Как проверить состояние обмотки электрического двигателя
На первый взгляд обмотка представляет кусок проволоки смотанной определенным образом и в ней нечему особо ломаться. Но у нее есть особенности:
- строгий подбор однородного материала по всей длине;
- точная калибровка формы и поперечного сечения;
- нанесение в заводских условиях слоя лака, обладающего высокими изоляционными свойствами;
- прочные контактные соединения.
Если в каком-либо месте провода нарушена любое из этих требований, то изменяются условия для прохождения электрического тока и двигатель начинает работать с пониженной мощностью или вообще останавливается.
Чтобы проверить одну обмотку трехфазного двигателя необходимо отключить ее от других цепей. Во всех электродвигателях они могут собираться по одной из двух схем:
Концы обмоток обычно выводятся на клеммные колодки и маркируются буквами «Н» (начало) и «К» (конец). Иногда отдельные соединения могут быть спрятаны внутри корпуса, а для выводов используются другие способы обозначения, например, цифрами.
У трехфазного двигателя на статоре используются обмотки с одинаковыми электрическими характеристиками, обладающими равными сопротивлениями. Если при замере омметром они показывают разные значения, то это уже повод серьезно задуматься над причинами разброса показаний.
Как проявляются неисправности в обмотке
Визуально оценить качество обмоток не представляется возможным из-за ограниченного допуска к ним. На практике проверяют их электрические характеристики, учитывая, что все неисправности обмоток проявляются:
- обрывом, когда нарушается целостность провода и исключается прохождение электрического тока по нему;
- коротким замыканием, возникающем при нарушении слоя изоляции между входным и выходным витком, характеризующимся исключением обмотки из работы с шунтированием концов;
- межвитковым замыканием, когда изоляция нарушается между одним или несколькими близкорасположенными витками, которые этим выводятся из работы. Ток проходит по обмотке, минуя короткозамкнутые витки, не преодолевая их электрическое сопротивление и не создавая ими определенной работы;
- пробоем изоляции между обмоткой и корпусом статора или ротора.
Проверка обмотки на обрыв провода
Этот вид неисправности определяется замером сопротивления изоляции омметром. Прибор покажет большое сопротивление — ∞, которое учитывает образованный разрывом участок воздушного пространства.
Проверка обмотки на возникновение короткого замыкания
Двигатель, внутри электрической схемы которого возникло короткое замыкание, отключается защитами от сети питания. Но, даже при быстром выводе из работы таким способом место возникновения КЗ хорошо видно визуально за счет последствий воздействия высоких температур с ярко выраженным нагаром или следами оплавления металлов.
При электрических способах определения сопротивления обмотки омметром получается очень маленькая величина, сильно приближенная к нулю. Ведь из замера исключается практически вся длина провода за счет случайного шунтирования входных концов.
Проверка обмотки на возникновение межвиткового замыкания
Это наиболее скрытая и сложно определяемая неисправность. Для ее выявления можно воспользоваться несколькими методиками.
Способ омметра
Прибор работает на постоянном токе и замеряет только активное сопротивление проводника. Обмотка же при работе за счет витков создает значительно большую индуктивную составляющую.
При замыкании одного витка, а их общее количество может быть несколько сотен, изменение активного сопротивления заметить очень сложно. Ведь оно меняется в пределах нескольких процентов от общей величины, а подчас и меньше.
Можно попробовать точно откалибровать прибор и внимательно измерить сопротивления всех обмоток, сравнивая результаты. Но разница показаний даже в этом случае не всегда будет видна.
Более точные результаты позволяет получить мостовой метод измерения активного сопротивления, но это, как правило, лабораторный способ, недоступный большинству электриков.
Замер токов потребления в фазах
При межвитковом замыкании изменяется соотношение токов в обмотках, проявляется излишний нагрев статора. У исправного двигателя токи одинаковы. Поэтому прямое их измерение в действующей схеме под нагрузкой наиболее точно отражает реальную картину технического состояния.
Измерения переменным током
Определить полное сопротивление обмотки с учетом индуктивной составляющей в полной рабочей схеме не всегда возможно. Для этого придется снимать крышку с клеммной коробки и врезаться в проводку.
У выведенного из работы двигателя можно использовать для замера понижающий трансформатор с вольтметром и амперметром. Ограничить ток позволит токоограничивающий резистор или реостат соответствующего номинала.
