Асинхронный двигатель сгорел причины

Техническая диагностика и наладка оборудования — большая ответственность. И вот представьте, что после ремонта агрегата и выполненной Вами балансировки через два дня сгорает электродвигатель. Ваши чувства? Думаю, как минимум неприятно.

А когда Вам электрики говорят что причиной является заклинившие подшипники — это похоже на камень в Ваш огород.

Можно согласиться и винить во всем неожиданно отказавшие подшипники (бывает же такое?), а можно провести собственное расследование и докопаться до коренной причины.

Асинхронный двигатель сгорел причины

Как Вы поняли, в данной ситуации оказался я сам. Речь пойдет о приточном вентиляторе, балансировка которого описана в этой статье . Поскольку после балансировки я выполнял вибродиагностику подшипников и дефектов там не увидел, то в их неожиданный отказ я не верю. Пришло время поиска информации и ее анализа.

От владельца оборудования узнаю историю вентагрегата. Когда-то у него был дефект подшипника. После его замены вентилятор некоторое время проработал и сгорел электродвигатель.

Причина — заклинили подшипники. Электродвигатель был отправлен на перемотку, подшипники заменены и, собственно, на измерения вибрации меня и вызвали. Повышенная вибрация, балансировка и вот опять.

То есть проблема повторилась.

Вероятность механического дефекта крайне низка и надо смотреть в сторону электромагнитных проблем. В спектрах вибрации ничего интересного — только оборотная составляющая и ни о каких замыканиях обмотки, обгоревших стержнях и т.п. речи нет. Но кое-что мне не понравилось еще при балансировке — частота вращения 45,1 Гц.

Частотный преобразователь? Цех-владелец заверяет что его нет. Увеличено скольжение из-за высокой нагрузки? Сопротивление в вентиляционной сети высокое (может клапан какой не открыли)? Ответ — нет.

Неправильная схема подключения электродвигателя? Я не специалист в электрических делах, а консультироваться с электриками смысла нет, у них вопрос уже решен — подшипники.

Поиск информации в интернете на тему последствий при неправильной схеме подключения электродвигателя конкретных ответов не дал. И более того, на форумах электриков по данному вопросу наблюдаются ожесточенные дискуссии. Но большинство электриков реагирует так же как и у нас на предприятии — смотри шильдик и не забивай себе голову.

Самое главное что удалось почерпнуть: при соединении «треугольником» электродвигатель развивает максимальную активную мощность, при соединении «звездой» при том же питающем напряжении активная мощность в 3 раза меньше. То есть можно предположить вариант перегрузки электродвигателя из-за низкой мощности на валу.

Невольно вспомнился опыт наладки аспирационных установок (промышленная вентиляция для отвода пыли от мест перегрузки сыпучих веществ с ее последующим отделением в фильтрах или циклонах). Когда-то давно на одном из объектов Белгородской области была задача выполнить наладку по воздуху существующей сети.

Проект был настолько неудачным, что необходимо было перекрыть диафрагмой всасывающую линию на 70%. При этом сопротивление сети, а соответственно и нагрузка на электродвигатель вентилятора, серьезно возросло, что за считанные минуты привело к сильному нагреву электродвигателя — его корпус стал просто огненным.

Такое влияние перегрузки на электродвигатель прочно отложилось в моей памяти.

Поэтому смотрим паспорт на электродвигатель: 5,5 кВт, 2860 об/мин, схема подключения «треугольник». Кабель откинут, идем с коллегой посмотреть схему подключения в борно. А там «звездой». И на шильдике электродвигателя схема подключения «звездой». Интересненько.

Чему верить, данным из паспорта или из шильдика? Думаю, лучше довериться логике. Двигатель при таком соединении имеет минимальную мощность на валу. При перегрузке обороты должны падать. Электродвигатель должен обороты поддерживать, соответственно увеличивать крутящий момент на валу.

Чем сильнее нагрузка, тем выше должно быть скольжение (а оно у нас почти 5 Гц!). Все это влечет за собой увеличении токов в обмотках, а соответственно и тепловых потерь в ней. В статье про балансировку я писал о сильной термической деформации крыльчатки обдува электродвигателя после предыдущего отказа.

