Nejčastější elektrické závady jsou krátké zkraty uvnitř vinutí motoru a mezi nimi zkraty vinutí k pouzdru, jakož i přerušení vinutí nebo vnějšího obvodu (napájecí vodiče a spouštěcí zařízení).
V důsledku výše uvedeného poruchy elektromotoru může nastat: nemožnost nastartovat elektromotor; nebezpečné zahřívání jeho vinutí; abnormální rychlost motoru; abnormální hluk (bručení a klepání); nerovnoměrnost proudů v jednotlivých fázích.
Mechanické důvody, které způsobují narušení normálního provozu elektromotorů, jsou nejčastěji pozorovány při nesprávném provozu ložisek: přehřátí ložisek, únik oleje z nich a výskyt abnormálního hluku.
hlavní typy poruch v elektromotorech a důvody jejich vzniku.
Asynchronní elektromotor se nezapne (vyhoří pojistky nebo se spustí ochrana). Příčinou toho u motorů se sběracími kroužky mohou být zkratované polohy spouštěcího reostatu nebo sběracích kroužků. V prvním případě je nutné uvést spouštěcí reostat do normální (startovací) polohy, ve druhém zvednout zařízení, které zkratuje sběrací kroužky.
Rovněž je nemožné zapnout elektromotor kvůli zkratu v obvodu statoru. Zkratovanou fázi poznáte dotykem podle zvýšeného zahřívání vinutí (pocit je třeba udělat tak, že nejprve odpojíte elektromotor od sítě); vzhledem ke zuhelnatělé izolaci a také měřením. Pokud jsou fáze statoru zapojeny do hvězdy, pak se měří hodnoty proudů odebíraných ze sítě jednotlivými fázemi. Fáze se zkratovanými závity spotřebuje více proudu než nepoškozené fáze. Při zapojení jednotlivých fází do trojúhelníku budou proudy ve dvou vodičích připojených k vadné fázi větší než ve třetím, který je připojen pouze k nepoškozeným fázím. Při měření používejte snížené napětí.
Po zapnutí se asynchronní elektromotor nepohybuje. Důvodem může být přerušení jedné nebo dvou fází silového obvodu. Pro určení místa přerušení nejprve zkontrolujte všechny prvky obvodu napájejícího elektromotor (zkontrolujte neporušenost pojistek). Pokud během externí kontroly není možné detekovat přerušení fáze, pak se potřebná měření provedou pomocí meggeru. Proč je stator nejprve odpojen od napájecí sítě? Pokud jsou statorová vinutí zapojena do hvězdy, pak je jeden konec meggeru připojen k nulovému bodu hvězdy, načež se druhé konce vinutí dotknou postupně druhým koncem meggeru. Připojení meggeru na konec provozuschopné fáze poskytne nulový údaj, připojení k fázi, která má otevřený obvod, ukáže vysoký odpor obvodu, tj. přítomnost otevřeného obvodu v něm. Pokud je nulový bod hvězdy nepřístupný, pak se dva konce meggeru dotýkají všech svorek statoru v párech. Dotyk meggeru na konce dobrých fází ukáže nulovou hodnotu, dotyk konců dvou fází, z nichž jedna je vadná, bude vykazovat vysoký odpor, tj. přerušený obvod v jedné z těchto fází.
Pokud jsou vinutí statoru zapojena do trojúhelníku, je nutné vinutí v jednom bodě odpojit a poté zkontrolovat integritu každé fáze zvlášť.
Fáze, která má přestávku, je někdy detekována dotykem (zůstává studená). Pokud dojde k přerušení jedné z fází statoru během chodu elektromotoru, bude pokračovat v práci, ale začne hučet silněji než za normálních podmínek. Hledejte poškozenou fázi, jak je uvedeno výše.
Při provozu asynchronního motoru se vinutí statoru velmi zahřeje. Tento jev doprovázený silným hučením elektromotoru je pozorován při zkratu v jakémkoli statorovém vinutí a také při dvojitém zkratu statorového vinutí ke skříni.
Pracovní asynchronní elektromotor začal bzučet. Zároveň se snižuje jeho rychlost a výkon. Důvodem nefunkčnosti elektromotoru je výpadek jedné fáze.
