Основні види несправностей в електричних машинах змінного струму

Основні види несправностей в електродвигунах і причини їх виникнення. Ремонт електричних машин. Обладнання, інструмент і пристрої. Огляд різноманітних деталей, визначення пошкоджень.

Час перебування машини в ремонті, вартість ремонту, його тривалість і якість багато в чому залежать від точності він визначення характеру несправності. Заздалегідь причину відмови встановлюють перед відправкою машини в ремонт, остаточно - під час передремонтних випробувань, розбирання, а також при огляді і випробуванні окремих частин і деталей.

Ненормальна робота машини і вихід її з ладу можуть бути викликані зовнішніми причинами. До них відносяться: обрив одного чи декількох дротів живлячої мережі, перегорання плавких вставок запобіжників, несправність пускової апаратури, підвищена або понижена напруга живлячої мережі, перевантаження машини, висока температура довкілля. Перш ніж знімати машину для ремонту з місця її установки, визначають, чи не викликана її несправність зовнішньою причиною. Зазвичай таку несправність усувають на місці. Проте бувають випадки, коли справна машина поступає в ремонтний цех.

У самій машині розрізняють несправності обмоток і механічних частин. У обмотках трапляються пробої ізоляції на корпус, міжвиткові замикання, обрив дротів і місць паянь, розпаювання з'єднань, неправильні з'єднання котушок. До механічних несправностей відносяться знос і руйнування підшипників, знос посадочних поверхонь на валу, в щиті і корпусі, послаблення кріплення полюсів, руйнування бандажів на обмотках роторів, поява тріщин в щитах, вигин і поломка валів.

Багато несправностей можна визначити по зовнішніх ознаках без розбирання машини. Найчастіше поступають в ремонт трифазні асинхронні двигуни. Перед розбиранням їх випробовують на холостому ходу і під навантаженням.

Двигун не запускається без навантаження зазвичай у випадках, коли немає струму в обмотці статора через перегорання запобіжників, а також при несправності пускової апаратури.

Плавка вставка повинна відповідати потужності даного двигуна. Якщо вона буде поставлена на менший струм, то при включенні двигуна в мережу вона перегоратиме. Якщо вставку вибрати з більшим перетином, ніж це потрібно, вона не захищатиме двигун від перевантаження і струмів короткого замикання, обмотка може згоріти. Плавкі вставки повинні мати надійний контакт із затисками на щитку управління.

Номінальна напруга запобіжників і плавка вставка повинні відповідати напрузі мережі. Номінальний струм вставки вибирається таким, аби вона не перегорала при проходженні по ній максимального тривалого струму навантаження, а також при короткочасних перевантаженнях і пуску двигуна.

Двигун не запускається і видає ненормальний гул найчастіше при обриві фази мережі або обриві однієї або двох (при з'єднанні трикутником) фаз обмотки статора, а також при обривах в двох або трьох фазах фазного ротора. Місце обриву можна визначити мегомметром, по черзі вимірюючи опір між затисками 1 і 2, 1 і 3, 2 і 3 (мал. 70.1, а) вимикача і затисками обмотки статора (мал. 70.1, б) при відключенні його від мережі або вимірюванням напруги на кінцях дротів, від'єднаних від колодки затисків двигуна. Якщо вольтметр при з'єднанні з будь-якою парою дротів показує напругу мережі, то обрив треба шукати в обмотці машини.

Бувають випадки, коли двигун погано розвертається і видає сильний гул, струми у всіх трьох фазах різні і перевищують номінальне значення навіть при холостому ході, запобіжники перегорають. Ця несправність є наслідком неправильного з'єднання фаз обмотки статора, коли одна з фаз обмотки «перевернута», тобто кінець і початок фази помінялися місцями. Зазвичай це буває в двигунів з шістьма виводами обмотки статора при втраті частини бірок, що позначають початки і кінці фаз або неправильному маркуванні фаз.

