Что означает потеря по изоляции ротора

Повреждение изоляции обмотки

Около 80% аварий электрических машин связано с повреждением обмотки статора. Высокая повреждаемость обмотки объясняется тяжелыми условиями работы и недостаточной стабильностью электрических свойств изоляционных материалов. В результате повреждения изоляции может произойти замыкание между обмоткой и магнитопроводом, замыкание между витками катушек или между фазными обмотками. Основной причиной повреждения изоляции является резкое снижение электрической прочности под влиянием увлажнения обмотки, загрязнения поверхности обмотки, попадания в электродвигатель металлической стружки, металлической и другой проводящей пыли, наличия в охлаждающем воздухе паров различных жидкостей, продолжительной работы электродвигателя при повышенной температуре обмотки, естественного старения изоляции.
Увлажнение обмотки может произойти вследствие продолжительного хранения электродвигателя в сыром неотапливаемом помещении. В установленном электродвигателе увлажнение может произойти при длительном неподвижном состоянии, особенно при повышенной влажности окружающего воздуха или при попадании воды непосредственно в электродвигатель.
Для предупреждения увлажнения обмотки во время хранения электродвигателя необходимы хорошая вентиляция складского помещения и умеренное отапливание в холодное время года. В периоды длительных остановок электродвигателя при сырой и туманной погоде следует закрывать задвижки воздушных каналов поступающего и выходящего воздуха. При теплой сухой погоде все задвижки должны быть открыты.
Загрязнение обмотки электродвигателя происходит главным образом вследствие использования для охлаждения недостаточно чистого воздуха. Вместе с охлаждающим воздухом в электродвигатель могут попадать угольная и металлическая пыль, сажа, пары и капли различных жидкостей. Вследствие износа щеток и контактных колод образуется проводящая пыль, которая при встроенных контактных кольцах оседает на обмотках электродвигателя. Предотвращение загрязнения может быть достигнуто внимательным уходом за электродвигателем и тщательной очисткой охлаждающего воздуха. Необходимо периодически осматривать электродвигатель, очищать его от пыли и грязи и в случае необходимости производить мелкий ремонт изоляции.
При повышенном нагревании, а также в результате естественного старения изоляция в значительной мере утрачивает механическую прочность, становится хрупкой и гигроскопичной. При длительной работе машины крепления пазовых и лобовых частей обмотки ослабляются и вследствие вибрации их изоляция разрушается.
Изоляция обмотки может быть повреждена: из-за небрежной сборки и транспортировки электродвигателя, вследствие разрыва вентилятора или бандажи ротора, в результате задевания ротора за статор.
О состоянии изоляции можно судить по ее сопротивлению. Минимальное сопротивление изоляции зависит от напряжения U, В, электродвигателя и его мощности Р, кВт. Сопротивление изоляции обмоток от магнитопровода и между разомкнутыми фазными обмотками при рабочей температуре электродвигателя должно быть но не менее 0,5 МОм.
При температуре ниже рабочей это сопротивление необхода мо удваивать на каждые 20°С (полные или неполные) разности между рабочей температурой и той температурой, для которой оно определяется.
Вычисленное по формуле сопротивление следует сравнивать с измеренным сопротивлением изоляции для постоянного тока При переменном токе скапывается наличие емкости между проводниками обмотки и магнитопроводом, поэтому измеренное сопротивление для переменного тока нельзя сопоставлять с полученным по формуле (2). Обычно измерение сопротивления изоляции производится специальным прибором — мегомметром. Для обмоток электрических машин с номинальным напряжением до 500 В напряжение мегомметра должно быть 500 В, для обмоток электрических машин с номинальным напряжением свыше 500 В напряжение мегомметра 1000 В.
Если измеренное сопротивление изоляции обмотки меньше вычисленного по формуле (2), то необходимо произвести очистку и сушку обмотки. С этой целью разбирают электродвигатель и удаляют грязь с доступных поверхностей обмотки с помощью деревянных скребков и чистых тряпок, смоченных в керосине, бензине или четыреххлористом углероде. Если обмотка электродвигателя подвергалась действию морской воды, то ее необходимо промыть пресной водой для предотвращения выделения соли на поверхности изоляции. Сушку защищенных машин можно производить как в разобранном, так и в собранном виде, закрытые машины необходимо сушить в разобранном виде. Способы сушки зависят от степени увлажнения изоляции и от наличия источников нагрева. При сушке внешним нагревом используется горячий воздух или инфракрасные лучи. Сушку горячим воздухом проводят в сушильных печах, ящиках и камерах, снабженных паровыми или электрическими нагревателями. Сушильные камеры и ящики должны иметь два отверстия: внизу для входа холодного воздуха и вверху для выхода нагретого воздуха и водяных паров, образовавшихся при сушке.
Температуру электродвигателя следует повышать постепенно во избежание появления механических напряжений и вспучивания изоляции. Температура воздуха не должна превышать 120°С при изоляции класса А и 150°С при изоляции класса В. В начале сушки необходимо измерять температуру обмотки и сопротивление изоляции через каждые 15—20 мин, затем интервал между измерениями можно увеличить до одного часа. Изменение температуры обмотки и сопротивления R изоляции в зависимости от времени t сушки показано на рис 24. Процесс сушки считается законченным, когда достигнуто установившееся значение сопротивления.

