Характерные неисправности асинхронного двигателя
Неисправности асинхронных электродвигателей и способы их устранения
Щетки искрят, некоторые щетки и их арматура сильно нагреваются и обгорают
Щетки плохо пришлифованы
Щетки не могут свободно двигаться в обойме щеткодержателя — мал зазор
Установить нормальный зазор между щеткой и обоймой 0,2—0,3 мм
Загрязнены или замаслены контактные кольца и щетки
Очистить бензином кольца и щетки и устранить причины загрязнения
Контактные кольца имеют неровную поверхность
Обточить или отшлифовать контактные кольца
Слабо прижаты щетки к контактным кольцам
Отрегулировать нажатие щеток
Неравномерное распределение тока между щетками
Отрегулировать нажатие щеток, проверить исправность контактов траверс, токопроводов, щеткодержателей
Равномерный перегрев активной стали статора
Напряжение сети выше номинального
Снизить напряжение до номинального; усилить вентиляцию
Повышенный местный нагрев активной стали при холстом ходе и номинальном напряжении
Между отдельными листами активной стали имеются местные замыкания
Удалить заусеницы, устранить замыкание и обработать листы изоляционным лаком
Нарушено соединение между стяжными болтами и активной сталью
Восстановить изоляцию стяжных болтов
Двигатель с фазным ротором не развивает номинальной частоты вращения с загрузкой
Плохой контакт в пайках ротора
Проверить все пайки ротора. В случае отсутствия неисправностей при наружном осмотре проверку паек проводят методом падения напряжения
Обмотка ротора имеет плохой контакт с контактными кольцами
Проверить контакты токопроводов в местах соединения их с обмоткой и контактными кольцами
Плохой контакт в щеточном аппарате. Ослабли контакты механизма для короткого замыкания ротора
Прошлифовать и отрегулировать нажатие щеток
Плохой контакт в соединениях между пусковым реостатом и контактными кольцами
Проверить исправность контактов в местах присоединения соединительных проводов к выводам ротора и пускового реостата
Двигатель с фазным ротором идет в ход без нагрузки — при разомкнутой цепи ротора, а при пуске в ход с нагрузкой не развивает оборотов
Короткое замыкание между соседними хомутиками лобовых соединений или в обмотке ротора
Устранить касание соседних хомутиков
Обмотка ротора в двух местах заземлена
После определения короткозамкнутой части обмотки поврежденные катушки заменить новыми
Двигатель с коротко- замкнутым ротором не идет в ход
Перегорели предохранители, неисправен автоматический выключатель, сработало тепловое реле
При пуске двигателя происходит перекрытие контактных колец электрической дугой
Контактные кольца и щеточный аппарат загрязнены
Повышенная влажность
воздуха
Провести дополнительную изоляцию или заменить двигатель другим, соответствующим условиям окружающей среда
Обрыв в соединениях ротора и в самом реостате
Эксплуатация электрических машин и аппаратуры — Различные неисправности трехфазных асинхронных двигателей
Содержание материала
Повреждение одного или нескольких стержней беличьей клетки короткозамкнутого ротора.
В настоящее время указанная неисправность встречается относительно часто в роторах, залитых алюминием под давлением.
При работе двигателя с поврежденными роторными стержнями скорость вращения ротора с одинаковой нагрузкой будет меньше, чем в таком же двигателе с исправным ротором. В отдельных случаях двигатель с поврежденными стержнями ротора может вообще не развернуться до рабочей скорости вращения ротора даже при малой нагрузке. При значительном количестве поврежденных стержней ротор загруженного двигателя останавливается, двигатель терпит аварию, если он не отключается от сети действием защиты. Во всех случаях двигатель с поврежденными роторными стержнями, работающий под нагрузкой, потребляет из сети повышенный ток и перегревается больше исправного двигателя.
Иногда наблюдается выход из строя роторных стержней, сделанных из латуни или меди. Такие явления чаще всего бывают при внезапном заклинивании приводного механизма или при пуске двигателя, приводящего во вращение неисправные механизмы с большими маховиками.