Поэтому вероятной причиной отказа является перегрев обмотки из-за подключения «звездой». То есть, я бы доверился паспорту.

Такими вот мыслями я поделился с персоналом цеха-владельца вентилятора. А в ответ услышал, что двигатели производства WEG у них горят не впервый раз.

На холодильных машинах была та же беда — из-за неправильной схемы подключения указанной на шильдиках сгорело несколько электродвигателей. Завод свою ошибку полностью признал, извинился и заменил двигатели.

По информации завода произошел брак при производстве этих самых шильдиков.

В это время электрики докладывают руководству, что электродвигатель разобран и причиной отказа являются подшипники. Я, в свою очередь, иду на три идентичные вентиляционные установки, которые в работе.

Вентилятор со сгоревшим электродвигателем назовем вентилятором №1. Остальные №2, №3 и №4. Измеряю вибрацию и температуру статора.

Асинхронный двигатель сгорел причины

Вибрация вентилятора №2 (виброскорость, мм/с):

Направление 1 2
В 1,4 1,2
П 1,7 1,9
О 2,3

Температура статора 65 °С.

Вибрация вентилятора №3 (виброскорость, мм/с):

Направление 1 2
В 2,9 2,5
П 2,2 1,8
О 1,7

Температура статора 66 °С.

Вибрация вентилятора №4 (виброскорость, мм/с):

Направление 1 2
В 2,0 1,6
П 1,8 1,5
О 1,8

Температура статора 57 °С.

По спектрам определяем частоты вращения (для вентилятора №1 взят спектр до балансировки):

Асинхронный двигатель сгорел причины

Пересчитываем в об/мин:

Вентилятор Частота вращения, об/мин
№1 2706
№2 2917
№3 2887
№4 2918

Как видим, у сгоревшего вентилятора №1 было на 200 об/мин меньше.

Далее, отключаем вентилятор №2, разбираем электросхему и вскрываем борно. Схема подключения — «треугольник».

Проблема идентифицирована — заводской шильдик, в соответствии с которым выполнялось подключение электродвигателя №1, содержит неправильную информацию. Всю информацию компаную в справочку и отправляю руководству заинтересованных цехов.

Теперь необходимо идти в обитель электриков и взглянуть на разобранный электродвигатель. Версия электриков: произошло разрушение сепаратора подшипника №2, сам сепаратор выбил защитную шайбу подшипника и повредил обмотку статора.

Вот подшипник №2 с отсутствующей защитной шайбой (видно что подшипник черный от перегрева):

Асинхронный двигатель сгорел причины

Вот выскочившая из подшипника часть сепаратора (видим следы перегрева):

Асинхронный двигатель сгорел причины

Выбитая защитная шайба подшипника:

Асинхронный двигатель сгорел причины

А вот что сепаратор натворил:

Асинхронный двигатель сгорел причины

И у меня возникает вопрос. Защитная шайба отсутствует только со стороны подшипникового щита. Как сепаратор попал в обмотку? Со стороны обмотки шайба на месте:

Асинхронный двигатель сгорел причины

Ответ электриков немного поразил — там шайба тоже вылетела, это мы ее обратно засунули. В голове немой вопрос — зачем?

Переходим к подшипнику №1 (фото с щитом и без него):

Асинхронный двигатель сгорел причины

Видны следы высоких температур. Подшипник заклинен. Но память мне напоминает, что когда с коллегой ходили смотреть схему подключения, я ему показывал деформированную крыльчатку обдува при этом вращая ее.

Ну и вишенка на торте. Со стороны подшипника №1 между обмоткой статора и корпусом выскреб детали развалившегося сепаратора. На вопрос о том как это туда попало электрики ответить не смогли.

Асинхронный двигатель сгорел причины

То ли меня обманывают, то ли что-то …

Порадовало другое. При общении электрики уже не столь категорично были настроены по поводу схемы подключения. Конечно, я все карты открывать не стал, а лишь посоветовал сходить и посмотреть как подключены такие же электродвигатели.