Když je stejnosměrný motor zapnutý, nepohybuje se. Důvodem mohou být spálené pojistky, přerušení napájecího obvodu nebo přerušení odporu spouštěcího reostatu. Nejprve pečlivě zkontrolujte a poté zkontrolujte neporušenost specifikovaných prvků pomocí meggeru nebo zkušební lampy s napětím nepřesahujícím 36 V. Pokud není možné určit místo přerušení uvedenou metodou, přejděte ke kontrole celistvosti vinutí kotvy. Přerušení vinutí kotvy je nejčastěji pozorováno na přechodech komutátoru s sekcemi vinutí. Změřením úbytku napětí mezi kolektorovými deskami se zjistí místo poškození.
Dalším důvodem tohoto jevu může být přetížení elektromotoru. To lze zkontrolovat spuštěním elektromotoru naprázdno po jeho předchozím odpojení od hnacího mechanismu.
Při zapnutí DC motor přepálení pojistek nebo vypnutí maximální ochrany. Jedním z důvodů tohoto jevu může být zkratovaná poloha startovacího reostatu. V tomto případě se reostat přesune do normální výchozí polohy. Tento jev lze pozorovat i při příliš rychlém vytažení rukojeti reostatu, takže při opětovném zapnutí elektromotoru se reostat vytahuje pomaleji.
Když elektromotor běží, je pozorováno zvýšené zahřívání ložiska. Důvodem zvýšeného zahřívání ložiska může být nedostatečná vůle mezi čepem hřídele a pánví ložiska, nedostatečné nebo nadměrné množství oleje v ložisku (kontrola hladiny oleje), znečištění olejem nebo použití nevhodných druhů oleje. V posledně jmenovaných případech se olej vymění tak, že se ložisko nejprve promyje benzínem.
Při startování nebo během provozu elektromotoru se z mezery mezi rotorem a statorem objevují jiskry a kouř. Možným důvodem tohoto jevu může být dotyk rotoru se statorem. K tomu dochází při výrazném opotřebení ložisek.
Při provozu stejnosměrného motoru je pod kartáči pozorováno jiskření. Příčinou tohoto jevu může být nesprávný výběr kartáčů, slabý přítlak na komutátor, nedostatečně hladký povrch komutátoru a nesprávné umístění kartáčů. V druhém případě je nutné kartáče přesunout a umístit je na neutrální linii.
Při provozu elektromotoru jsou pozorovány zvýšené vibrace, které se mohou objevit například v důsledku nedostatečné pevnosti upevnění elektromotoru k základové desce. Pokud jsou vibrace doprovázeny přehřátím ložiska, indikuje to přítomnost axiálního tlaku na ložisko.
Stůl 1 . Poruchy asynchronních elektromotorů a způsoby jejich odstranění
Kartáče jiskří, některé kartáče a jejich příslušenství se velmi zahřejí a spálí
Štětce jsou špatně leštěné
Kartáče se nemohou volně pohybovat v kleci držáku kartáčů – mezera je malá
Nastavte normální mezeru mezi kartáčem a držákem na 2–3 mm
Kluzné kroužky a kartáče jsou špinavé nebo zaolejované
Vyčistěte kroužky a kartáče benzínem a odstraňte příčiny znečištění
Skluzné kroužky mají nerovný povrch
Broušte nebo brouste sběrací kroužky
Kartáče jsou slabě přitlačeny na sběrací kroužky
Upravte přítlak kartáče
Nerovnoměrné rozložení proudu mezi kartáči
Upravte přítlak kartáče, zkontrolujte provozuschopnost kontaktů Traverse, vodičů, držáků kartáčů
Rovnoměrné přehřívání aktivní oceli statoru
Síťové napětí je vyšší než jmenovité
Snižte napětí na jmenovité; zvýšit ventilaci
Zvýšený lokální ohřev aktivní oceli při volnoběhu a jmenovitém napětí
Mezi jednotlivými aktivními ocelovými plechy dochází k lokálním zkratům
Odstraňte otřepy, eliminujte zkraty a plechy ošetřete izolačním lakem
Spojení mezi spojovacími šrouby a aktivní ocelí je přerušeno
Obnovte izolaci spojovacích šroubů
Motor s vinutým rotorem nevyvíjí jmenovité otáčky se zatížením
Špatný kontakt v pájkách rotoru
Zkontrolujte veškeré pájení rotoru. Pokud se při externí kontrole nevyskytnou žádné poruchy, pájení se kontroluje metodou poklesu napětí.