Рис. 24. Изменение температуры обмотки и сопротивления изоляции в зависимости от времени сушки

При слабом увлажнении обмотки сушку можно производить за счет выделения тепловой энергии непосредственно в частях электродвигателя. Наиболее удобна сушка переменным током, когда обмотку статора включают на пониженное напряжение при заторможенном роторе; при этом фазная обмотка ротора должна быть замкнута накоротко. Ток в обмотке статора не должен превышать номинального значения. Если используется трехфазное пониженное напряжение, то схему соединения обмоток статора можно не изменять, для однофазного напряжения целесообразно фазные обмотки соединять последовательно.
Для сушки может быть использована энергия потерь в магнитопроводе и корпусе электродвигателя. Для этого при вынутом роторе на статор укладывают временную намагничивающую обмотку, охватывающую магнитопровод и корпус. Нет необходимости распределять намагничивающую обмотку по всей окружности, она может быть сосредоточена на статоре в наиболее удобном месте. Количество витков в обмотке и ток в ней (сечение провода) подбираются таким образом, чтобы индукция в магнитопроводе составляла (0,8-1)Т в начале сушки и (0,5-0,6)Т в конце сушки. Для изменения индукции делают отводы от обмотки или же регулируют ток в намагничивающей обмотке.

Методы выявления поврежденной изоляции между витками или между фазными обмотками были рассмотрены ранее, в разделе 8. Здесь излагаются методы определения места повреждения изоляции обмотки от магнитопровода. Прежде всего необходимо разъединить фазные обмотки и измерить сопротивление изоляции каждой фазной обмотки от магнитопровода или по крайней мере проверить целость изоляции контрольной лампой. При этом удается выявить фазную обмотку с поврежденной изоляцией. Дли определения места повреждения могут быть использованы различные методы: метод измерения напряжения между концами обмотки и магнитопроводом, метод определения направления тока в частях обмотки, метод деления обмотки на части и метод «прожигания». При первом методе на фазную обмотку с поврежденной изоляцией подается пониженное переменное или постоянное напряжение (рис. 25) и вольтметрами V1 и V2 измеряют напряжение между концами обмотки и магнитопроводом. По соотношению этих напряжений можно судить о положении места повреждения обмотки относительно ее концов. Этот метод не обеспечивает достаточной точности при малом сопротивлении обмотки. Второй метод заключается в том, что постоянное напряжение подается на объединенные в общую точку концы фазной обмотки и на магнитопровод (рис. 26). Для возможности регулирования и ограничения тока в цепь включают реостат R. Направления токов в обеих частях обмотки, разграниченных точкой С соединения с магнитопроводом, будут противоположными. Если поочередно касаться двумя проводами от милливольтметра концов каждой катушечной группы, то стрелка милливольтметра будет отклоняться в одном направлении до тех пор, пока провода от милливольтметра не будут присоединены к концам катушечной группы с поврежденной изоляцией. На концах следующих катушечных групп отклонение стрелки изменится на противоположное. У катушечной группы с поврежденной изоляцией отклонение стрелки будет зависеть от того, к какому из концов ближе место повреждения изоляции; кроме того, величина напряжения на концах этой катушечной группы будет меньше, чем на других катушечных группах, если повреждение изоляции не находится вблизи концов катушечной группы.Таким же образом производится дальнейшее определение места повреждения изоляции внутри катушечной группы. На рис. 27 показана группа двухслойной обмотки, состоящая из четырех катушек. Оставил без изменения схему включения фазной обмотки (рис. 26), измеряют напряжение между точками А-В, В-С, С-D и D-Е и наблюдают за направлением отклонения стрелки милливольтметра. Если изоляция повреждена в катушке В-С, то отклонение стрелки для точек А-В будет противоположно отклонению ее для течек С-D и D-Е.