Если при эксплуатации двигателя появятся признаки неисправности беличьей клетки ротора, необходимо двигатель разобрать и проверить роторные стержни. Рекомендуется проверять целость стержней при профилактических ремонтах двигателя.
Рис. 112. Проверка целости стержней короткозамкнутого ротора:1 — электромагнит переменного тока; 2 — проверяемый ротор; 3 — лист электрокартона со стальными опилками.
Проверять исправность беличьей клетки ротора лучше всего электромагнитом переменного тока и листом электрокартона с чугунными или стальными опилками.
Ротор ставят в раздвижной электромагнит, как показано на рисунке 112.
В обмотку электромагнита включают ток, переменным магнитным потоком наводится э. д. с. во всех роторных стержнях, ток протекает только по целым стержням. На поверхность ротора накладывают лист электрокартона со стальными опилками.
Вдоль целых роторных стержней опилки рассыпаются, на них действует магнитное поле стержней с током. Если стержни поврежденные, опилки не рассыпаются.
Обрыв одной фазы ротора двигателя с контактными кольцами.
При обрыве одной фазы в роторной цепи двигателей с контактными кольцами возникает так называемый эффект Гёргеса — при работе двигателя скорость ротора снижается примерно в два раза, статорный ток резко возрастает до опасных пределов; при пуске двигателя скорость ротора не превышает половины номинальной. Статорный ток большой.
Этот эффект возникает независимо от того, где произошел обрыв: в обмотке ротора, в щеточном аппарате или в реостате. Для выявления неисправности необходимо отсоединить реостат от роторной цепи и поочередно проверить целость цепей ротора, щеточного аппарата и реостата контрольной лампой. Сначала надо проверить целость обмотки ротора, касаясь концами контрольной лампы поочередно первого и второго, второго и третьего, первого и третьего колец.
Рис. 113. Проверка целости обмотки фазового ротора:
1 — ротор; 2 — контактные кольца.
Так же проверяют надежность контактов щеток с кольцами и целость проводников, соединяющих щетки с клеммником ротора, и реостат. Каждая из трех проверок должна быть сделана при всех положениях переключателя реостата. Если проверяемая цепь исправна, лампа горит Схема проверки целости обмотки показана на рисунке 113.
Обрыв одной фазы сети, питающей статор.
Если обрыв произошел во время работы двигателя и нагрузка его не превышает половины номинальной, двигатель продолжает работать с несколько большим потреблением энергии из сети, скорость его понижается незначительно. При больших нагрузках двигатель останавливается, обмотка выходит из строя, если нет надлежащей защиты. Двигатель после остановки не может быть запущен даже на холостом ходу, так как вместо вращающегося магнитного поля при трех фазах есть пульсирующее магнитное поле. Обрыв одной из фаз питающей сети чаще всего бывает вследствие перегорания одной из плавких вставок, защищающих двигатель. При подозрении на обрыв одной из фаз сети следует двигатель остановить и пустить его вновь на холостом ходу. Если фаза оборвана, двигатель гудит и не разворачивается.
Найти отсутствующую фазу легче токоизмерительными клещами. Для определения такой фазы достаточно двигатель включить на короткое время и быстро измерить ток во всех фазах. В оборванной фазе тока не будет.
Отсутствующие фазы можно проверить и контрольной лампой. Для этого питающие провода отсоединяют от двигателя и ставят под напряжение, трижды подключают один из концов лампы поочередно к каждому проводу, а другой — к корпусу двигателя. На поврежденном проводе лампа гореть не будет. Если трансформатор, питающий данную электроустановку, с изолированной нейтралью, лампу следует включить между линейными проводами первым и вторым, вторым и третьим, первым и третьим. Лампа будет гореть из трех включений только один раз на целых проводах.
При проверках напряжение лампы должно соответствовать
Рис. 114. Работа асинхронного электродвигателя по схеме открытого треугольника. Показания амперметра А2 в 1,73 раза больше показаний амперметров А1 и А3.
напряжению сети: в первом случае фазному, во втором линейному.
Внутренний обрыв одной фазы обмотки статора.