Vinutí rotoru má špatný kontakt se sběracími kroužky
Zkontrolujte kontakty vodičů v místech spojení s vinutím a sběracími kroužky
Špatný kontakt v kartáčovém zařízení. Kontakty mechanismu pro zkratování rotoru jsou uvolněné
Přebruste a upravte přítlak kartáče
Špatný kontakt ve spojích mezi startovacím reostatem a sběracími kroužky
Zkontrolujte funkčnost kontaktů v místech, kde jsou připojovací vodiče připojeny ke svorkám rotoru a startovacího reostatu
Motor s navinutým rotorem začíná běžet bez zatížení – s otevřeným okruhem rotoru a při startování se zátěží nevyvíjí otáčky
Zkrat mezi sousedními svorkami předních spojů nebo ve vinutí rotoru
Odstraňte kontakt mezi sousedními svorkami
Vinutí rotoru je uzemněno na dvou místech
Po zjištění zkratované části vinutí vyměňte poškozené cívky za nové
Motor s klecí nakrátko se nespustí
Přepálené pojistky, vadný jistič, vypnuté tepelné relé
Při startování motoru se sběrací kroužky překrývají elektrickým obloukem.
Skluzné kroužky a kartáčový aparát jsou znečištěné
Vysoká vlhkost vzduchu
Proveďte dodatečnou izolaci nebo vyměňte motor za jiný vhodný pro okolní podmínky
Elektromotory, stejně jako všechny mechanismy, podléhají opotřebení a při jejich provozu často dochází k poruchám, poruchám nebo provozu s parametry, které se liší od jmenovitých hodnot. Protože se elektrická energie v elektromotoru přeměňuje na mechanickou energii, je zřejmé, že poruchy elektromotorů mohou být způsobeny jak poruchami elektrických a elektromagnetických systémů, tak poruchami mechanismů.
Elektrická složka poruch se dělí na vnitřní – poruchy vinutí a kontaktů kolektoru elektromotoru a vnější – poruchy součástek spouštěče a napájecích vodičů.
Opotřebené (vpravo) a nové (vlevo) kontaktní kartáče komutátoru
Existuje mnoho algoritmů pro kontrolu a odstraňování závad elektromotorů v závislosti na jejich konstrukci, typu, rozměrech, hmotnosti, umístění a aktuálním provozním režimu.
Například pro kontrolu elektromotorů nemůže existovat jediný správný návod – jeden elektromotor se volně vejde do dlaně, druhý je nutné zvednout jeřábem, i když princip jejich fungování může být stejný.
Rozdíly ve velikosti motoru
Prvotní diagnostika elektromotoru pouze vlastníma rukama
Na desktopu je dejme tomu středně velký elektromotor s výkonem do 10 kW. První věc, kterou každý mistr zkusí, je otočte hřídel rukou – pokud se otáčí volně, prakticky bez hluku, udrží rotaci setrvačností po dostatečně dlouhou dobu (deset sekund), pak můžeme vyvodit první závěr, že na mechanické části pravděpodobně nejsou žádné závady.
Posouvání hřídele ručně
Ačkoli lze poruchu v mechanismech zjistit pouze při provozu při jmenovité rychlosti motoru, ale pokud je při ručním otáčení hřídele již cítit „těsný“ pohyb a je slyšet broušení, vrzání a klepání, pak může dojít k závěru, že příčinou těchto jevů je opotřebení ložisek. Pokud je diagnostikován elektromotor s vinutým rotorem nebo stejnosměrným proudem, pak příčinou netypických zvuků mohou být závady na proudových kroužcích nebo kartáčích komutátoru.
