения вала | Установить щетки коллектора на нейтраль |
| Щетки одного знака искрят сильнее щеток другого знака | Неодинаковы расстояния между рядами щеток по окружности коллектора; междувитковые замыкания в обмотках одного из главных или добавочных полюсов | Обрыв чаше происходит в катушке, находящейся между почерневшими пластинами коллектора. Найти место повреждения и отремонтировать |
| Щетки искрят; образуется почернение пластин коллектора, расположенных на определенном расстоянии друг от друга; после чистки чернеют те же пластины | Плохой контакт или короткое замыкание в обмотке якоря; обрыв в катушке якоря, присоединенной к почерневшим пластинам | Проверить пайку всех соединений между обмоткой якоря и почерневшими пластинами коллектора. Обнаруженные неисправности соединения - пропаять |
| Чернеют каждые вторая-третья пластины коллектора | Ослабла прессовка коллектора или выступает миканит дорожек изоляции | Затянуть пластины коллектора и проточить его поверхность |
| При нормальном нагреве двигателя и совершенно исправных щеточном аппарате и поверхности коллектора щетки искрят | Недопустимый износ коллектора | Двигатель капитально ремонтируют или заменяют на новый |
| Повышенное искрение щеток от вибрации, перегрев коллектора и щеток, потемнение большей части коллектора | Выступают дорожки изоляции коллектора; коллектор «бьет» | Проточить и прошлифовать коллектор |
| При вращении якоря двигателя в разных направлениях щетки искрят с различной интенсивностью | Щетки смещены с централи | Проверить положение щеток и установить их по заводским меткам, расположенным на траверсе |
| Повышенное искрение щеток на коллекторе | Недостаточное прилегание щеток к коллектору; дефект рабочей поверхности щеток; неодинаковое давление щеток на коллектор; заклинивание щеток в обоймах щеткодержателя | Проверить и при необходимости укоротить нажимную пружину щеткодержателей или заменить их новой Отшлифовать поверхности щеток. Установить щетки в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, применив щетки одной марки |
Электродвигатели представляют собой довольно сложные механизмы, которые способны развивать большую мощность, за счет чего обеспечивают работу многих устройств. Область их применения обширна - их можно обнаружить в пылесосе, мясорубке, стиральной машине. Но только бытовыми условиями все не ограничивается, и эти механизмы могут быть частью промышленного оборудования, где способны на гораздо больший функционал. При этом рано или поздно, но случаются неисправности электродвигателей.
Если в быту поломка ограничивается лишь дискомфортом, то в промышленных масштабах это приводит к вынужденным перерывам в работе электрического оборудования. А такие задержки в производстве крайне нежелательны, поэтому необходимо своевременно выявить причину неисправности и как можно скорее устранить ее.
Устройство электродвигателей
Вдаваться в подробности не имеет смысла, поэтому ограничимся кратким курсом. С конструктивной точки зрения, любой электродвигатель состоит из двух основных частей:
- Статор - представляет собой стационарную деталь, которая закреплена на корпусе механизма.
- Ротор - вращающая часть, за счет которой как раз производится работа устройств.
При этом ротор находится в полости статора и механически никак с ним не контактирует, но в то же время может соприкасаться через подшипники. При анализе на предмет выявления неисправностей электродвигателя вентилятора или любого другого устройства в первую очередь проверяется способность ротора вращаться. Для этого первым делом полностью снимается напряжение со схемы питания и только после этого можно вручную прокрутить ротор.
Для работы электрического силового агрегата необходимы два важных условия. Во-первых, на его обмотку (у многофазных электродвигателей их несколько) должно подаваться номинальное напряжение. Во-вторых, и электрическая, и магнитная схема должна быть полностью в исправном состоянии.
Электродвигатели, работающие на постоянном токе
Эти механизмы обладают довольно широким спектром использования:
- вентиляторы компьютерных устройств;
- стартеры транспортных средств;
- мощные дизельные станции;
- зерноуборочные комбайны и т. п.
Магнитное поле статора данных механизмов создается двумя электромагнитами, которые собраны на специальных сердечниках (магнитопроводах). Вокруг них располагаются катушки с обмотками.
Магнитное поле подвижного элемента формируется током, который проходит через щетки коллекторного узла вдоль обмотки, уложенной в пазах якоря. Тему неисправности ротора электродвигателя мы обязательно затронем, но немного позднее.
Электродвигатели переменного тока
Эти механизмы могут быть как асинхронными, так и синхронными. Можно выявить некоторое сходство между асинхронными моделями и двигателями, работающими на постоянном токе. Тем не менее, существуют конструктивные отличия. Ротор асинхронных силовых электрических установок выполнен в виде короткозамкнутой обмотки (прямая подача тока на нее от электроустановки отсутствует). В народе такая конструкция получила довольно звучное наименование - «беличье колесо». Помимо этого, в таких двигателях иной принцип расположения витков статора.
У синхронных силовых агрегатов обмотки катушек на статоре располагаются под одинаковым углом смещения между собой. Благодаря этому формируются силовые линии электромагнитного поля, которые вращаются с определенной скоростью.