Маркування виводів трифазних обмоток найпростіше перевірити або визначити індуктивним методом за допомогою акумулятора або сухого елементу напругою близько 2 В і вольтметра постійного струму. Спочатку визначають свої виводи фаз контрольною лампою або мегомметром і довільно їх маркують, одну з фаз приймають за першу. На ній навішують тимчасові бирки 1,4; на другій фазі - 2,5; на третій - 3, 6. Джерело постійного струму підключають до виводів першої фази (мал. 70.2, а): плюс на початок фази, мінус до кінця. До виводів інших фаз по черзі приєднують вольтметр постійного струму. Якщо при замиканні ключа стрілка вольтметра відхиляється вправо, то початок фази буде приєднаний до його мінуса. При іншому способі після визначення своїх виводів дві довільні фази сполучають послідовно і підключають до мережі змінного струму на знижену напругу (мал. 70.2, б). В разі відсутності джерела зниженої напруги послідовно з фазами включають реостат або лампу. До третьої фази підключається прилад (вольтметр змінного струму або лампа), що фіксує наявність в ній напруги. Шляхом перемикання виводів другої фази до кінця першої підбирають таке з'єднання, при якому прилад показує відсутність напруги в третій фазі. Це свідчить про те, що сполучені кінці фаз. При з'єднанні двох фаз різнойменними виводами (кінця з початком) прилад показує наявність напруги в третій фазі. Приєднуючи до першої фази третю, а прилад до другої, аналогічним чином маркують третю фазу.

Двигун може також не запускатися без навантаження унаслідок зачіпання ротора за статор, заклинювання підшипників, перекоса підшипникових щитів. Загальмований двигун негайно відключають від мережі, оскільки протікаючий в цьому режимі по обмоткам пусковий струм в 4-7 разів перевищує номінальне значення.

Двигун з фазним ротором може стійко працювати при частоті обертання у декілька разів меншою номінальної. Це відбувається при обриві в одній з фаз ротора.

Обриви в ланцюзі фазного ротора визначають вольтметром при включеній в мережу обмотці статора. Якщо вольтметр показує однакову напругу між затисками всіх трьох фаз обмотки ротора, то обрив знаходиться в зовнішньому ланцюзі ротора. В цьому випадку перевіряють дроти, що сполучають обмотку ротора з реостатом, і якість контактів між кнопками і повзунками реостата. Якщо напруга на затисках ротора дорівнює нулю, то є обрив в обмотці ротора. В цьому випадку перш за все перевіряють якість ковзаючого контакту між щітками і контактними кільцями і з'єднання виводів роторної обмотки з контактними кільцями.

Двигун може запускатися без навантаження при розімкненому ланцюзі фазного ротора, якщо в обмотці ротора сталося коротке замикання між фазами. Під навантаженням двигун в цьому випадку може повільно провертатися, ротор при цій несправності сильно нагрівається.

Знижена частота обертання двигуна під навантаженням може бути викликана перевантаженням двигуна, зниженою напругою мережі, помилковим з'єднанням фаз обмотки статора зіркою замість трикутника, обривом в одній з фаз обмотки статора при з'єднанні фаз трикутником, обривом декількох стержнів в обмотці короткозамкнутого ротора або збільшенням опору в ланцюзі фазного ротора.

Двигун перегрівається під навантаженням при підвищеній або зниженій напрузі мережі, перевантаженні, порушенні вентиляції, з'єднанні фаз обмотки трикутником замість зірки, замиканні обмотки статора на корпус або між фазами.

Перегрів фазного ротора відбувається через обрив або незадовільний контакт в ланцюзі обмотки і місцевого замикання листів сердечника.

Вібрації двигуна під навантаженням викликаються наступними причинами: неспіввісністю валів двигуна і механізму, неврівноваженістю ротора, обривом стержнів або короткозамкнутих кілець, коротким замиканням в обмотках ротора або статора, зносом підшипників, недостатньою жорсткістю фундаменту. Якщо струм у всіх фазах однаковий, а вібрації зникають після відключення, то це свідчить про наявність значного одностороннього магнітного тяжіння або короткого замикання в обмотці ротора.

Типові несправності електричних машин змінного струму та їх можливі причини

Таблиця 70.1. Несправності асинхронних машин з короткозамкнутим ротором

Таблиця 70.2. Несправності асинхронних машин з фазним ротором

Таблиця 70.3. Несправності синхронних двигунів