Metody diagnozowania uszkodzeń asynchronicznych silników elektrycznych
Silnik nie obraca się podczas uruchamiania lub jego prędkość jest nienormalna... Przyczyną wskazanej usterki mogą być problemy mechaniczne i elektryczne.
Problemy elektryczne obejmują: wewnętrzne przerwy w uzwojeniu stojana lub wirnika, przerwę w sieci zasilającej, naruszenia normalnych połączeń w sprzęcie rozruchowym. Jeśli uzwojenie stojana jest zerwane, obraca się pole magnetyczne, a jeśli nastąpi przerwa w dwóch fazach wirnika, w uzwojeniu tego ostatniego nie będzie prądu oddziałującego z polem wirującym stojana, a silnik nie będzie mógł pracować. Jeżeli podczas przerwy w pracy uzwojenia silnika, może on dalej pracować ze znamionowym momentem obrotowym, ale prędkość obrotowa ulegnie znacznemu zmniejszeniu, a prąd siłowy wzrośnie tak bardzo, że przy braku maksymalnego zabezpieczenia, uzwojenie stojana lub wirnik mogą się spalić.
Jeśli uzwojenia silnika są połączone w trójkąt i jedna z jego faz jest przerwana, silnik zacznie się obracać, ponieważ jego uzwojenia zostaną połączone w otwarty trójkąt, w którym powstaje wirujące pole magnetyczne, prąd w fazy będą nierówne, a prędkość obrotowa będzie mniejsza od nominalnej. Przy tym błędzie prąd w jednej z faz przy znamionowym obciążeniu silnika będzie 1,73 razy większy niż w pozostałych dwóch. Po usunięciu wszystkich sześciu końców jego uzwojeń z silnika określa się przerwę fazową megaomomierz… Uzwojenie jest odłączane i mierzona jest rezystancja każdej fazy.
Prędkość silnika przy pełnym obciążeniu niższa niż znamionowa może być spowodowana niskim napięciem, słabymi stykami w uzwojeniu wirnika, a także dużą rezystancją w obwodzie wirnika w silniku z wirnikiem fazowym. Przy dużej rezystancji w obwodzie wirnika poślizg zwiększa się, a prędkość obrotowa silnika maleje.
Rezystancja w obwodzie wirnika wzrasta z powodu złych styków w szczotce wirnika, opornika rozruchowego, połączeń uzwojeń z pierścieniami ślizgowymi, lutowania końcówek uzwojenia oraz niedostatecznego przekroju kabli i przewodów między pierścieniami ślizgowymi a reostat rozruchowy.
Złe styki w uzwojeniu wirnika można wykryć, jeśli do stojana silnika zostanie przyłożone napięcie równe 20-25% napięcia znamionowego. Zablokowany wirnik jest powoli obracany ręcznie i sprawdzane jest natężenie prądu we wszystkich trzech fazach stojana.Jeśli wirnik jest prosty, to we wszystkich jego położeniach prąd w stojanie jest taki sam, aw przypadku przerwy lub złego kontaktu zmieni się w zależności od położenia wirnika.
Złe styki podczas lutowania końców uzwojenia wirnika fazowego są określane metodą spadku napięcia. Metoda polega na zwiększaniu spadku napięcia w miejscach słabego lutowania. W tym przypadku mierzona jest wielkość spadku napięcia na wszystkich połączeniach, a następnie porównywane są wyniki pomiarów. Lutowanie uważa się za zadowalające, jeśli spadek napięcia w nich przekroczy spadek napięcia w lutach przy minimalnych wartościach o nie więcej niż 10%.
Rotory do głębokich rowków mogą również łamać pręty z powodu naprężeń mechanicznych materiału. Rozdarcie pręta w części rowkowej wirnika klatkowego określa się w następujący sposób. Wirnik jest wypychany ze stojana, aw szczelinę między nimi wbija się kilka drewnianych klinów, aby wirnik nie mógł się obracać. Do stojana przyłożone jest napięcie mniejsze niż 0,25 UН. Na każdym rowku wystającej części wirnika naprzemiennie znajduje się stalowa płytka, która powinna zachodzić na dwa zęby wirnika. Jeśli pręty są nienaruszone, talerz będzie przyciągany do wirnika i grzechotki. W przypadku rozdarcia ciągnięcie i grzechotanie talerza znikają.
Silnik obraca się przy otwartym obwodzie wirnika fazowego. Przyczyną awarii jest zwarcie w uzwojeniu wirnika. Po włączeniu silnik obraca się powoli, a jego uzwojenia stają się bardzo gorące, ponieważ w zwartych zwojach indukowany jest duży prąd przez pole wirujące stojana.Zwarcia występują między zaciskami części czołowych, a także między prętami podczas przebicia lub osłabienia izolacji w uzwojeniu wirnika.
Uszkodzenie to określa się na podstawie dokładnej kontroli wzrokowej i pomiaru. rezystancja izolacji uzwojenia wirnika. Jeśli kontrola nie wykryje usterki, jest to spowodowane nierównomiernym nagrzewaniem się uzwojenia wirnika stykowego, przez co wirnik jest zatrzymywany, a na stojan podawane jest obniżone napięcie.
Równomierne nagrzewanie się całego silnika powyżej dopuszczalnej normy może być skutkiem długotrwałego przeciążenia i pogorszenia warunków chłodzenia. Zwiększone nagrzewanie powoduje przedwczesne zużycie izolacji uzwojenia.