Внутри этого поля располагается электромагнит ротора. Под воздействием приложенного магнитного поля, он тоже начинает двигаться в соответствии с частотой, синхронной скорости вращения приложенной силы.
Оценка вращения ротора
Выявление неисправностей электродвигателя переменного тока включает различные манипуляции с ротором. Зачастую возможность оценить степень вращения этого подвижного элемента осложняется из-за подключенного привода. К примеру, у силового агрегата пылесоса его можно без проблем раскрутить руками. А для того чтобы провернуть рабочий вал перфоратора, необходимо приложить некоторые усилия. Но а если вал соединен с червячным редуктором, то в этом случае из-за особенностей данного механизма провернуть его и вовсе не получится.
Именно по этой причине проверка вращения ротора производится только при выключенном приводе. Но что может затруднять его вращение? На это есть несколько причин:
- Контактные площадки скольжения износились.
- В подшипниках отсутствует смазка или же был использован неправильный состав. Иными словами, обычный солидол, которым принято заполнять шарикоподшипники, при сильной отрицательной температуре густеет. Это может служить причиной плохого запуска электрического механизма.
- Наличие между статором и ротором грязи или посторонних предметов.
Как правило, причину неисправности электродвигателя в отношении подшипника определить нетрудно. Разбитая деталь начинает издавать шум, что дополнительно сопровождается люфтом. Для выявления этого достаточно пошатать ротор в вертикальной либо горизонтальной плоскости. Также можно попробовать вдвигать и вытаскивать ротор вдоль его оси. При этом стоит учесть, что незначительный люфт для большинства моделей силового агрегата является нормой.
Проверка щеток
Пластины коллектора, по сути, являются контактным соединением части непрерывной обмотки якоря. Через данное подключение к щеткам подводится электрический ток. Пока силовой агрегат находится в исправном состоянии, в этом узле формируется переходное электрическое сопротивление. К счастью оно не способно оказывать какого-либо значительного влияния на работу механизма.
Как определить неисправность электродвигателя? У тех силовых агрегатов, которые подвергаются сильным нагрузкам в период эксплуатации, обычно загрязняются пластины коллектора. Кроме того, в пазах может скапливаться графитовая пыль, что отрицательно сказывается на изоляционных свойствах.
Сами щетки прижимаются к пластинам под воздействием пружин. Во время работы электродвигателя графит постепенно стирается, длина стержня щеток сокращается, а усилие, создаваемое пружиной, уменьшается. В результате контактное давление ослабевает, что приводит к увеличению переходного электрического сопротивления. Из-за этого коллектор начинает искрить.
В конечном счете, это приводит к повышенному износу щеток, включая медные пластины коллектора. В свою очередь все в итоге заканчивается поломкой двигателя. По этой причине важно регулярно проверять щеточный узел, тщательным образом осматривая чистоту поверхностей. В ходе поиска причин неисправности электродвигателя также не следует забывать о выработке самих графитовых щеток, включая условия работы пружин.
Обнаруженные загрязнения следует убирать куском мягкой тряпки, предварительно смоченной в растворе технического спирта. Промежутки меж пластин необходимо очищать при помощи воронила из твердой не смолистой породы древесины. По самим щеткам можно пройтись мелкозернистой наждачной бумагой.
При обнаружении на пластинах коллектора выбоин либо выгоревших участков, сам узел подергается механической обработке, включая полировку, пока не будут устранены все неровности.
Основные причины, вызывающие поломки электродвигателей
После сбора электродвигателей в заводских условиях, они подвергаются различному тестированию. И по их завершению они считаются полностью исправными и поставляются на рынок либо непосредственно к заказчику. Впоследствии все неисправности, которые возникают, обнаруживаются в ходе дальнейшей эксплуатации силовых агрегатов.
К числу причин основных неисправностей электродвигателей можно приписать нарушение условий транспортировки от изготовителя до места назначения. В большинстве случаев поломка может случиться на этапе загрузки или разгрузки электрических моторов. Также далеко не каждая компания ответственно относится к самой перевозке груза, в частности не соблюдая рекомендации в отношении транспортировки электродвигателей.
Еще одна причина - это нарушение правил хранения. В результате разрушаются основные узлы силовых агрегатов из-за воздействия перепадов температуры, уровня влажности и прочих внешних факторов.
Неисправности электродвигателя и способы их устранения
Среди большого количества поломок можно выделить случаи, которые наблюдаются чаще всего:
- Не вращается якорь при подключении электросети, что может быть обусловлено малым током или полным его отсутствием.
- Не развивается необходима частота вращения. Здесь причиной неисправности может служить изношенный подшипник.
- Перегрев электродвигателей. В этом случае причин довольно много - от перегрузки устройства до нарушения вентиляции.
- Сильное гудение механизма при работе, а также появление дыма. Возможно, замкнуты витки определенных катушек.
- Механизм сильно вибрирует - вызвано вследствие нарушения балансировки вентиляторного колеса либо другой части силового агрегата. Выявить это можно в ходе визуального осмотра.