Какой можно подвести итог? Два варианта — перегрев обмотки привел к замыканию, либо к перегреву подшипников с дальнейшей историей о повреждении сепаратором обмотки статора (верится в это крайне слабо). Конечно, прежде всего надо признать свою вину.

Должен был сразу искать причину частоты вращения 45,1 Гц, а не балансировать. Электрики тоже лопухнулись — когда дважды сгорает один и тот же двигатель продолжать перематывать обмотку и менять подшипники не есть хорошо. Ну и вина завода-производителя электродвигателей WEG без сомнений.

Для меня это был интересный опыт поиска причины такого вот отказа и я рад с Вами им поделиться.

Неисправности асинхронных электродвигателей

Асинхронный двигатель сгорел причины В основном все неисправности электродвигателей происходят через износ деталей и стирание деталей, а также в результате нарушения правил эксплуатации.
В основном все неисправности можно разделить на электрические и механические. К электрическим можно отнести повреждение коллектора, контактных колец и листов сердечника, а также изоляции и токопроводящих элементов обмотки. Ну а к механическим можно отнести ослабление соединительных и крепежных посадочных площадок, нарушение формы и перекосы элементов двигателя.
Но обнаружить неисправность только лишь по типичным признакам не всегда получится, иногда понадобятся и небольшое оборудования и несложные измерения. Чаще всего встречается низкая скорость работы двигателя при полной нагрузке.
В следствие постоянной и длительной эксплуатации возрастает вероятность подобной неисправности.
Если при всем этом напряжение сети нормальное, скорее всего причина в не качественном контакте в обмотках ротора или в большом сопротивление обмотки ротора, для двигателей с фазным ротором.
При таком увеличенном сопротивление возрастает скольжение в следствие чего и возникает торможение или замедленная робота двигателя.
Что же приводит к увеличению сопротивления в цепи ротора? Это и плохие контакты в щеточном устройстве и в соединению обмоток с контактными площадками, плохой контакт в пусковом реостате, малое сечение проводников между контактным кольцом и реостатом.

Читайте также:  Двигатель k7j технические характеристики

Асинхронный двигатель сгорел причины

Методы диагностики неисправностей асинхронных электродвигателей

Признаки

неисправности

Причины Ремонт
Двигатель не запускается
  • Отсутствует ток в статоре, что может
  • наблюдаться вследствие перегорания
  • предохранителей или выключения неисправного автоматического выключателя
Поставить новые предохранители; исправить автоматический выключатель
  1. Двигатель не запускается,
  2. несмотря на то что напряжение на выводах статора номинальное, а
  3. ток во всех трех фазах
  4. статора одинаков. Все
  5. три напряжения на кольцах равны при неподвижном разомкнутом роторе
  • Обрыв в двух (или трех) фазах пускового реостата или в соединительных проводах между ротором и пусковым реостатом.
  • Сильное одностороннее притяжение ротора к статору вследствие большого износа вкладышей подшипников, смещения подшипниковых щитов
  • или подшипниковых стояков

Отыскать при помощи мегомметра или контрольной лампы место обрыва и устранить.

Заменить вкладыши подшипников и отрегулировать подшипниковые щиты.

Обмотка статора

перегревается

  1. Двигатель перегружен или нарушена
  2. его нормальная вентиляция
  3. Напряжение на выводах двигателя ниже номинального, вследствие чего происходит перегрузка двигателя по току
  4. Обмотка статора соединена не в звезду, а в треугольник.
  • Снизить нагрузку или усилить
  • вентиляцию (запросить завод-
  • изготовитель о способах
  • усиления вентиляции).
  • Повысить напряжение до
  • номинального или уменьшить
  • ток нагрузки до номинального
  • Соединить обмотку статора в звезду
  1. Обмотка статора сильно
  2. нагревается.
  3. Ток в отдельных фазах неодинаковый. Двигатель сильно гудит и тормозится
  • Витковое замыкание.
  • Короткое замыкание между
  • двумя фазами
  1. В основном определяется
  2. ощупыванием обмотки после ее отключения.
  3. Поврежденное место отремонтировать или же перемотать поврежденную
  4. часть обмотки
Ротор, а иногда и статор перегреваются. Двигатель гудит, ток в статоре сильно пульсирует. Двигатель с нагрузкой плохо запускается и не развивает номинальной частоты вращения;