Kontaktní systém elektromotoru s vinutým rotorem
Dalším způsobem kontroly ložisek je tahání hřídele motoru ze strany na stranu, kolmo a rovnoběžně s jeho osou. Pokud je to cítit kolísání hřídele, pak jsou s největší pravděpodobností opotřebená kuličková ložiska. Ale sedlo ložiska se může opotřebovat,
Sedlo kuličkového ložiska v koncovém krytu elektromotoru
méně často – otěr samotné hřídele – takové poruchy jsou typické pro elektromotory pracující s velkým bočním zatížením řemenice nebo spojené se špatně vycentrovanou spojkou (osy hnací a hnané příruby se neshodují).
Silně opotřebovaný a zdeformovaný hřídel motoru
Příčiny a důsledky opotřebení ložisek v elektromotoru
Bez připojování nebo demontáže motoru nebo jeho sledování během provozu tedy můžete provádět počáteční diagnostiku a odstraňování problémů bez měřicích přístrojů a nástrojů tím, že se budete snažit otáčet hřídelí rukou a poslouchat zvuky, které vydává.
Pro určení původu zvuků vydávaných běžícím elektromotorem je potřeba vypnout napájení – elektromagnetická povaha hluku zmizí a zůstane pouze tření nebo tlučení rotujících mechanismů. Pokud uslyšíte pískání nebo vrzání, které nebylo pozorováno při nízkých otáčkách, může být příčinou nedostatečné mazání kuličkových ložisek nebo jejich silné znečištění.
Velmi znečištěné ložisko
Silné vibrace hřídele elektronického motoru, rotujícího setrvačností, signalizují opotřebení ložiska nebo nevyváženost kola ventilátoru, při které se může ulomit jedna z lopatek. Házení hřídele na opotřebovaných ložiscích bude stále více opotřebovávat přilehlé povrchy, což může vyvolat další poruchu – rotor se při otáčení dotkne statoru a uvolní se kovové hobliny, což zhorší tření.
Následky házení hřídele rotoru v důsledku zlomených ložisek
Proto je nemožné provozovat elektromotor s opotřebenými ložisky, jinak dojde k vážnému poškození kolektorových desek a magnetického obvodu rotoru a statoru, což značně zhorší jejich elektromagnetické vlastnosti.
Opotřebení kuličkových ložisek způsobuje zvýšený vývin tepla a příkon elektromotoru a snížení jeho účinnosti. U asynchronních elektromotorů se rotor s kotvou nakrátko dotýká statoru pouze přes ložiska – jejich opotřebení nebo vady jsou tedy hlavní příčinou mechanických poruch.
Polodemontovaný asynchronní elektromotor s rotorem nakrátko
K deformacím hřídele nebo prasklinám v pouzdře dochází mnohem méně často.
Demontáž typického asynchronního elektromotoru
Vzhledem k tomu, že existuje široká škála provedení elektromotorů, k rozebrání konkrétního elektromotoru si musíte prostudovat jeho výkresy a pokyny k opravě a sledovat vizuální videa.
Obecně jsou však konstrukce elektromotorů populárních v každodenním životě podobné – na hřídeli rotoru jsou kuličková ložiska, jejichž vnější kroužky jsou zalisovány do sedel na vnitřních plochách koncových štítů (krytů).
Návrh asynchronního třífázového motoru s rotorem nakrátko
Samotné štíty jsou vystředěny pomocí obrobené válcové hrany, která svou velikostí odpovídá drážce na plášti statoru. Koncové štíty jsou upevněny pomocí šroubových spojů. Při demontáži elektromotoru se odpojí jeho hřídel od hnaných mechanismů a elektromotor se vyjme z rámu.
Odstranění motoru z pracoviště
Poté je nutné demontovat prvek přenosu mechanické energie (řemenice, ozubené kolo, příruba atd.) z hřídele. Po odšroubování upevňovacích šroubů pomocí stahováku sejměte koncové štíty z ložisek, poté můžete opatrně vyjmout rotor.
Ložiska jsou vyčištěna, promazána nebo vyměněna, povrchy rotoru a statoru jsou vyčištěny a následně je elektromotor znovu smontován. Existuje mnoho metod, metod a nástrojů odstraňování ložisek.