При соединении обмотки звездой внутренний обрыв одной фазы дает такие же результаты, как при обрыве одной фазы питающей сети. Соединяя обмотку статора треугольником, внутренний обрыв одной фазы трудно заметить сразу. В этом случае обмотки двух целых фаз двигателя окажутся подключенными к сети по схеме открытого треугольника, как показано на рисунке 114. Током, протекающим по обмотке статора, создается вращающееся магнитное поле, и двигатель хорошо берет с места, развивает нормальную скорость. Во время работы под нагрузкой двигатель потребляет из сети повышенный ток: две фазы статора, оставшиеся в работе, перегреваются. Двигатель потребляет из сети больше энергии, чем в нормальном режиме, и в отдельных случаях может развить момент, близкий к номинальному при сильном перегреве двух работающих фаз. Нередко обмотка двигателя полностью выходит из строя при работе двигателя по схеме открытого треугольника. Указанную неисправность можно определить, измерив линейный ток в фазах работающего двигателя. Ток в одной из фаз при открытом треугольнике примерно в 1,7 раза больше тока двух других фаз.
Витковое замыкание в обмотке статора.
При таком замыкании двигатель сильно гудит, величина тока во всех фазах неодинакова, если двигатель под нагрузкой, ротор вращается с пониженной скоростью. Через некоторое время после возникновения виткового замыкания двигатель дымит, появляется характерный запах горящей изоляции.
Витковое и междуфазное замыкание в обмотке ротора двигателя с контактными кольцами.
При таком замыкании обмотка ротора перегревается, ток в фазах статора колеблется, обмотка статора нагревается больше обычного, при пуске и работе с сопротивлением роторной цепи обмотка ротора дымит.
Если замкнутых витков много, ротор без нагрузки разворачивается даже при разомкнутых кольцах, а под нагрузкой двигатель долго разворачивается и сильно нагревается.
При междуфазном замыкании в обмотке ротора двигатель разворачивается при разомкнутых кольцах чаще всего до половинной скорости, а по обмотке статора протекает колеблющийся ток, который может быть больше номинального значения.
Неисправности щеточного аппарата в двигателях с контактными кольцами.
Эти неисправности внешне в конечном счете приводят к искрению щеток, иногда происходит пробой изоляции между кольцами в процессе пуска двигателя, так как напряжение между кольцами в этот момент имеет максимальное значение.
При эксплуатации щетки искрят чаще из-за ослабления щеточных пружин. Усилие, с которым пружина прижимает щетку к кольцу, можно определить динамометром. Ориентировочная величина усилия в килограммах должна соответствовать подсчитанной по формуле:
F = 0,255 [кГ],
где 0,25 — удельное давление на меднографитную щетку, кГ/см2;
S — площадь щетки, см2.
Повышенное давление на щетку также вызывает искрение, щетки перегреваются от повышенного трения. При замене сносившихся щеток новыми следует поставить щетки той же марки, в противном случае может появиться искрение. Новые щетки должны свободно двигаться в обойме щеткодержателя. Перед пуском двигателя щетки надо пришлифовать к кольцам.
Контактные кольца должны быть цилиндрическими, без биения. При биении колец щетки перемещаются в обоймах щеткодержателей, если биения нет, щетки неподвижны. Искрение щеток может
быть из-за слабого крепления колеи, из-за неровной контактной поверхности колец.
В процессе работы двигателя щеточный аппарат загрязняется меднографитовой пылью, а иногда и смазкой от ближайшего подшипника. Все это обусловит появление искрения и перекрытия щеточного аппарата дугой.
Отклонение напряжения питающей сети от номинального значения.
Напряжение сельских электрических сетей колеблется в значительных пределах, официально узаконено отклонение напряжения на ±7,5% от номинального. Однако эти отклонения бывают значительно больше. При повышенном напряжении сети активная сталь машины равномерно перегревается даже при отсутствии нагрузки, двигатель потребляет из сети повышенный намагничивающий ток. При значительных повышениях напряжения изоляция обмотки статора разрушается вследствие перегрева ее от высокой температуры активной стали и большой величины намагничивающего тока. Эксплуатировать электродвигатели при повышенных напряжениях не рекомендуется.