Рис. 25. Определение места повреждения изоляции двумя вольтметрами

Рис. 26. Определение катушечной группы с поврежденной изоляцией

Рис. 27. Определение катушки с поврежденной изоляцией

О направлении тока в катушке можно судить по отклонению магнитной стрелки, располагаемой поочередно над каждым пазом с исследуемой обмоткой. При переходе через пазы, в которых расположена катушка с поврежденной изоляцией, происходит изменение направления отклонения магнитной стрелки в соответствии с изменением направления тока при включении обмотки по схеме на рис. 26. Для выполнения этого исследования электродвигатель должен быть разобран.
Перечисленные методы дают надежные результаты только в случае устойчивого контакта проводников обмотки с магнитопроводом.
Метод деления обмотки на части состоит в том, что фазную обмотку, имеющую соединение с магнитопроводом, делят пополам путем распайки междукатушечных соединений и затем мегомметром или контрольной лампой определяют часть обмотки, имеющую соединение с магнитопроводом. Подобное деление продолжают до тех пор, пока не будет найдена катушка с поврежденной изоляцией.
Если фазную обмотку с поврежденной изоляцией и магнитопровод присоединить к источнику пониженного напряжения, например к сварочному генератору или трансформатору, то вследствие значительного нагревания места контакта проводников обмотки и магнитопровода появляется дым, а иногда и искры (изоляция «прожигается»). Для предотвращения больших размеров повреждения вследствие обгорания изоляции и оплавления проводников обмотки необходимо включить в цепь ограничивающее сопротивление.

В некоторых случаях место повреждения удается установить сравнительно простым методом, если фазную обмотку с поврежденной изоляцией и магнитопровод включить в сеть 220 В через контрольную лампу и деревянным рычагом смещать лобовые части обмотки. При смещении катушки с поврежденной изоляцией контрольная лампа будет мигать.
Обнаруженную катушку с поврежденной изоляцией необходимо заменить. Ограничиться устранением повреждения можно в том случае, когда общее состояние изоляции удовлетворительное. Если нет возможности исправить поврежденную изоляцию и электродвигатель не может быть остановлен для ремонта обмотки, то следует отключить поврежденную катушку, т. е. разъединить концы этой и соседних катушек и затем соединить концы целых катушек. Если кроме изоляции катушки от магнитопровода повреждена также витковая изоляция, то такую катушку нужно отключить и разрезать для устранения короткозамкнутых контуров. Количество отключенных витков не должно превышать 10% общего количества витков фазной обмотки. При наличии параллельных ветвей или при соединении фазных обмоток треугольником отключение катушки может привести к появлению больших уравнительных токов, и поэтому следует отключить также катушки в других параллельных ветвях (или фазных обмотках).

