Неисправности электрических машин — Пробой обмоток на корпус
4-2. ПРОБОЙ ОБМОТОК НА КОРПУС
Ниже перечисляются возможные причины пробоя и меры по их устранению.
4-2-1. Обмотки увлажнились: во время транспортировки, вследствие продолжительного хранения машин в сыром, неотапливаемом помещении, при продолжительных перерывах в работе машин, особенно в сырое время года, вследствие непосредственного попадания воды в машину, например при прорыве водопроводных труб, при пожаре, наводнении и т. п., от действия водяных паров при наличии неплотностей в соединениях паровых труб в машинном помещении.
Предупредить увлажнение обмоток во время хранения машин, оборудовав склад хорошей вентиляцией; выбирать под склады только сухие помещения.
Останавливая машины с проточной вентиляцией на продолжительное время, закрывать при сырой, туманной погоде все шиберы воздушных каналов для поступающего и выходящего воздуха. Наоборот, при хорошей, сухой погоде все шиберы держать открытыми.
Если работа машины периодически чередуется с длительными перерывами, установить специальные электрические грелки и включать их на время остановок машины (по примеру машин прокатных станов).
Для работы во влажной среде применять закрытые машины либо машины с влагостойкой изоляцией.
Отсыревшие машины перед пуском просушить во избежание пробоя изоляции обмоток на корпус.
4-2-2. Машина загрязнена.
A. Чрезмерный износ щеток, коллекторов и контактных колец приводит к образованию токопроводящих мостиков из угольной и медной пыли.
См. пп. 4-1-4 и 4-1-5.
Б. Загрязненный воздух из машинного помещения засасывается через неплотности в корпус машины с замкнутой или проточной вентиляцией; то же происходит при неисправности воздушных фильтров.
Уплотнить корпус машины и воздухопроводы или произвести ремонт воздушных фильтров.
B. В машинное помещение попадает пыль. В рабочих помещениях металлургических и угольных предприятий, прокатных и коксовых цехов и т. д. пыль настолько мелка и легка, что осаждается не только на коллекторах, контактных кольцах и наружных частях обмотки, но и проникает внутрь машины, в такие ее места, куда попадание ее, казалось бы, невозможно; она образует проводящие мостики, которые постепенно могут вызвать перекрытие или пробой на корпус.
К машинам, установленным в таких помещениях, охлаждающий воздух следует подводить извне. В необходимых случаях надо ставить фильтры либо герметизировать машины, по поводу чего необходимо обратиться на завод-изготовитель.
Следует отметить, что засорение лобовых частей обмоток крупных быстроходных машин (турбогенераторов) полупроводящей пылью представляет немалую опасность, так как от емкостных токов эта пыль может сильно нагреться, вспыхнуть и вызвать пожар в машине. Г. Надзор за машиной и уход за ней недостаточны.
Машину содержать в чистоте, производя ежедневно ее чистку; строго соблюдать сроки осмотров и планово-предупредительных ремонтов; если загрязнение особенно велико, пересмотреть сроки осмотров и ремонтов, сократив межремонтный период и увеличив число чисток машины с выемкой ротора. 4-2-3. В обмотку попали посторонние предметы (металлическая стружка, металлическая и абразивная пыль и т. п.).
Защищать обмотки от попадания в них металлической и прочей пыли, особенно при обточке и шлифовке коллекторов и контактных колец. Для этого следует практиковать временную заклейку обмоток бумагой или плотную обвязку их какой-либо тканью. 4-2-4. Машинное помещение насыщено кислотными или щелочными парами или газами (химическая промышленность). Эти пары и газы постепенно разрушают изоляцию обмоток.
В таких помещениях следует устанавливать только закрытые машины с химически стойкой изоляцией и проточной вентиляцией, с подводом чистого воздуха извне или с внешним обдувом. 4-2-5. Сильный и длительный перегрев машины делает изоляцию машины хрупкой и гигроскопичной.