- Кнопка отключения отказывается работать. Обычно так бывает, когда «залипают» контакты на магнитном пускателе.
- Посторонние шумы на фоне перегрева подшипника. Такая поломка обычно вызвана сильным загрязнением детали либо ее износом.
Это далеко не весь список неисправностей асинхронных электродвигателей (и прочих), которые могут возникнуть в процессе эксплуатации электрических силовых установок. Определить другие поломки сможет только опытный специалист. Разберем более подробно некоторые не менее распространенные неисправности.
Равномерный перегрев статора
В некоторых случаях активная сталь начинает перегреваться, хотя нагрузка имеет номинальные параметры. При этом нагрев может быть равномерным либо неравномерным. В первом случае причина может заключаться в напряжении, которое выше номинального значения или же все дело в вентиляторе. Причина такой неисправности устраняется несложно - для этого необходимо снизить нагрузку либо усилить двигатель вентилятора.
При определении неисправностей электродвигателя также важно обратить внимание на то, как соединены обмотки статора. Обычно тут все зависит от величины номинального напряжения:
- Для низких значений используется соединение «треугольник».
- Для более высокого напряжения предусмотрено соединение «звезда».
Иными словами, для «треугольника» - это 220 В, а для «звезды» - 380 В. В противном случае может возникнуть перегрузка силового агрегата, что и чревато его перегревом.
Неравномерный перегрев статора
В случае неравномерного перегрева причин несколько. Это может быть пробой в обмотке статора, замыкание на корпус. Из-за этого зубцы не только выгорают, но и могут оплавиться.
Также этому может способствовать замыкание промеж некоторых пластин, вызванное заусенцами. К тому же нельзя исключать и прикосновение ротора к корпусу статора. В этом случае устранение неисправностей электродвигателя будет сведено к вырезанию неисправных элементов, удалению заусенцев. После этого необходимо изолировать листы друг от друга посредством слюды либо специального картона.
При наличии слишком большого количества повреждений делается перешихтовка активной стали статора с переизолировкой всех листов. Сама стационарная деталь перематывается.
Все дело в роторе
При следующих характерных признаках причину неисправности ротора следует искать в некачественной пайке его цепи:
- перегрев ротора;
- гудение;
- торможение;
- несимметричные показания токах в фазах.
Прежде чем начинать ремонтировать ротор, следует обследовать, насколько качественно была выполнена пайка его обмоток. При необходимости, стоит перепаять, то же самое нужно сделать с теми участками, которые вызывают опасения.
Также могут быть случаи, когда неисправность электродвигателя обусловлена тем, что ротор недвижим и разомкнут, хотя на трех кольцах одинаковое напряжение. В этом случае причина неисправности, скорее всего, кроется в разрыве проводов, соединяющие ротор с пусковым реостатом. Как правило, это обусловлено износом вкладышей, сдвигом щитов подшипников, из-за чего ротор начинает притягиваться к статору. Ремонт ротора - это замена вкладышей, а также регулировка щитов подшипников.
Помимо этого, щетки и коллектор могут искрить либо нагреваться. Это может произойти по нескольким причинам:
- щетки пришли в негодность;
- неверная установка щеток;
- размеры щеток не соответствуют габаритам обоймы держателя;
- некачественное соединение щеток с арматурой.
В этом случае достаточно в точности выставить щетки вместе с держателями.
Повышенные вибрации
С технической точки зрения подобное явление тоже можно считать неисправностью электродвигателя. Обычно сильные вибрации возникают вследствие разбалансировки ротора, муфты либо шкива. Также этому явлению может способствовать неаккуратное центрование валов устройства, искривление соединительных полумуфт.
Первым делом необходимо выполнить балансировку ротора, для чего отбалансировать полумуфты со шкивами. Также нужно отцентрировать двигатель. Поставить полумуфту в правильное положение, но для этого сначала ее нужно снять. Отыскать точку некачественного соединения или разрыва, после чего устранить поломку.
Одной только установкой электродвигателя все не заканчивается, что подтверждается многими специалистами. Необходимо предпринять все необходимые меры, чтобы продлить срок эксплуатации электрических силовых установок.
В частности со стороны персонала необходимо:
- Обеспечить защиту электродвигателей специальными устройствами.
- Установить устройство плавного пуска электродвигателя. Это позволит увеличить срок службе не только силового агрегата, но и его привода.
- Установить тепловое реле. С его помощью можно избежать тепловых перегрузок, что очень важно для электродвигателей.
- Исключить попадание влаги на корпус двигателя и в его полость. Тем самым можно обеспечить его работоспособность, поскольку этот фактор отрицательно воздействует на внутренние компоненты электродвигателя.
- Необходимо регулярно проводить техническое обслуживание. Это очистка самого двигателя от загрязнений, смазывание подшипников, подтяжка контактов.
- Не заниматься ремонтом силовых электрических установок без должного опыта и навыков. Работу эту лучше доверить специалистам.
К тому же, важно своевременно обнаружить неисправность электродвигателя и устранить ее, поскольку от этого зависит время задержки производства. А оно, как известно, на вес золота, если не еще ценнее.