Miejscowe nagrzewanie się uzwojenia stojana, któremu zwykle towarzyszy głośny szum, spadek prędkości obrotowej silnika i nierówne prądy w jego fazach, a także zapach przegrzanej izolacji. Usterka ta może wystąpić w wyniku nieprawidłowego połączenia cewek ze sobą w jednej z faz, zwarcia uzwojenia do obudowy w dwóch miejscach, zwarcia między dwiema fazami, zwarcia między zwojami w jednym z fazy uzwojenia stojana.
W przypadku zwarcia w uzwojeniach silnika wirujące pole magnetyczne spowoduje zwarcie. itp. z którym powstanie prąd o dużej wielkości, w zależności od rezystancji zamkniętej pętli. Uszkodzone uzwojenie można rozpoznać po wartości zmierzonej rezystancji, natomiast uszkodzona faza będzie miała mniejszą rezystancję niż sprawna. Rezystancję mierzy się mostkiem lub metodą amperomierza-woltomierza.Uszkodzoną fazę można również określić, mierząc prąd w fazach, jeśli do silnika zostanie przyłożone niższe napięcie.
Gdy uzwojenia są połączone w gwiazdę, prąd w fazie zwarcia będzie większy niż w innych. Jeśli uzwojenia są połączone w trójkąt, prąd linii w dwóch przewodach, do których podłączona jest uszkodzona faza, będzie większy niż w trzecim przewodzie. Podczas określania wskazanej usterki w silniku z wirnikiem klatkowym może on być hamowany lub wirujący, aw silnikach z wirnikiem uzwojonym uzwojenie wirnika może być otwarte. Uszkodzone cewki są określane na podstawie spadku napięcia na ich końcach: w przypadku uszkodzonych cewek spadek napięcia będzie mniejszy niż w przypadku cewek dobrych.
Miejscowe nagrzewanie czynnej stali stojana występuje w wyniku spalania i topienia stali podczas zwarcia w uzwojeniu stojana, a także podczas zamykania blach stalowych na skutek tarcia wirnika o stojan podczas pracy silnika lub w wyniku awarii izolacji między poszczególnymi blachami stalowymi. Oznakami tarcia wirnika o stojan są dym, iskry i zapach spalenizny; stal aktywna w miejscach tarcia ma postać polerowanej powierzchni; generowany jest szum, któremu towarzyszą wibracje silnika. Przyczyną wycierania jest naruszenie normalnego luzu między wirnikiem a stojanem w wyniku zużycia łożyska, nieprawidłowego montażu, wygięcia dużego wału, odkształcenia stojana lub stali wirnika, jednostronnego przyciągnięcia wirnika do stojan z powodu obrotu, nieprawidłowe działanie uzwojenia stojana, silne wibracje wirnika, które są określane za pomocą sondy.
Nienormalny hałas silnika… Normalnie pracujący silnik wytwarza stały buczący dźwięk, wspólny dla wszystkich maszyn prądu przemiennego. Zwiększone brzęczenie i nietypowe odgłosy silnika mogą być spowodowane osłabieniem prasowania aktywnej stali, której pakiety będą okresowo kurczyć się i osłabiać pod wpływem strumienia magnetycznego. Aby wyeliminować wadę, konieczne jest stłumienie pakietów stalowych. Głośne szumy i hałasy w maszynie mogą być również wynikiem nierównomiernego rozstawienia wirnika i stojana.
Uszkodzenie izolacji uzwojeń może nastąpić w wyniku długotrwałego przegrzewania się silnika, zawilgocenia i zanieczyszczenia uzwojeń, wnikania pyłu metalowego, opiłków, a także w wyniku naturalnego starzenia się izolacji. Uszkodzenie izolacji może spowodować zwarcie między fazami i zwojami poszczególnych uzwojeń uzwojeń, a także zwarcie uzwojeń z obudową silnika.
Zamoczenie uzwojeń występuje w przypadku dłuższych przerw w pracy silnika, przy bezpośrednim wnikaniu do niego wody lub pary w wyniku przechowywania silnika w wilgotnym, nieogrzewanym pomieszczeniu itp.
Pył metalowy uwięziony wewnątrz maszyny tworzy przewodzące mostki, które mogą stopniowo powodować zwarcie między fazami uzwojeń i na obudowie. Konieczne jest ścisłe przestrzeganie terminów przeglądów i planowej obsługi silnika.
Rezystancja izolacji uzwojeń silnika o napięciu do 1000 V nie jest znormalizowana, izolację uważa się za zadowalającą przy rezystancji 1000 omów do 1 przy napięciu znamionowym, ale nie mniejszej niż 0,5 MΩ w temperaturze pracy uzwojeń.
Zwarcie uzwojenia do obudowy silnika wykrywa się megaomomierzem, a miejsce zwarcia wykrywa się przez „spalenie” uzwojenia lub podanie prądu stałego.
Metoda „wypalania” polega na podłączeniu jednego końca uszkodzonej fazy uzwojenia do sieci, a drugiego do obudowy. Wraz z przepływem prądu w miejscu zwarcia cewki z obudową powstaje „palenie”, pojawia się dym i zapach spalonej izolacji.
Silnik nie pracuje na skutek przepalonych bezpieczników w uzwojeniu twornika, przerwania uzwojenia rezystora w oporniku rozruchowym lub uszkodzenia styków w przewodach zasilających. Przerwa w uzwojeniu rezystancyjnym w reostacie rozruchowym jest wykrywana za pomocą próbnika lub megaomomierza.