См. § 1-2, 1-3, 1-5, 2-2 — 2-5, 3-3 — 3-6. 4-2-6. Электродинамические силы, развивающиеся при коротких замыканиях, а также перенапряжения, возникающие в питающей сети и при выключениях обмоток возбуждения, могут вызвать перекрытие обмоток электрической дугой и пробой на корпус.
Усилить крепление лобовых частей обмотки, особенно на прямых участках при выходе из пазов.
В отдельных случаях — при переходах на прямой пуск двигателей — эффективной мерой является установка дополнительных бандажных колец. 4-2-7. Изоляция подвергается естественному износу (старению).
Для увеличения срока службы изоляции рекомендуется вести тщательное наблюдение за ее состоянием и периодически измерять сопротивление изоляции обмоток по отношению к корпусу, а также между электрически не связанными обмотками с тем, чтобы в необходимых случаях можно было произвести мелкий профилактический ремонт изоляции или покрыть ее лаком.
Как прозвонить электродвигатель мультиметром
Одна из частых неисправностей электродвигателя – отсутствие вращения. Причину поломки можно определить следующим образом. Прежде всего с помощью мультиметра (в режиме вольтметра) проверяется подача питающего напряжения. Если питание подается, проблема заключается в электрической неисправности самого двигателя, соответственно, необходимо проверить целостность подключения и прозвонить обмотки. В большинстве случаев для этого используется обычный мультиметр.
Прозвонка электродвигателя мультиметром
Трехфазный электродвигатель имеет 3 обмотки, у каждой из которых по два вывода. Для измерения сопротивления обмотки мультиметр переводится в режим омметра, его щупы соединяются с парой выводов. Предел измерения — 200 Ом или меньше. Необходимо последовательно прозвонить сопротивления всех трех обмоток. Полярность омметра в данном случае роли не играет.
Как узнать, какое должно быть сопротивление у обмоток? На данном этапе это неважно – главное, чтобы сопротивления были одинаковы. Расхождения показаний по обмоткам должны быть не более 10%.
Логично, что сопротивления обмоток зависят от мощности электродвигателя. У маломощных двигателей (сотни ватт) сопротивление каждой обмотки может составлять десятки Ом, у двигателей средней мощности (несколько киловатт) – единицы Ом. У приводов мощностью десятки киловатт сопротивление составляет доли ома, и обычным мультиметром проблематично точно его измерить.
Если мультиметр показывает 0 Ом, это говорит о коротком замыкании (начало и конец обмотки замкнуты). Можно попытаться устранить замыкание в районе борно, но это удается редко. Обычно в таких случаях двигатель разбирают или перематывают. Если на одной из обмоток мультиметр показывает бесконечность, произошел обрыв, и двигатель также подлежит разборке или перемотке.
Кроме того мультиметр позволяет без труда определить замыкание обмотки на корпус. В этом случае сопротивление между обмоткой и корпусом электродвигателя будет составлять единицы Ом (при нормальной изоляции — Мегаомы).
Проверка борно
Если после прозвонки остались подозрения, нужно вскрыть клеммную коробку (борно). Часто можно увидеть, что в борно плохо затянут крепеж, или отгорели провода. Если для соединения используются гайки, нужно на каждой клемме проверить протяжку не только верхней гайки, которой прикручен питающий проводник, но и осмотреть гайку, которая держит вывод обмотки, уходящий внутрь двигателя.
При отсутствии мультиметра допускается в первом приближении проверять обмотки на обрыв при помощи универсального пробника-прозвонки. Однако, при этом невозможно определить межвитковое и короткое замыкание в обмотках.
Как определить межвитковое замыкание
Межвитковое замыкание можно определить несколькими способами, самый практичный из них – измерение токов по фазам. Если при равенстве фазных напряжений токи отличаются более чем на 15%, и при этом двигатель греется на холостом ходу, можно смело нести его в перемотку.
Выводы
Следуя инструкциям, приведенным в статье, можно при помощи мультиметра определить большинство неисправностей обмотки двигателя. Как правило, при нарушениях целостности обмотки двигатель нужно перематывать.