момент вращения меньше номинального

Неисправность вызвана плохим контактом в цепи ротора: плохой контакт в пайках лобовых

частей обмотки или в нулевой точке, в переходных соединениях между стержнями или в соединениях между параллельными группами плохой контакт в соединениях обмотки с контактными кольцами плохой контакт в соединениях между контактными кольцами и пусковым реостатом или в пусковом реостате

  • Для устранения этой неисправности необходимо:
  • проверить все пайки обмотки
  • ротора; те из них, которые
  • неисправны или внушают подозрение, перепаять. Если наружным осмотром не
  • удается обнаружить место
  • плохой пайки, проверить
  • методом падения напряжения проверить контакты токопроводов в местах соединения их с обмоткой и контактными кольцами проверить исправность контактов в местах присоединения проводов к ротору и реостату, проверить и очистить контакты и щетки пускового реостата
Двигатель не достигает требуемой частоты вращения, сильно перегревается  Двигатель перегружен
Подшипник вышел из строя
Устранить перегрузку
Заменить подшипник 
  1. Двигатель не запускается:
  2. при поворачивании рукой работает толчками и ненормально гудит;
  3. в одной фазе статора
  4. нет тока
Обрыв в одной фазе цепи сети или внутренний обрыв в обмотке статора. Если обрыв фазы произойдет во время работы двигателя, то при отсутствии надлежащей максимальной защиты может перегореть обмотка статора или ротора Проверить вольтметром напряжение на выводах статора. Если имеется обрыв в одной фазе сети или напряжение во всех трех фазах несимметрично (в случае перегорания предохранителя или обрыва в одной фазе первичной обмотки трансформатора), то устранить неисправность сети. Если сеть исправна, то устранить обрыв в обмотке статора
Работа двигателя сопровождается сильным гудением, появился дым  Произошло замыкание витков некоторых катушек обмотки статора; короткое замыкание одной фазы  Двигатель отправить в ремонт
  • Электровигатель с
  • короткозамкнутым
  • ротором хорошо запускается
  • без нагрузки;
  • с нагрузкой не запускается
Нагрузка при пуске велика Уменьшить нагрузку при пуске
Искрение сопровождается повышенным нагревом коллектора и щеток
  1. Щетки в плохом состоянии и неправильно установлены в щеткодержателях. Размеры обойм щеткодержателей не соответствуют
  2. размерам щеток, плохой контакт между
  3. щетками и их арматурой
Угольные щетки имеют неровную обогревающую рабочую поверхность с царапинами; плохо пришлифованы; их края обломаны или обгорели.

Следует правильно установить щеткодержатели и щетки

Стук в подшипниках

качения

Разрушение дорожек или тел качения Заменить подшипник
Ослабление крепления подшипника в подшипниковом щите Слишком большая радиальная нагрузка на выходной конец вала, приведшая к износу места посадки подшипника в щите
Очень большая вибрация машины 
Уменьшить радиальную нагрузку и заменить двигатель; применить двигатель другого типоразмера, способный без разрушения выдержать существующую радиальную нагрузку
Устранить причины сильной вибрации и заменить двигатель 
Повышение вибрации

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 устранить повреждение

  • Активная сталь статора
  • равномерно перегрета,
  • хотя нагрузка двигателя не
  • превышает номинальной