Nedostatečná rychlost motoru
Identifikace mechanických poruch ložisek obvykle neodpovídá na otázku proč elektromotor nenabírá otáčky. Příčinou může být porucha hnané zátěže. Pokud jsou však ložiska motoru bez zatížení tak znečištěná a opotřebovaná, že se hřídel nemůže otáčet, pak tento jev nebude pozorován příliš dlouho – kvůli tření a vysokému vývinu tepla se ocel kuličkových ložisek zahřeje nahoru a budou doslova rozemlety, což nakonec povede k zaseknutí rotoru.
Některé válečky kuličkových ložisek jsou doslova „rozmazané“ přes kroužek klece
Proto je třeba hledat příčinu nedostatečné rychlosti ve vnitřních nebo vnějších elektrických problémech. Prvním krokem je ujistit se o kvalitě elektrické energie přiváděné na svorky motoru – napětí musí odpovídat jmenovité hodnotě.
Napětí mezi fázemi je v normálních mezích
Měli byste také zkontrolovat kontaktní plošky stykačů startéru – při vysokých proudech mohou spálit, což způsobí pokles napětí na nich. Vadné, opotřebované stykače mohou zaznamenat odskok kontaktu, což má za následek přerušení proudu.
Na obrazovce osciloskopu se zobrazí odskok kontaktu, který vedl k přerušení proudu
Oblíbeným způsobem, jak zkontrolovat výkon spouštěče, je připojit k němu jiný provozuschopný elektromotor stejného typu, stejného nebo mírně nižšího výkonu.
Závažné závady ve vnitřním elektrickém systému ovlivňující otáčky motoru.
Po vyloučení externích elektrických poruch je nutné zkontrolovat vinutí motoru, zda nejsou rozbité a rozbité. Multimetr se přepne do režimu megger a měří se izolační odpor vinutí přikládáním sond střídavě na každou svorku a pouzdro. Pokud se na displeji zobrazí nula, pak je zřejmá porucha – někde se roztřepala izolace a drát je v přímém kontaktu s pouzdrem.
Ilustrace procesu měření odporu vinutí elektromotoru
Při těchto měřeních může displej ukazovat odpor v rozmezí několika megaohmů – v tomto případě se musíte podívat do dokumentace k motoru a zkontrolovat graf izolačního odporu.
Tabulka pro posouzení kvality izolačního odporu elektromotorů
Je docela možné, že vysoká vlhkost a přítomnost malých kovových hoblin v motoru zhorší dielektrické vlastnosti izolačních materiálů. Tyto svodové proudy protékající vadnou izolací negativně ovlivňují jak účinnost elektromotoru, tak i elektrickou bezpečnost jeho provozu.
Detekce poruch vinutí elektromotoru
Přerušení jednoho z vinutí může způsobit, že motor vůbec nenastartuje a bude silně hučet, dokud se nespustí ochrana nebo nevyhoří zbývající cívky. Pro detekci přerušení vinutí třífázového asynchronního motoru je nutné odpojit propojky, které tvoří zapojení do hvězdy nebo trojúhelníku a zkontrolovat každé vinutí jednotlivě.
Ilustrace procesu testování vinutí elektromotoru
Tato metoda bude nejspolehlivější a nedovolí začínajícímu mistrovi zmást. Test se provádí v režimu ohmmetru. V závislosti na kvalitě zařízení a výkonu motoru se hodnoty ohmmetru budou blížit nule, což představuje několik ohmů.
Zde je důležité, aby odpor vinutí byl stejný. Podmínka stejného odporu vinutí platí i pro stejnosměrné motory. Tyto elektromotory mají dvě nebo více statorových vinutí a více rotorových vinutí spojených s kontaktními deskami komutátoru.
Kontrola průchodnosti vinutí rotoru komutátorového elektromotoru
Pokud má jedno z vinutí menší odpor než ostatní, znamená to, že mezi některými závity cívky došlo ke zkratu, který se nazývá mezizávitový zkrat.
Detekce mezizávitového zkratu ve vinutí motoru
To je přesně ono mezizpětný zkrat velmi často příčinou nedostatečných otáček motoru. Běžné multimetry nejsou dostatečně přesné, aby měřily desetiny ohmu. Proto se používá přídavný odpor reostatu, tvořící dělič napětí spolu s testovaným vinutím, stabilizovaným zdrojem, voltmetrem a ampérmetrem. Měří se úbytek napětí na každém vinutí – pokud jsou v dobrém stavu, hodnoty voltmetru budou stejné. Nižší napětí bude indikovat přítomnost mezizávitového zkratu i bez výpočtu odporů vinutí, což lze provést pomocí vzorce znázorněného na obrázku.