9 основных неисправностей электродвигателя
В этом обзоре мы рассмотрим типичные неисправности трехфазных асинхронных электродвигателей и способы их предупреждения и устранения.
Электрические неисправности электродвигателя
Электрические неисправности двигателя всегда связаны с обмоткой.
- Межвитковое замыкание может возникнуть при ухудшении изоляции в пределах одной обмотки. Возможные причины: перегрев обмотки, некачественная изоляция, износ изоляции вследствие вибрации. Определить межвитковое замыкание бывает сложно. Основной метод диагностики – сравнение сопротивления и рабочего тока всех трех обмоток. Первые симптомы межвиткового замыкания – повышенный нагрев двигателя и падение момента на валу. При этом по одной из фаз ток больше, чем по двум другим.
- Замыкание между обмотками происходит из-за смещения обмоток, механической вибрации и ударов. При отсутствии должной электрической защиты может возникнуть короткое замыкание и пожар.
- Замыкание обмотки на корпус. При данной неисправности электродвигатель может продолжать работать, если неправильно выполнены заземление и защита от короткого замыкания. Однако в работе он будет смертельно опасен, так как его потенциал будет находиться под фазным напряжением.
- Обрыв обмотки. Эта неисправность равносильна пропаданию фазы. Если обрыв происходит в работе, то двигатель резко теряет мощность и начинает перегреваться. При правильно выполненной защите двигатель отключится, поскольку ток по другим фазам будет повышен.
Для устранения большинства из этих поломок требуется перемотка двигателя.
Механические неисправности электродвигателя
Механические неисправности электродвигателя связаны с его конструкцией.
- Износ и трение в подшипниках. Проявляется в повышении механической вибрации и шума при работе. В этом случае требуется замена подшипников, иначе неисправность приведет к перегреву и падению производительности двигателя.
- Проворачивание ротора на валу. Ротор может вращаться в магнитном поле статора, а вал будет неподвижен. Требуется механическая фиксация ротора на валу.
- Зацепление ротора за статор. Эта проблема связана с механической поломкой подшипников, их посадочных мест или корпуса двигателя. Кроме того, подобная неисправность приводит к повреждению обмотки статора. Практически не подлежит ремонту.
- Повреждение корпуса двигателя. Может происходить из-за ударов, повышенных нагрузок, неправильного крепления или низкого качества двигателя. Ремонт является трудоемким из-за трудностей соосной установки переднего и заднего подшипников.
- Проворачивание или повреждение крыльчатки обдува. Несмотря на то, что двигатель продолжит работать, он будет перегреваться, что существенно сократит срок его службы. Крыльчатку необходимо закрепить (для этого используется шпонка или стопорное кольцо) или заменить.
Аварийные ситуации при работе электродвигателя
Существуют неисправности, не связанные непосредственно с двигателем, но влияющие на его работу, характеристики и срок службы. Большинство этих неисправностей вызваны механической перегрузкой, увеличением тока, и, как следствие, перегревом обмоток и корпуса.
- Увеличение нагрузки на валу вследствие заклинивания привода либо приводимых механизмов.
- Перекос напряжения питания, который может быть вызван проблемами питающей сети либо внутренними проблемами привода.
- Пропадание фазы, которое может произойти на любом участке питания двигателя – от питающей трансформаторной подстанции до обмотки двигателя.
- Проблема с обдувом (охлаждением). Может возникнуть из-за повреждения крыльчатки двигателя при собственном охлаждении, из-за останова вентилятора внешнего принудительного охлаждения или вследствие значительного повышения температуры окружающей среды.
Способы защиты электродвигателя
Для защиты электродвигателя от внутренних и внешних неисправностей, а также для минимизации дальнейших трудозатрат по его ремонту применяют различные устройства.
1. Мотор-автоматы и тепловые реле
Мотор-автоматы (автоматы защиты двигателя) и тепловые реле используют для обнаружения превышения тока по одной или всем фазам двигателя. В случае превышения через некоторое время происходит отключение привода.