Напряжение сети выше номинального

Неисправен вентилятор

  1. Снизить нагрузку или
  2. усилить вентиляцию двигателя
  3. Снять защитный кожух и
  4. отремонтировать вентилятор
  • Активная сталь статора
  • при нормальном
  • напряжении 
  • сильно нагревается
Местные замыкания между отдельными листами активной стали, вызванные заусенцами или задеванием ротора о статор. Зубцы активной стали в отдельных местах выгорели и оплавлены вследствие коротких замыканий в обмотке статора или пробоя обмотки на корпус
  1. Удалить заусенцы,
  2. разъединить соединенные
  3. листы стали и отлакировать их
  4. изоляционным лаком воздушной сушки.
  5. Вырубить или вырезать поврежденные места.
  6. Между отдельными листами проложить тонкий электрокартон или
  7. пластинки слюды и отлакировать их изоляционным лаком.
  8. В случае большого количества повреждений необходимо
  9. произвести полную перешихтовку стали с перемоткой статора

Мотор работает неустойчиво 

Силовые контакты магнитного пускателя не создают устойчивого соединения

Заменить магнитный пускатель или почистить контактные пластины и подогнуть 

Двигатель не отключается  при нажатии кнопки «Стоп» 

«Залипли» контакты магнитного пускателя 

Заменить магнитный пускатель или починить

Справочник | Приводное и электротехническое оборудование | Техпривод

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.

  1. 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.
  2. Замыкание между обмотками происходит из-за смещения обмоток, механической вибрации и ударов. При отсутствии должной электрической защиты может возникнуть короткое замыкание и пожар.
  3. 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.
  4. 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.

  1. 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.
  2. Проворачивание ротора на валу. Ротор может вращаться в магнитном поле статора, а вал будет неподвижен. Требуется механическая фиксация ротора на валу.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.

  1. Увеличение нагрузки на валу вследствие заклинивания привода либо приводимых механизмов.
  2. Перекос напряжения питания, который может быть вызван проблемами питающей сети либо внутренними проблемами привода.
  3. Пропадание фазы, которое может произойти на любом участке питания двигателя – от питающей трансформаторной подстанции до обмотки двигателя.
  4. 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.

Другие полезные материалы: Выбор электродвигателя для компрессора Как определить параметры двигателя без шильдика? Выбор мотор-редуктора для буровой установки

Почему горят электродвигатели после длительного простоя

Сам по себе отказ электрического двигателя в любой ситуации вещь неприятная. Совсем нечасто даже на хорошо оснащенном производстве есть подменный фонд, для оперативной замены двигателя.

Разнообразие типов асинхронных электрических двигателей затрудняет подбор нужного по своим характеристикам и установочным размерам.

Их демонтаж часто является непростой работой, требующей нередко использования специальной оснастки.

Перемотка – основной способ восстановления сгоревшего электродвигателя. Но этот процесс технологически не может быть быстрым. Требуется время не только на саму перемотку, но и на полное высыхание лака пропитки витков.

Поэтому повреждение электрического двигателя после длительного простоя становится досадным и неожиданным явлением. Оборудование было остановлено в исправном состоянии, некоторое время не работало. Затем после включения один за другим начинают выходить из строя электродвигатели. Такое явление характерно для сезонных производств, например, запуска котельных.

Понятно, что основная причина отказов это отсутствие планового технического обслуживания. Когда после остановки производства производится замена смазки в подшипниках.

Ротор извлекается, при этом удаляется ржавчина и абразивные частицы, накопившиеся внутри двигателя. Но это удается сделать при достаточном количестве квалифицированного обслуживающего персонала.

Электродвигатели не прошедшие ТО в полном объеме и становятся первыми кандидатами на дорогостоящий ремонт в дальнейшем.

Даже при выполненном ТО еще есть вероятность повреждения электрического двигателя в отключенном состоянии:

· Повышенная влажность помещения вызывает коррозию металла статора и ротора. Ржавчина заполняет зазор между ними. При пуске происходит торможение и нагрев деталей не от повышенного тока в обмотках, а за счет трения деталей. Перегрев эмали обмоточного провода приводит к ее разрушению и межобмоточному пробою.

· Нарушения эмали уже были при исправной работе, но они никак не проявлялись при сухих обмотках. После простоя во влажной среде образовались потенциальные цепи для пробоя между витками или на корпус.