При выполнении замера обмотка находится внутри магнитопровода, а ротор или статор могут быть извлечены. Баланса электромагнитных потоков, на условие которого проектируется двигатель, не будет. Поэтому используется пониженное напряжение и контролируются величины токов, которые не должны превышать номинальных значений.
Замеренное на обмотке падение напряжения, поделенное на ток, по закону Ома даст значение полного сопротивления. Его останется сравнить с характеристиками других обмоток.
Эта же схема позволяет снять вольтамперные характеристики обмоток. Просто надо выполнить замеры на разных токах и записать их в табличной форме или построить графики. Если при сравнении с аналогичными обмотками серьёзных отклонений нет, то межвитковое замыкание отсутствует.
Шарик в статоре
Способ основан на создании вращающегося электромагнитного поля исправными обмотками. Для этого на них подается трехфазное симметричное напряжение, но обязательно пониженной величины. С этой целью обычно применяют три одинаковых понижающих трансформатора, работающих в каждой фазе схемы питания.
Для ограничения токовых нагрузок на обмотки эксперимент проводят кратковременно.
Небольшой стальной шарик от шарикоподшипника вводят во вращающееся магнитное поле статора сразу после включения витков под напряжение. Если обмотки исправны, то шарик синхронно катается по внутренней поверхности магнитопровода.
Когда одна из обмоток имеет межвитковое замыкание, то шарик зависнет в месте неисправности.
Во время теста нельзя превышать ток в обмотках больше номинальной величины и следует учитывать, что шарик свободно выскакивает из корпуса со скоростью вылета из рогатки.
Электрическая проверка полярности обмоток
У статорных обмоток может отсутствовать маркировка начала и концов выводов и это затруднит правильность сборки.
На практике для поиска полярности используются 2 способа:
1. с помощью маломощного источника постоянного тока и чувствительного амперметра, показывающего направление тока;
2. методом использования понижающего трансформатора и вольтметра.
В обоих вариантах статор рассматривается как магнитопровод с обмотками, работающий по аналогии трансформатора напряжения.
Проверка полярности посредством батарейки и амперметра
На внешней поверхности статора выведены шестью проводами три отдельных обмотки, начала и концы которых надо определить.
С помощью омметра вызванивают и помечают вывода, относящиеся к каждой обмотке, например, цифрами 1, 2, 3. Затем произвольно маркируют на любой из обмоток начало и конец. К одной из оставшихся обмоток подключают амперметр со стрелкой посередине шкалы, способной указывать направление тока.
Минус батарейки жестко подключают к концу выбранной обмотки, а плюсом кратковременно прикасаются к ее началу и сразу разрывают цепь.
При подаче импульса тока в первую обмотку он за счет электромагнитной индукции трансформируется во вторую замкнутую через амперметр цепь, повторяя первоначальную форму. Причем, если полярность обмоток угадана правильно, то стрелка амперметра отклонится вправо при начале импульса и отойдет влево при размыкании цепи.
Если стрелка ведет себя по-другому, то полярность просто перепутана. Останется только промаркировать выводы второй обмотки.
Очередная третья обмотка проверяется аналогичным образом.
Проверка полярности посредством понижающего трансформатора и вольтметра
Здесь тоже вначале вызванивают обмотки омметром, определяя вывода, которые к ним относятся.
Затем произвольно маркируют концы первой выбранной обмотки для подключения к понижающему трансформатору напряжения, например, на 12 вольт.
Две оставшиеся обмотки случайным образом скручивают в одной точке двумя выводами, а оставшуюся пару подключают к вольтметру и подают питание на трансформатор. Его выходное напряжение трансформируется в остальные обмотки с такой же величиной, поскольку у них равное число витков.
За счет последовательного подключения второй и третьей обмоток вектора напряжения сложатся, а их сумму покажет вольтметр. В нашем случае при совпадении направления обмоток эта величина будет составлять 24 вольта, а при разной полярности — 0.
Останется промаркировать все концы и выполнить контрольный замер.
В статье дан общий порядок действий при проверке технического состояния какого-то произвольного двигателя без конкретных технических характеристик. Они в каждом индивидуальном случае могут меняться. Смотрите их в документации на ваше оборудование.
Важность правильной эксплуатации трехфазных двигателей трудно переоценить. Мы подготовили статью, где подробно описаны мероприятия для уменьшения риска повреждения обмоток при обрыве одной фазы. Подробности читайте в нашей публикации Профилактика повреждений трехфазных электродвигателей.
- Как проверить электродвигатель — простые советы электрикам
- Как пользоваться мегаомметром — правила безопасности, подключение, порядок работы
- Промышленные датчики температуры
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории В помощь начинающим электрикам, Электродвигатели и их применение
Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика
Поделитесь этой статьей с друзьями:
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.
Проверка работоспособности электродвигателя
Выявление дефектов электродвигателя для нормальной эксплуатации Электродвигатели ( даже новые) могут иметь ряд дефектов, которые очень сильно влияют на ход работы. Выявление дефектов редко останавливается на методе визуального осмотра, поскольку для качественной проверки работоспособности электродвигателя этого недостаточно. Каким же еще образом можно распознать дефекты электродвигателя?
- осмотр внешнего вида электродвигателя на наличие дефектов
Проверка работоспособности электродвигателя начинается с визуального осмотра. Если Вы замечаете, что бывший в употреблении электродвигатель имеет сломанную подставку, нарушенную целостность монтажных отверстий, грязь и копоть внутри корпуса, а также потемнее краски в средней части агрегата, то вывод один – устройство подвергалось большим нагрузкам и сильно перегревалось. Использовать такой электродвигатель может быть опасно.
- маркировка: наличие или ее отсутствие
На внешней стороне электродвигателя должна находиться небольшая табличка из металла, являющаяся носителем следующих важных данных: компания-производитель, размеры корпуса, показатель мощности, серийный номер, модель устройства, обороты в минуту, номинальный показатель фазы и напряжения, схема подключения (относительно разных показателей напряжения), объемы потребляемого тока, статор.
Если при осуществлении вышеуказанных пунктов никаких дефектов не выявлено, необходимо осмотреть подшипники. Расположены данные элементы на концах вала в нишах.
Для тщательной и правильной проверки необходимо поместить электродвигатель на ровное твердое основание. После этого ротор необходимо вручную прокрутить, свободную руку положив на корпус агрегата сверху. Если ротор прокручивается равномерно, свободно и плавно, значит – электродвигатель исправен. Трение и скрежет при проверке являются сигналами к беспокойству о нормальной работе устройства.
Предельно допустимое значение люфта ротора равняется 3 мм, но идеальное значение все же – 0.
Стоит помнить, что перегрев подшипников чреват поломкой всего устройства.
Одним из часто встречаемых дефектов при проверке работоспособности электродвигателя является дефект обмоток. Он выражается в том, что на корпус подается короткое замыкание, являющееся причиной сгорания предохранителя.
Проверка обмоток требует использовани я специального измерительного прибора – омметр.
Первоначально необходимо установить омметр в режим, измеряющий сопротивление. Щупы подсоединяются к гнездам, выбирается шкала с самым высоким множителем. Стрелка (если прибор не цифровой) должна быть установлена на «0», а щупы при этом должны соприкасаться друг с другом. Один щуп нужно максимально приблизить к винту заземления или иной части корпуса из металла. Другой щуп нужно подключить к контактам электричества по очереди.
Обмотка двигателя является исправной, если при проверке стрелка омметра отклоняется совсем немного от наивысшего показателя. Помните, что щупы не должны касаться рук, поскольку это существенно искажает правдивость измерений.
Другим видом проверки обмоток является анализ на обрыв. Самые простые модели (однофазные и трехфазные) используются в быту и промышленности. Проверка происходит при помощи переключения диапазона омметра на диапазон с самыми низкими показателями. Стрелка устанавливается на ноль, сопротивление между проводами электродвигателя повторно замеряется. При отображении высоких значений вероятность обрыва обмоток очень высокая.
Электродвигатель закрытого типа имеет вентилятор, расположенный в задней части устройства и закрытый решеткой из металла. При осмотре агрегата убедитесь, что вентилятор прочно закреплен и не характеризуется шаткостью при запуске двигателя. Загрязненность решетки говорит о том, что движение воздуха сильно ограничено и чревато перегревом. Следовательно, решетку необходимо периодически чистить.