В отличие от мотор-автомата, у теплового реле нет силовой коммутации. Оно имеет только управляющий контакт, который размыкает питание силовой цепи. Мотор-автомат является самостоятельным коммутационным устройством, способным выключать двигатель.
Минус теплового реле заключается в отсутствии защиты от короткого замыкания. Мотор-автомат имеет защиту от перегрузки и электромагнитную защиту от короткого замыкания, которая мгновенно срабатывает и выключает двигатель при превышении тока уставки в 10-20 раз.
Данные устройства используются наиболее широко и при правильной установке и настройке способны с большой долей вероятности защитить электродвигатель и оборудование от поломки и других негативных последствий.
2. Электронные реле защиты двигателей
Данный вид защиты обеспечивает большой выбор различных защит. Основным элементом таких реле является микропроцессор, который анализирует мгновенные значения напряжения и тока и принимает решения на основе заданных настроек. Это может быть выдача сигнала на индикацию либо на отключение двигателя.
3. Термисторы и термореле
Когда по какой-то причине не сработала тепловая защита по перегрузке, последний рубеж обороны — термозащита. Внутрь обмотки устанавливается термочувствительный элемент (как правило, термистор или позистор), который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры. При пересечении порога срабатывает соответствующая защита, и двигатель отключается.
Возможно применение более простых дискретных термореле (термоконтактов), которые размыкают контрольную или тепловую цепь, что приводит к аварийной остановке электродвигателя.
4. Преобразователи частоты
Обычно преобразователи частоты располагают несколькими видами защиты – по превышению момента и тока, по превышению напряжения, обрыву фазы и проч. Кроме того, возможно ограничение момента и тока. В этом случае на двигатель будет подаваться напряжение с меньшим уровнем и частотой, если будет обнаружена перегрузка. При этом будет выдано соответствующее сообщение оператору, а двигатель может продолжать работать.
Также производители частотных преобразователей рекомендуют устанавливать защитный автомат на входе ПЧ, тепловое реле на выходе и термисторную защиту.
пробивает на корпус двигателя
arboy
Просмотр профиля
19.2.2007, 17:39
Группа: Пользователи
Сообщений: 39
Регистрация: 9.1.2007
Пользователь №: 8032
в контактной коробке двигателя — три провода. Прозваниваю — один щуп тестера
на провод второй на корпус двигателя, на вал — ничего. Так проверяю все три провода. Сопротивление между двумя соседними проводами одинаковое. Подключаю и пробую индикатором на корпус — лампочка горит. Что это — реальная фаза или какой-то «наведенный» ток? Можно ли работать с таким движком? На других движках такого нет.
Flash
Просмотр профиля
19.2.2007, 18:02
Группа: Модераторы
Сообщений: 630
Регистрация: 14.10.2006
Из: г. Белгород
Пользователь №: 7130
Изоляцию проверь «мегером» и больше ничему не верь. Конечно, если тестер показыват конкретную козу на корпус, то этому тоже можно верить.
Если прибора нет, сделай так: подай на обмотку 1 фазу, ноль подключи через лампу на корпус мотора. Ежели лампа уверенно загорится, то мотору кирдык. Тока об осторожости не забывай!
Сам думаю, что мотор будет достаточно подсушить и наводки от обмотки с корпуса пропадут.
А индикатором только в зубах ковыряться можно.
Удачи.
Когда я ем — я глух и нем, чертовски быстр и дьявольски умён
SergAn
Просмотр профиля
20.2.2007, 13:06
Группа: Пользователи
Сообщений: 552
Регистрация: 13.12.2006
Из: Н.Новгород
Пользователь №: 7881
Подключаю и пробую индикатором на корпус — лампочка горит.
Если у тебя движок надежно занулен то при подключении к сети и наличие пробоя на корпус произойдет КЗ.
Опыт растет пропорционально выведенному из строя оборудованию!
arboy
Просмотр профиля
20.2.2007, 16:48
Группа: Пользователи
Сообщений: 39
Регистрация: 9.1.2007
Пользователь №: 8032