· Высохшая смазка в подшипниках также вызывает разогрев корпуса, вибрацию.

· За время простоя произошло окисление контактов электрических цепей питания. Это вероятно в местах подсоединения проводов и на контактах магнитного пускателя. Нередко после вполне успешного пуска пропадает питание по одной из фаз. Оставшиеся обмотки оказываются перегруженными по току и как следствие – перегрев. Несколько таких пусков и электродвигатель сгорает.

В условиях дефицита персонала и времени приходится перед запуском производства выполнять сокращенное ТО:

· Осмотреть контакты, подтянуть их на магнитном пускателе и электродвигателе.

· По возможности механически освободить вал от нагрузки. Провернуть его рукой, обратив внимание на легкость и плавность вращения ротора.

· В сырых помещениях продуть эл. двигатель сжатым воздухом, сняв защитный кожух с крыльчатки двигателя. Прогреть корпус тепловой пушкой и повторно продуть.

К сожалению, пуск после длительного простоя без выполнения минимальных профилактических работ обязательно заканчивается отказом, какого-либо электродвигателя из нескольких.

Неисправности электродвигателя

   Асинхронный электродвигатель, как и любой механизм, подвержен воздействию рабочих нагрузок, приводящих к возникновению неисправностей и как следствие поломки. В случаи выхода электродвигателя из строя, возникает необходимость в проведении его ремонта. Срок службы отремонтированного электродвигателя напрямую зависит от того, как качественно был произведет данный ремонт.

       Существуют ряд неисправностей в электрических машинах, основными из которых являются:

      – перегрев обмотки статора. В процессе работы электродвигателя происходит выделение тепла и перегрев статорной обмотки.

  •        Основные причины перегрева обмотки статора:
  •       а)  перегрузка электродвигателя во время работы либо запуска;
  •      б) неисправность системы вентиляции электродвигателя (поломка вентилятора в электродвигателе приводит к плохой циркуляции воздуха, а следовательно плохому выводу тепла из двигателя, что приводит к его нагреву)
  •    в) изменение напряжения сети (при повышении напряжения выше нормы происходит повышенный нагрев стали сердечника статора; при снижении сетевого напряжения ниже номинального, повысится ток в обмотке статора и вызовет ее перегрев);
  •     Признаки по которым можно определить, что обмотка статора перегрелась: неодинаковый ток в фазах обмотки; двигатель сильно гудит при работе; двигатель работает с пониженным вращающимся моментом.
  •        – перегрев обмотки ротора.
  •        Основные причины перегрева обмотки ротора:

    а) обрыв или плохой контакт стержней беличьей клетки с короткозамкнутыми кольцами. В том случаи стержни заменяют и припаивают к кольцам. В случае того если беличья клетка сделана из алюминия ее перезаливают.

  1.     б) неисправность при проведении ремонта ротора.
  2.     Признаки по которым можно определить, что обмотка ротора перегрелась: электродвигатель сильно гудит; не развивает установочной частоты вращения; ток в статоре пульсирует.
  3.      – обрыв в обмотке статора.
  4.     При соединении обмоток в звезду: при обрыве одной фазы ток в ней отсутствует, а в других фазах завышен, в данном случаи электродвигатель не запустится; при обрыве в одной параллельной ветви фазы обмотки другие ветви этой фазы перегреются (если обрыв произойдет во время работы электродвигателя, он начнет усиленно гудеть).
  5.      При соединении обмоток в треугольник возможны следующие неисправности: при обрыве одной фазы обмотки, которая находится между двумя проводниками, ток в этих проводниках при работе будет меньше, чем в третьем проводнике; при обрыве в одной параллельной ветви повысится ток в других ветвях, что приводит к их перегреву (при этом пуск электродвигателя возможен, но мощность его значительно снижена).
  6.      Необходимо помнить, что работа электродвигателя на двух фазах недопустима, так как это приводит его к выходу из строя.
  7.        – обрыв в обмотке ротора.
  8.      Признаки по которым можно определить, что произошел обрыв обмотки ротора:
  9.      а) в сети возникают колебания тока;
  10.      б) обороты ротора снижаются, усиливается гудение в электродвигателе, возникают вибрации;
  11.      в) при обрыве в короткозамкнутом роторе нескольких стержней, пуск его невозможен;
  12.      г) при соединение фазной обмотки ротора в звезду нагруженный электродвигатель снижает частоту вращения примерно в два раза.
  13.     Обрыв в фазной обмотке можно определить с помощью омметра или амперметра и вольтметра, которым измеряют падение напряжения в катушечных группах обмотки ротора, куда предварительно подают постоянный ток от аккумулятора.
  14.       – пониженный вращающий момент.
  15.       Номинальный вращающий момент асинхронного двигателя обеспечивается правильным соединением обмоток ротора и статора, созданием нормальных контактных соединений в обмотках, контактных кольцах и щетках держателях.
  16.       Так, если при перевернутых элементах обмотки – секции, катушечной группы или целой фазы запускать асинхронный двигатель, то он не развивает номинального вращающего момента, а при вращении будет гудеть, издавая шум низкого тона; при номинальной нагрузке не достигнет полной частоты вращения, за короткое время обмотки нагреется.