При пониженном напряжении сети активная сталь машины не перегревается, а обмотки перегреваются, так как двигатель потребляет повышенный ток при поминальной нагрузке. В случае понижения напряжения необходимо уменьшить нагрузку на двигатель, чтобы он потреблял из сети номинальный ток. При значительных уменьшениях напряжения затрудняется пуск двигателя — резко уменьшается его пусковой момент. При длительных понижениях напряжения сети его следует повысить перестановкой анцапф силового трансформатора. Понижение напряжения возможно также из-за недостаточного сечения линии электропередачи. В этом случае повысить напряжение можно, увеличив сечение линии или заменив марки проводов (например, вместо алюминиевых медные такого же сечения). При замене сечения или марки проводов следует учитывать механическую прочность опор линии электропередач, если новые провода тяжелее старых.
Неравномерный воздушный зазор между активной сталью ротора и статора.
Это может возникнуть вследствие износа замков подшипниковых щитов, слабой посадки подшипников в щиты, прогиба вала и т. д. При неравномерном воздушном зазоре активная сталь вращающегося ротора задевает за активную сталь статора, что вызывает межлистовые замыкания стали. В отдельных случаях обмотки двигателя выходят из строя, так как зубья активной стали статора могут сдвинуться, из-за чего возникнет витковое, или междуфазное, замыкание в обмотке статора. При неравномерном воздушном зазоре некоторые двигатели запускают из какого-нибудь одного определенного положения ротора.
Местные перегревы активной стали статора.
В отдельных случаях эта активная сталь неравномерно нагревается, что вредно отражается на изоляции обмотки. Отдельные места активной стали нагреваются из-за отсутствия изоляции между листами.
Межлистовые замыкания появляются тогда, когда ротор задевает статор или при наличии оплавлений активной стали вследствие витковых или междуфазных замыканий в обмотке статора. Обнаружить межлистовые замыкания можно при разборке двигателя.
Повышенная вибрация двигателя.
В условиях эксплуатации повышенная вибрация двигателя происходит из-за неправильной центровки его с приводным механизмом или ослабления крепления двигателя к фундаментной плите. Значительно реже в двигателе возникает вибрация, потому что не сбалансирован ротор. Эксплуатация двигателя с повышенной вибрацией недопустима.
Перегрузка двигателя.
Если двигатель перегружен, то при номинальном напряжении сети ток в фазах двигателя превышает номинальное значение, скорость ротора несколько ниже паспортной, обмотки двигателя равномерно перегреваются. При значительных перегрузках обмотки выходят из строя в короткий срок. В случае перегрузки двигателя необходимо немедленно уменьшить нагрузку до такой величины, чтобы ток в фазах не превышал паспортного значения.
5.8. Основные неисправности Асинхронных электродвигателей и рекомендации по их устранению
В таблице 5.3 рассмотрены некоторые наиболее часто встречающиеся неисправности асинхронных двигателей и приведены общие рекомендации по их устранению [1].
Неисправности асинхронных электродвигателей и рекомендации по их устранению
Неисправность и ее признаки
Определение и устранение неисправностей
Активная сталь статора равномерно перегрета, хотя нагрузка двигателя не превышает номинальной
Напряжение сети выше номинального
Снизить напряжение сети до номинального или усилить вентиляцию двигателя
Активная сталь при холостом ходе двигателя и номинальном напряжении сети местами сильно нагревается
1. Местные замыкания между отдельными листами активной стали, вызванные заусенцами или задеванием ротора о статор. 2. Зубцы активной стали в отдельных местах выгорели, и оплавлены вследствие коротких замыканий в обмотке статора или пробоя обмотки на корпус.
1. Удалить заусенцы, разъединить соединенные листы стали и прола-кировать их изоляционным лаком воздушной сушки.
2. Вырубить или вырезать поврежденные места. Между отдельными листами проложить тонкий электрокартон или пластинки слюды и пролакировать их изоляционным лаком. В случае большого количества повреждений необходимо произвести полную перешихтовку стали с перемоткой статора.
Вся обмотка статора равномерно перегрета
1. Двигатель перегружен или нарушена его нормальная вентиляция.
2. Напряжение на выводах двигателя ниже номинального, вследствие чего двигатель при номинальной мощности перегружен током.
3. Обмотка статора соединена не в звезду, а в треугольник.