- работа пускового конденсатора
Пусковой конденсатор располагается под металлический крышкой. Данный элемент также необходимо визуально осмотреть на наличие таких дефектов, как утечка масла, деформация корпуса, образование отверстий, присутствие запаха дыма.
Чтобы более тщательно проверить пусковой конденсатор, нужно также использовать омметр. Щупы измерительного прибора и выводы конденсатора при соприкосновении должны отображать постепенный рост показателя сопротивления. Если же этого не происходит, значит узел неисправен.
Задняя часть поддона электродвигателя может содержать в себе центробежные переключатели. Данные элементы используются в переключении конденсатора, а также в подключении цепей. Важно следить, чтобы контакты реле всегда были чистыми и не имели пригари. Следовательно, их нужно периодически очищать. Выключатель и исправность его механизма легко проверяется с помощью обыкновенной отвертки. Свободная работа пружины говорит о том, что все исправно.
Важным моментом в эксплуатации электродвигателя является его тип и условия работы. Например, при использовании агрегата во влажном помещении нужно учитывать такую характеристику, как высокая степень влагозащищенности.
Электродвигатель открытого типа целесообразнее применять в помещениях, которые не подвержены сильному загрязнению.
Используя знания по проверке работоспособности электродвигателя, Вы легко сможете выбрать надежный и исправный агрегат.
Торговая сеть «Планета Электрика» рада представить Вам огромный выбор электродвигателей от ведущих мировых производителей.
Анализ состояния обмоток электродвигателей
Неисправности и отказы двигателей могут нарушить производственный поток и, как следствие, снизить его эффективность и уменьшить доходы. Поэтому важно периодически осматривать эти устройства, а во время этих работ также проверять обмотки электродвигателей. Определить текущее состояние и степень износа двигателя можно несколькими способами. Самое главное — проверить условия работы устройства, проверить состояние корпуса и изоляции обмоток.
Периодические проверки
Проверка обмотки — это только одна часть диагностики, которую следует проводить на предприятии. Помимо измерения вибрации движущихся частей, тепловизионных испытаний, лазерной центровки и динамической балансировки, регулярные измерения и испытания обмоток помогают продлить срок службы двигателя и предотвратить чрезмерное потребление энергии. Поэтому измерение состояния обмоток электродвигателей должно быть постоянным элементом регулярных проверок этих устройств.
Стоит заранее спланировать простои производства, чтобы выполнять работы по техническому обслуживанию и ремонту и, таким образом, предотвратить преждевременный износ машин, который может привести к незапланированным и дорогостоящим простоям самих электродвигателей и даже всего производства.
Однако имейте в виду, что существуют дополнительные факторы, которые влияют на нагрузку на двигатель, например, цикличность, колебания нагрузки и условия эксплуатации. В таком случае следует планировать более частые проверки, чтобы свести к минимуму риск отказа.
Основная информация по анализу состояния обмотки двигателя
Проверка состояния обмоток — это неинвазивный метод, который, помимо электродвигателей, также используется для генераторов и трансформаторов. Измерения можно проводить одновременно с измерением тока двигателя и изоляции обмоток. Тогда получаются сложные и очень подробные результаты.
Анализ состояния обмотки — это первый шаг к установлению эталона жизненного цикла двигателя. Таким образом, можно обнаружить возможные угрозы для состояния обмотки, связанные с условиями эксплуатации устройства. Они включают механические условия и факторы окружающей среды, а также поломки и отказы энергосистем. Анализируя значения измерений тока двигателя, легко определить неисправность изоляции обмотки.
Регулярные испытания позволяют проверить диэлектрическую прочность изоляции, которая защищает двигатель от преждевременного выхода из строя. Кроме того, испытание обмотки, будь то двигатель переменного или постоянного тока, можно провести на месте.
Таким образом, испытания изоляции обмоток позволяют минимизировать риск выхода из строя электродвигателей и повысить эффективность производства. Кроме того, они помогают снизить стоимость возможного обслуживания, поскольку потенциальные проблемы обнаруживаются достаточно рано.
Резюме
Благодаря профилактическому обслуживанию можно сэкономить время, деньги и энергию. Раннее обнаружение потенциальных проблем и предотвращение их возникновения эффективно продлевает срок службы устройств, используемых в промышленных процессах.