     Вращающий момент электродвигателя зависит от напряжения сети. Так как ток и магнитный поток пропорциональны напряжению, вращающий момент пропорционален квадрату напряжения. Это значит, что если напряжение питания уменьшилось, например с 380 до 340 В, то вращающий момент уменьшиться в отношении , т.е. более чем на 24%.

  •       – повышенный уровень шума в электродвигателе.
  •      Повышенный уровень шума в электродвигателе может быть вызван электромагнитными или механическими причинами.
  •       К электромагнитным причинам относят:

      а) ослабление прессовки активной стали сердечника, что приводит в возрастанию вибрации корпуса статора. Вибрация листов стали сердечника приводит к развитию контактной коррозии металла.

Контактная коррозия разрушает изоляцию листов стали, что приводит к замыканию и дополнительному нагреву сердечника. При общем ослаблении прессовки активной стали сердечника необходимо перешихтовать.

При местном ослаблении производят уплотнение забивкой гетинаксовых или текстолитовых клиньев между листами шихтовки и зубцах. Клинья предварительно окунают в лак;

   б) перевернута одна фаза. При этом возникает отличный от обычного шум в двигателе, и в перевернутой фазе повышается ток. Необходимо правильно выполнить соединение фазы, т.е. исключить «переворачивание»  при подключении указанных элементов обмотки;

  1.    в) обмотка статора соединена треугольником, имеет параллельные ветви. При обрыве в отдельных катушках в электродвигателе, возникнет повышенный уровень шума;
  2.        Если соединить все катушки обмотки последовательно, а фазы – в звезду, гудение станет нормальным, но сила тока по фазам будет различной;
  3.      г) совпадение или близкое соотношении числа пазов сердечника статора и ротора может вызвать пульсацию магнитного потока и, следовательно, высокий уровень шума. Для устранения этого явления следует заменить ротор с другими соотношениями зубцов статора и ротора или перемотать статорную обмотку с сокращением шага;

   д) большой эксцентриситет воздушного зазора, что может привести к возрастанию и асимметрии токов в зазорах в режиме холостого хода. Эксцентриситет воздушного зазора не должен превышать 10%.

      К механическим причинам относят:

    а) криволинейные каналы подачи воздуха в двигатель, что особенно заметно в двигателях с частотой вращения 1500 и 3000 об/мин. Вентиляционный шум снижают, изменяя лопатку вентилятора и конфигурацию щитов, что приводит к уменьшению вихреобразования;

    б) неисправности подшипников качения. Здесь могут быть следующие дефекты, вызывающие повышенный шум: большой натяг при посадке подшипника на вал, появление усталостных отслоений на контактной поверхности беговых колец, выработка и проседание сепаратора, сколы в буртиках беговых колец. Такие подшипники следует заменить;

    в) резонирующие отдельные части двигателя, когда частота их собственных колебаний совпадает с частотой вращения ротора. Это явление устраняют в машине приваркой ребер жесткости на конструктивных элементах щитов, воздухопроводов, фундаментных плит.