1. Снизить нагрузку или усилить вентиляцию (запросить завод-изготовитель о способах усиления вентиляции).
2. Повысить напряжение до номинального или уменьшить ток нагрузки до номинального.
3. Соединить обмотку статора в звезду.
Обмотка статора местами сильно нагревается. Ток в отдельных фазах неодинаковый. Двигатель сильно гудит и тормозится
1. Витковое замыкание в обмотке статора.
2. Короткое замыкание между двумя фазами.
1.В основном определяется ощупыванием обмотки после ее отключения.
2. Поврежденное место отремонтировать или же перемотать поврежденную часть обмотки.
Вся обмотка ротора равномерно перегрета. Двигатель имеет пониженную частоту вращения —
1. Машина перегружена.
2. Вентиляционные пути машины засорились; активная сталь и обмотки покрылись теплоизолирующим слоем мелких волокон и пыли.
3. Засорились воздушные фильтры
1. Снизить нагрузку. При отсутствии искрения щеток усилить вентиляцию машины.
2. Тщательно очистить машину и продуть сжатым, чистым и сухим воздухом (давление не более 0,2 МПа).
3. Матерчатые фильтры очистить от грязи и пыли
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
1. Плохой контакт в пайках лобовых частей обмотки или нулевой точке, в переходных соединениях между стержнями или в соединениях между параллельными группами.
2. Плохой контакт в соединениях обмотки с контактными кольцами.
3. Плохой контакт в соединениях между контактными кольцами и пусковым реостатом или в пусковом реостате.
1. Проверить все пайки обмотки ротора; те из них, которые неисправны или внушают подозрение, перепаять. Если наружным осмотром не удается обнаружить место плохой пайки, производят проверку методом падения напряжения.
2. Проверить контакты токопроводов в местах соединения их с обмоткой и контактными кольцами.
3. Проверить исправность контактов в местах присоединения проводов к ротору и реостату, проверить и почистить контакты и щетки пускового реостата.
Двигатель не запускается
Отсутствует ток в статоре, что может наблюдаться из-за перегорания предохранителей или выключения неисправного автоматического выключателя
Поставить новые предохранителя; исправить автоматический выключатель
Двигатель не запускается; при разворачивании от руки работает толчками и ненормально гудит; в одной фазе статора 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
Двигатель не запускается несмотря на то, что напряжение на выводах статора номинальное, а ток во всех трех фазах статора одинаков
Обрыв в двух (или трех) фазах пускового реостата или в соединительных проводах между ротором и пусковым реостатом
Отыскать с помощью мегомметра или контрольной лампы место обрыва и устранить
Все три напряжения на кольцах равны при неподвижном разомкнутом роторе
Сильное одностороннее притяжение ротора к статору из-за большой разработки вкладышей подшипников, смещения под-
шипниковых щитов или подшипниковых стояков
Двигатель с короткозамкнутым ротором хорошо запускается без нагрузки; с нагрузкой не запускается
Ремонт асинхронных двигателей
Наиболее востребованным видом электромашин на практике являются именно асинхронные двигатели, которые характеризуются долговечностью, стабильностью, простотой устройства и вполне приемлемой стоимостью. Плановый или срочный ремонт асинхронных двигателей – это неотъемлемая составляющая обслуживания подобных механизмов.
Асинхронные электродвигатели используются в различных отраслях хозяйства, а именно, в промышленности, строительстве, на общественном транспорте, сельском хозяйстве и прочие. В целом, данная электромашина представляет собой механизм переменного тока, в которой частота вращения ротора не равна частоте вращения магнитного поля, которое создается благодаря току обмотки стартера.
Особенности ремонта асинхронных электродвигателей
Ремонту асинхронных электродвигателей всегда предшествует диагностика. Благодаря использованию технологичного оборудования и современных методик поиска неисправностей квалифицированные специалисты нашего предприятия с высокой точностью определяют дефекты, а также причины, по которым они возникли. По результатам диагностики принимается решение об объеме выполнения ремонтных работ.