16. Повреждение изоляции обмотки ротора

Фазная обмотка ротора в небольших электродвигателях выполняется однослойной с концентрическими катушками, а в электродвигателях средней и большой мощности — двухслойной стержневой. Число фаз равно трем и фазные обмотки соединяются звездой. Обмотку ротора по технико-экономическим соображениям выполняют на меньшее напряжение, чем обмотку статора, но условия работы изоляции обмотки ротора усложняются большими механическими напряжениями, вызванными укладкой бандажей на лобовых частях и центробежными силами при вращении ротора. Так как для изоляции обмоток ротора и статора применяются одинаковые материалы и эти обе части электродвигателя находятся практически в одинаковых условиях эксплуатации и хранения, то основные причины повреждения изоляции обмотки ротора те же, что и обмотки статора (см. раздел 15).
Для выяснения состояния изоляции производится измерение сопротивления ее при помощи мегомметра. Минимальное допускаемое сопротивление изоляции обмотки ротора определяется формулой (2). В случае пониженного сопротивления изоляции необходимо провести сушку электродвигателя или только ротора, как описано в разделе 15. Методы выявления поврежденной изоляции между витками или между фазными обмотками были рассмотрены в разделе 8. В катушечной обмотке повреждение изоляции равновероятно во всех частях катушки, но все же при проверке главное внимание следует обратить на переходы проводников из пазовой части в лобовую, а в стержневой обмотке чаше всего повреждается изоляция вблизи хомутиков. Определение места повреждения изоляции обмотки от магнитопровода ротора может быть выполнено одним из методов, описанных в разделе 15. Предпочтение следует отдать трем последним методам (метод деления обмотки на части, метод «прожигания» и метод смещения лобовых частей катушки); они отличаются простотой и позволяют быстро получить надежные результаты.

17. Повреждение изоляции контактных колец, щеткодержателей и выводных зажимов

Изоляция контактных колец и щеткодержателей может быть повреждена вследствие поверхностных разрядов даже при небольшом напряжении на обмотке ротора, которые возникают при введенном пусковом реостате или при обрыве цепи ротора за пределами электродвигателя. Причинами, способствующими возникновению этой неисправности, являются: загрязнение щеточного аппарата и контактных колец маслом из подшипников, графитной и металлической пылью от износа щеток, а также влажность воздуха, содержащего пары кислот и щелочей.
Обугливание изоляции вследствие поверхностных разрядов может привести к нарушению изоляции между кольцами или щеткодержателями и корпусом электродвигателя. Наличие поврежденной изоляции между одним кольцом или одним щеткодержателем и корпусом не отражается на работе электродвигателя, повреждение изоляции в двух местах приводит к короткому замыканию двух фазных обмоток ротора. Чтобы предупредить повреждение изоляции контактных колец и щеточного аппарата, необходимо периодически очищать их от пыли и грязи. Следует избегать включений электродвигателя в сеть при разомкнутой обмотке ротора, целесообразно перед пуском электродвигателя установить ползунок металлического пускового реостата на первый контакт, соответствующий полностью введенному сопротивлению, а в жидкостном реостате немного погрузить электроды в жидкость. При повышенном напряжении ротора и тяжелых условиях эксплуатации следует дополнительно покрыть лаком все токоведущие части скользящего контакта, кроме рабочих поверхностей; пленка лака должна быть гладкой и блестящей.
Проверка состояния изоляции производится мегомметром путем измерения сопротивления ее между кольцами, между пальцами щеткодержателей и между этими частями скользящего контакта и корпусом электродвигателя. Предварительно необходимо отсоединить кольца от обмотки ротора и щеткодержатели от выводных зажимов, а между кольцами и щетками проложить электрокартон или лакоткань. Так как поверхность соприкосновения токоведущих частей скользящих контактов с изоляцией небольшая, то низкое сопротивление может быть только в случае сильного увлажнения, когда необходима сушка всeго электродвигателя. На практике чаще встречаются два предельных случая: изоляция целая и скользящий контакт пригоден к эксплуатации или изоляция повреждена, поэтому можно ограничиться проверкой целости изоляции контрольной лампой на напряжение 220 В.
Изоляция выводных зажимов обычно повреждается вследствие ударов при небрежном обращении с электродвигателем или при недопустимом нагревании в месте контактов зажимов с обмоткой или с проводами сети. Повреждение изоляции в этих случаях можно обнаружить при тщательном осмотре выводных зажимов без дополнительной проверки.

Смотри еще по разделу:
НЕДОСТАТОЧНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙ МОМЕНТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Вращение ротора затруднено. Пусковой момент электродвигателя отсутствует
Вращающий момент отсутствует в некоторых положениях ротора. Уменьшенный вращающий момент при низкой скорости вращения ротора. Уменьшенный вращающий момент
Вращающий момент электродвигателя пульсирующий

ПОВЫШЕННОЕ НАГРЕВАНИЕ ЧАСТЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Повышенное общее нагревание статора и ротора
Местное нагревание обмотки статора. Местное нагревание обмотки ротора. Местное нагревание магнитопровода статора
Повышенное нагревание соединений катушек и выводных зажимов. Значительное нагревание контактных колец и щеток. Повышенное нагревание бандажей
Повышенное нагревание подшипников

ПОВРЕЖДЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ

ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ ВИБРАЦИИ И ШУМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Повышенный уровень поперечных вибраций
Осевые колебания
Нормальный шум низкого тона. Шум высокого тока. Высокий уровень шума

ПОВЫШЕННЫЙ ИЗНОС И ПОВРЕЖДЕНИЕ ЧАСТЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Повышенный износ подшипников качения. Повышенный износ подшипников скольжения
Задевание ротора за статор. Износ контактных колец и щеток

Предотвращение повреждения изоляции обмотки статора асинхронного электродвигателя

Для обеспечения стабильной и долговременной работы агрегата необходимо принять меры по предотвращению повреждения изоляции обмотки статора асинхронного электродвигателя, поскольку именно оно является причиной аварий. Основные причины повреждения обмотки – это:

экстремальные условия эксплуатации;
недостаточная стабильность или плохое качество изоляционного материала;
попадание грязи на поверхность обмотки;
увлажнение обмотки, приводящее к снижению ее электрической прочности;
попадание внутрь двигателя металлической пыли и стружки;
естественное старение изоляции;
долгая работа механизма при высокой температуре обмотки.

Повреждение изоляции может повлечь за собой замыкание между:

магнитопроводом и обмоткой;
фазными обмотками;
витками катушек.

Как предупредить повреждение изоляции обмотки статора асинхронного электродвигателя

Если вы хотите «продлить век» двигателя, следует соблюдать все условия его транспортировки, хранения и эксплуатации. Агрегат не должен находиться в неотапливаемом помещении с повышенной влажностью длительное время, поэтому следите за тем, чтобы в месте его хранения была приемлемая температура и хорошая вентиляция.

При длительной остановке механизма во влажную погоду закройте задвижки воздушных каналов выходящего и поступающего воздуха. В сухую и теплую погоду оставьте все задвижки открытыми.

Обмотки двигателя загрязняются, если для его охлаждения используется недостаточно чистый воздух, вместе с которым внутрь попадают капли или пары разных жидкостей, сажа, металлическая и угольная пыль и т.д. Износ контактных колод и щеток также приводит к образованию и оседанию проводящей пыли. Чтобы этого избежать, нужно тщательно ухаживать за узлами, периодически проводить техосмотр и чистку, ремонтировать изоляцию по мере надобности и очищать охлаждающий воздух.

Сильное нагревание и естественное старение приводит к потере механической стойкости изоляции, она становится гигроскопичной и хрупкой. Вибрация, возникающая вследствие ослабления креплений лобовых и пазовых частей обмотки, также может стать причиной разрушения изоляции.

Состояние изоляции определяется по значению ее сопротивления. Если оно меньше положенного, то обмотку чистят и сушат. Этот процесс состоит из нескольких этапов:

Разберите электродвигатель.
С помощью деревянного скребка и смоченной в бензине или керосине чистой ветоши удалите грязь и пыль с доступной поверхности обмотки.
В случае попадания морской воды на обмотку промойте ее пресной водой, чтобы соль не выделялась на поверхности.
Если двигатель закрытый, перед сушкой разберите его. Защищенную модель можно сушить и в собранном, и в разобранном виде.

Двигатель сушится инфракрасными лучами или горячим воздухом. Во втором случае необходимо наличие сушильной камеры, печи или ящика, на которых установлен электрический или паровой нагреватель. В приспособлениях для сушки должны быть два отверстия – вверху (для выхода водяного пара и нагретого воздуха) и внизу (для входа холодного воздуха).

Чтобы в процессе сушки избежать вспучивания изоляции или механических повреждений, температуру агрегата повышают постепенно, до 120 градусов для изоляции класса А и до 150 градусов для изоляции класса В. Сначала сопротивление изоляции и температура обмотки измеряется с интервалом 15-20 минут, затем промежуток увеличивается до 1 часа. Достижение установившегося значения сопротивления означает конец сушки.

Если обмотка увлажнена слабо, возможна сушка за счет тепловой энергии самого двигателя. Самый удобный способ – сушка с помощью переменного тока. Включите обмотку статора на пониженное напряжение, затормозив ротор (следите за тем, чтобы фазная обмотка ротора была замкнута накоротко, а ток в обмотке статора не превышал номинального значения). При однофазном напряжении соедините фазные обмотки последовательно, при пониженном трехфазном напряжении не изменяйте схему соединения обмоток.

Еще один способ сушки – использование энергии потерь в корпусе двигателя и магнитопроводе. Выньте ротор и уложите временную намагничивающую обмотку на статор, не распределяя ее по всей окружности (она должна охватывать только корпус и магнитопровод).

Как определить место повреждения изоляции обмотки

Чтобы узнать место повреждения, разъедините фазные обмотки и измерьте сопротивление изоляции каждой из них. Можно также проверить целостность изоляции с помощью контрольной лампы. Существуют и другие методы:

Измерение напряжения между магнитопроводом и концами обмотки. Пониженное постоянное или переменное напряжение подается на фазную обмотку с поврежденной изоляцией. Измерьте напряжение между магнитопроводом и концами обмотки, используя вольтметры V1 и V По соотношению напряжений определите место повреждения относительно концов обмотки.
Определение направления тока в частях обмотки. На магнитопровод и соединенные концы обмотки подается постоянное напряжение. Ток регулируется и ограничивается включенным в цепь реостатом R. Коснитесь двумя проводами милливольтметра поочередно концов каждой катушечной группы. Величина напряжения на концах катушечной группы с поврежденной изоляцией будет меньше.
Деление обмотки на части. Разделите пополам фазную обмотку, соединенную с магнитопроводом, распаяв междукатушечные соединения. Определите часть обмотки, соединенную с магнитопроводом, с помощью контрольной лампы или мегомметра. Продолжайте деление, пока не найдете катушку с поврежденной изоляцией.
«Прожигание». При сильном нагревании места контакта магнитопровода и проводников обмотки в месте повреждения появляется дым и искры.

Зная, как предупредить повреждение изоляции обмотки статора асинхронного электродвигателя и как обнаружить место повреждения, вы можете свести вероятность появления поломок и аварий к минимуму и самостоятельно провести мелкий ремонт механизма.

Испытание машин постоянного тока

Согласно требованиям СНиП, ПУЭ все электрические машины перед вводом в эксплуатацию должны пройти проверку на соответствие техническим условиям. Объем работ отличается в зависимости от характеристик оборудования: мощности, напряжения, состояния и назначения. Крупные машины испытываются в два этапа.

Во время испытания измеряется сопротивление изоляции обмоток, сопротивление обмоток постоянному току, обмотки испытываются повышенным напряжением промышленной частоты, проверяются системы охлаждения и смазки.

Обмотки проверяются на отсутствие обрыва, щетки на нейтрали и правильность чередования полюсов, измеряются воздушные зазоры.

Определение возможности включения без сушки машин постоянного тока

Возможность включения машины без сушки производится в соответствии с указаниями завода-изготовителя.

Измерение сопротивления изоляции

При измерении сопротивления мегаомметром значения должны соответствовать нормам и должны быть не менее 1 МОмкВ, но не менее 0,5 МОмкВ. Проверяется сопротивление изоляции каждой обмотки по отношению к заземленному корпусу и между отдельными обмотками.

Сопротивление изоляции бандажей

Измерение производится относительно корпуса и удерживаемых ими обмоток. Измеренное значение сопротивления изоляции должно быть не менее 0,5 Мом.

Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты

В соответствии с ПУЭ измерение сопротивления обмоток статора и ротора постоянному току у электродвигателей переменного тока производят в машинах на напряжение 2 кВ и выше и в машинах 300 кВт и более на все напряжения. В электродвигателях переменного тока мощностью 300 кВт и более проверяют сопротивление обмоток статора и ротора. У машин постоянного тока мощностью 200 кВт и возбудителях синхронных генераторов и компенсаторов проверяют сопротивление обмотки возбуждения и обмотки якоря. Измерения выполняют одинарным или двойным мостом постоянного тока или методом амперметра — вольтметра.

Измерение сопротивления постоянному току:

обмоток возбуждения. Значения сопротивления постоянному току по отдельным фазам не должны отличаться друг от друга и заводских данных более чем на ±2 %, а по отдельным параллельным ветвям — более чем на 5 %. Испытание обмоток повышенным напряжением промышленной частоты производят для проверки электрической прочности изоляции и приведены в ПУЭ.
обмотки якоря. Сопротивления должны отличаться не более чем на 10% за исключением случаев, когда колебания обусловлены схемой соединения обмоток;
реостатов и пускорегулировочных резисторов. Измеряется общее сопротивление, проверяется целость отпаек. Допускается отличие от данных завода-изготовителя не более чем на 10%.

Проверке подвергаются машины собранные и просушенные на месте установки, находящиеся в неподвижном положении в отключенном состоянии. Перед испытанием проверяют сопротивление изоляции, уточняя коэффициент абсорбции. Затем машину очищают и продувают сухим и чистым сжатым воздухом.

Когда испытания повышенным напряжением закончены обмотку следует разрядить, соединив ее с корпусом машины, и проверить сопротивление мегаомметром.

Машина проходит испытание, если за 1 минуту не произойдет пробоя или частичного нарушения изоляции. Результаты испытаний и измерений машин перед пуском оформляют, согласно СНиП, соответствующими протоколами и актами.

Снятие характеристики холостого хода и испытание витковой изоляции

Подъем напряжения производится:

для генераторов постоянного тока до 130% номинального напряжения;
для возбудителей — до наибольшего (потолочного) или установленного заводом-изготовителем напряжения.

Напряжение между соседними коллекторными пластинами должно быть не выше 24 В. Продолжительность испытания — 3 мин. Допускается отклонение в пределах погрешности.

Снятие нагрузочной характеристики

Производится для возбудителей при нагрузке до значения не ниже номинального тока возбуждения генератора. Отклонение от заводской характеристики не нормируется.

Измерение воздушных зазоров между полюсами

Машины мощностью 200 кВт и более могут иметь зазор не более 10% среднего размера зазора, при измерении диаметрально противоположных точках. Не более 5% для возбудителей турбогенераторов.

Испытание на холостом ходу и под нагрузкой

Определяется предел регулирования частоты вращения или напряжения, который должен соответствовать заводским и проектным данным.

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.