Výpočet odporu vinutí pomocí úbytku napětí
Za podmínky fázové rovnosti lze zjišťovat mezizávitový zkrat ve vinutí běžícího třífázového asynchronního motoru měřením proudů v každé fázi. Zvýšený proud v jedné fázi při zapojení vinutí motoru do hvězdy nebo vyšší proud ve dvou fázích při zapojení vinutí do trojúhelníku bude indikovat mezizávitový zkrat.
Někdy můžete najít místo mezizávitového zkratu u asynchronního motoru tradiční metodou – vyjměte rotor a na vinutí přiveďte snížené třífázové napětí – ne více než 40 V (pro zajištění elektrické bezpečnosti a tak, aby cívky nevyhořet).
Ve válci vodorovně stojícího statoru je umístěna kovová kulička, která se podle rotujícího magnetického pole začne válet po vnitřní ploše statoru.
Detekce poruch otáčení za odbočkou pomocí ocelové kuličky
Pokud se koule náhle zmagnetizuje na jedno místo, pak její umístění bude indikovat mezizávitový zkrat.
Základní poruchy komutátorových elektromotorů
Stejnosměrné a střídavé komutátorové elektromotory mají často poruchu spojenou s opotřebením kontaktních desek a kartáčů komutátoru. Při silném opotřebení a znečištění kontaktních ploch se zvýší odpor kontaktů komutátoru, což povede ke snížení točivého momentu a účinnosti motoru.
Čištění desek komutátoru brusným papírem
Nakonec takové opotřebení vede k periodické ztrátě kontaktu mezi kartáčem a deskou a během otáčení je pozorován přerušovaný provoz elektromotoru.
Poškozené kontaktní desky komutátoru rotoru
Při startování se takový elektromotor nemusí vůbec rozběhnout. Pokud se při přivedení napětí občas spustí stejnosměrný nebo střídavý komutátorový motor po zatlačení jeho hřídele, pak je nutné vyměnit kartáče a vyčistěte desky komutátoru. Někdy je na jednom z kartáčů pozorováno zvýšené jiskření – to znamená posunutí kartáče vzhledem ke středové čáře kolmé k ose hřídele, procházející středem. Centrování kartáčů pomůže odstranit tuto závadu.
Správně vyrovnejte kartáče komutátoru
Můžete se seznámit s procesem kontroly kartáčovaných motorů sledováním videa níže
Poruchy v magnetickém obvodu zhoršující vlastnosti elektromotoru
Pokud je vše v pořádku s mechanickými a elektrickými částmi střídavého motoru, ale je cítit, že nepracuje na maximální výkon a dochází ke zvýšenému vývinu tepla, je možný zkrat mezi deskami magnetického obvodu.
Střídavý proud v magnetickém obvodu způsobuje vířivé proudy, které zhoršují vlastnosti elektromotoru, proto jsou stator a rotor vyrobeny z vrstvených desek ze speciální elektrooceli. Tyto desky jsou pokryty izolací ve formě oxidové vrstvy, nástřiku nebo laku.
Pokud dojde v důsledku mechanického poškození nebo rzi k porušení izolace mezi laminovanými deskami, dojde mezi nimi ke zkratu.
Přítomnost rzi na povrchu magnetického obvodu rotoru
Pomocí domácích měřicích přístrojů je téměř nemožné detekovat zkrat v deskách magnetického obvodu, proto je nutná úplná diagnostika poruch motoru ve specializované dílně.
Někdy lze zkrat v magnetickém obvodu odhalit pečlivou kontrolou povrchu, případně místním zvýšeným zahříváním magnetického obvodu. Ale bez úplné demontáže celého motoru včetně magnetického obvodu nelze tuto poruchu odstranit.
Níže uvedené tabulky obsahují nejčastější poruchy a poruchy elektromotorů a také způsoby jejich odstranění.
Tabulka poruch motoru, část první Tabulka poruch elektromotoru, část druhá