Прежде чем говорить об особенностях проведения подобных ремонтных работ, следует выяснить, «слабое место» асинхронных электродвигателей. Наиболее часто в нашу компанию обращаются клиенты, целостность обмотки двигателей которых нарушена. В таких ситуациях потребуется полная перемотка обмотки электродвигателя. Причиной подобных поломок, как правило, становится неверная эксплуатация двигателя (например, перегрев рабочей части) или же длительное использование без проведения плановых осмотров.
Типовые поломки и характер проявления
Многие типовые неисправности асинхронных двигателей возникают по причине естественного износа комплектующих и старения изоляционных материалов. Также сокращается ресурс агрегатов при нарушении установленных заводом правил эксплуатации. Поломки электромоторов делятся на механические и электрические.
Дефекты механического типа проявляются перекосами корпуса или отдельных деталей, ослаблением креплений и повреждением элементов. Перегреваются подшипники, вытекает смазка и прослушивается нехарактерный для нормальной работы агрегата шум. Поломками электрической части являются пробои обмотки статора, короткие замыкания витков на корпус, а также обрывы цепей питания. Характерные для асинхронных электромоторов дефекты проявляются следующими симптомами:
- затруднительный запуск электромотора;
- чрезмерный нагрев обмоток статора;
- недостаточная частота вращения вала электрической машины;
- повышенный гул на высоких оборотах;
- неравномерность силы электротока в разных фазах.
Причиной затруднительного запуска агрегата и медленного вращения с гулом является обрыв фазы (или двух фаз) при соединении статорной обмотки по типу треугольника или звезды. Обрыв фазы также является причиной отсутствия вращения мотора и сильного нагрева ротора.
Перегрев статора возникает по причине старения изоляции, установленной между стальными листами, приводящей к замыканию листов статорного сердечника. Если мастерами сервисного центра диагностируется чрезмерный нагрев статора в отдельных местах и невозможность развивать мотором номинальный крутящий момент, то имеет место замыкание в обмотке.
Перегрев всего агрегата может возникать при неисправности вентилятора или узлов подшипника качения, которые при перегреве начинают издавать громкий шум (хруст). Подшипники выходят из строя по причине нарушения балансировки ротора от сильной вибрации, попадания грязи в смазку, критического износа тел качения и нарушения центровки валов. В случае износа вкладышей и поломки дорожек возникает сильный стук.
При выполнении капитального ремонта асинхронного двигателя выполняются следующие операции:
- полная разборка агрегата для дефектовки комплектующих и оценки остаточного ресурса;
- очистка от грязи и масляных отложений статора, ротора;
- проверка целостности и обслуживание подшипниковых узлов;
- установка новой пазовой изоляции;
- демонтаж обмотки статора с целью замены;
- пропитка витков обмотки специальным лаком;
- монтаж новых подшипников и пр.
После выполнения ремонтных работ выполняется контроль изоляции на сопротивление и проводится испытание асинхронного электромотора под нагрузкой. Результаты проведенных испытаний и характеристики заносятся в протокол. Воспользуйтесь услугами компании «РемЭлектроСервис». Наши специалисты оперативно разберутся с неисправностями и в короткие сроки выполнят ремонт или перемотку асинхронного электродвигателя. Для восстановления работоспособности применяются только качественные запасные части, соответствующие требованиям по качеству и надежности. Своевременная диагностика электродвигателя и ремонт позволяют увеличить эксплуатационный ресурс электрической машины.
Высококлассный ремонт асинхронных электродвигателей
Компания «РемЭлектроСервис» предлагает высококлассный ремонт всех видов электродвигателей, в том числе и асинхронных. Все ремонтные работы осуществляются с привлечением опытных специалистов, использующих только качественные запчасти и современное оборудование. На первом этапе нашего сотрудничества будет проводиться диагностика состояния электродвигателя, в ходе которого выяснится, какой именно ремонт потребуется асинхронному электродвигателю: капитальный (для полного восстановления исправности механизма, предусматривается замена запчастей) или текущий (для поддержания механизма в рабочем состоянии и увеличения его срока службы).
Ремонт асинхронного двигателя – это всегда кропотливая работа, которая под силу лишь профессионалам своего дела. Именно у нас вы получите высококлассное обслуживание, которое приведет к исправности неверно функционирующего двигателя.