      – повреждения беличьих клеток, их влияние на работу электродвигателя.

     У асинхронных электродвигателей c короткозамкнутым ротором стержни беличьих клеток, будучи защемленными на выходе из паза при наличии короткозамыкающего кольца на некотором расстоянии от сердечника, подвергаются большим механическим усилиям.

B связи с этим возможны разрывы медных или латунных стержней около сердечника или короткозамыкающих колец. Усилия эти будут большими при пуске двигателя и от центробежных сил, особенно при плохо отбалансированном роторе.

B практике также нередко встречаются случаи возникновения вибраций роторов c короткозамкнутой беличьей клеткой, которая изготовлена из меди или латуни.

Причиной вибрации является «разъедание» стенок пазов стержнями, a при пуске двигателя прослабленные в пазах стержни перемещаются от центробежных усилий вверх, в связи c чем и возникают вибрации.

       У большинства литых алюминиевых клеток возникают обрывы стержней в пазах. Обрывы в беличьих клетках вызывают пульсацию тока в статоре, частота которого соответствует частоте скольжения.

Частота пульсации тока и вращающего момента c изменением нагрузки также изменяется. Частота вращения ротора колеблется даже при изменении малых нагрузок.

Выявление и устранение повреждений беличьих клеток производятся следующим образом:

    — в разобранном виде осматривают ротор. Оборванные стержни в медной или латунной беличьей клетке заменяют, обрывы в кольцах запаивают;

   — если обнаружены обрывы стержней в пазах, залитых алюминием, такую клетку перезаливают свежим, первичным алюминием. Применять повторно выплавленный алюминий не следует, так как это может вызвать образование раковин в стержнях и короткозамыкающих кольцах;

   — если осмотром не удается обнаружить обрывы стержней в пазах, применяют старый испытанный метод, который заключается в следующем. В статорную обмотку подают пониженное напряжение в пределах 0,2-0,3U.

Затем стальной пластиной быстро проводят по окружности ротора, перемыкая поочередно зубцы активной стали сердечника. Там, где соседние стержни беличьей клетки целые, стальная пластина электромагнитным полем притянется к железу и будет дребезжать.

Если перемещающаяся пластина попадает на оборванные стержни, она будет слабо притягиваться и слабо дребезжать.

       – Нагрев и искрение щеток и контактных колец.

    B процессе работы машины неравномерное распределение тока между щетками может вызвать искрение и нагрев щеток и контактных колец.

Причиной такой неисправности может быть перегрузка по току, грязь и зависание щеток в обоймах щеткодержателей, увеличенный коэффициент трения щеток, жесткие канатики щеток, неправильно выбранная марка щеток, плохой контакт в хомутиках стержней фазной обмотки ротора, вибрация ротора.

  •        Указанные неисправности устраняют следующим образом:
  •   — персоналу, ведущему техническое обслуживание, необходимо периодически следить по приборам за нагрузкой асинхронных электродвигателей (c фазным ротором) и не допускать перегрузок, доводящих до искрения щеток;
  •    — при техническом обслуживании следует периодически продергивать щетки в обоймах щеткодержателей и продувать сухим компрессорным воздух давлением 0,2 МПа контактный узел;
  •   — щетки c увеличенным коэффициентом трения быстро срабатываются и нагревают щеточный аппарат и контактные кольца, даже при номинальной нагрузке. Для уменьшения коэффициента трения щеток их подвергают пропитке в различных составах;
  •     — обмотку необходимо перепаять, устранить также другие нарушения контактов в цепи фазного ротора;

  — при возобновлении вибрации двигателя и искрения щеток следует разобраться в причинах. Возможны нарушение центровки двигателя из-за смещения линии валов двигатель – редуктор приводимого механизма, повреждения фундаментных плит двигателя или редуктора, нарушение балансировки ротора. Все это приводит к отрыву щеток от колец и искрению.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector