Неполадки в роботі асинхронного електродвигуна

1. Які типи несправностей притаманні асинхронних двигунів
2. Основні ознаки, причини несправностей електродвигуна, і способи їх усунення
3. Перегрів електродвигуна - то, чого не можна допускати
4. Причини локального нагріву активної стали двигуна
5. Як впізнати нагрів активної стали
6. Причини і наслідки нагріву
7. Як уникнути перегріву двигуна

В процесі експлуатації асинхронних двигунів виникають різні ситуації, які можуть порушувати їх роботу, або призводять до неполадок. І часто робочий процес системи, або підприємства переривається до тих пір, поки не буде відремонтований зношений двигун, або встановлений новий. Уникнути передчасного появи таких ситуацій можна, якщо використовувати двигун з дотриманням правил його експлуатації. Якщо ж з якоїсь причини неполадок уникнути не вдалося - потрібно вміти правильно і в найкоротші терміни визначити їх причину, а також усунути несправності.

Які типи несправностей притаманні асинхронних двигунів

Несправності двигунів серії АІР діляться на зовнішні і внутрішні. Обов'язково варто правильно визначити, з чим саме виникає проблема, і який її характер - після цього можна буде більш адекватно оцінити час, який знадобиться для ремонту.

Зовнішні несправності асинхронного двигуна

• Обрив проводів (одного або декількох одночасно), які включають електродвигун в мережу електроживлення;
• Неправильне з'єднання проводів;
• Перегорання вставки запобіжника;
• Несправність пускових елементів і апаратури управління;
• Підвищений або знижений напруга мережі електроживлення;
• Перевантаження двигуна;
• Відсутність нормальної вентиляції.

Що стосується внутрішніх проблем - їх можна розділити на механічні та електричні. Щоб визначити такого роду неполадки, потрібно більш поглиблено оцінити стан двигуна і його деталей.

З механічних пошкоджень електродвигуна виділяють наступні

• Знос підшипників і порушення їх роботи;
• Поломка або деформація якоря (вала ротора);
• Розбовтування пальців щіткотримачів;
• Поява «доріжок» на поверхні колектора і контактних кілець;
• Слабке кріплення полюсів або сердечника статора до станини двигуна;
• Сповзання або обрив бандажів дротяної обмотки ротора;
• Тріщини в станини або підшипникових щитах, а також в інших внутрішніх елементах.

З електричних пошкоджень виділяють

• замикання;
• Обриви обмотки статора двигуна (сприяє відсутності магнітного поля);
• Обриви обмоток в фазах ротора (якщо обрив є в двох фазах - не буде струму, тому двигун взагалі не буде працювати);
• Пробої ізоляції або її старіння;
• Розпаювання місць з'єднання обмотки з колектором;
• Некоректна полярність полюсів двигуна;
• Неправильні з'єднання обмотки в котушках.

Статистика ремонту електродвигунів показує, що найбільш часто зустрічаються неполадки внаслідок перевантаження або перегріву двигуна (31%), замикання між витками обмотки (15%), пошкодження підшипників (12%), пошкодження обмоток або ізоляції (11%). Також часто зустрічається поява нерівномірного зазору між ротором і статором, роботи двигуна в двох фазах одночасно, ослаблення або обрив різних кріплень.

Основні ознаки, причини несправностей електродвигуна, і способи їх усунення

Найчастіше причиною появи несправностей є недотримання умов експлуатації двигуна. Тому перше, що потрібно зробити перед запуском - ознайомитися з рекомендованими умовами застосування двигуна в його паспорті.

Іншими причинами порушення роботи двигуна можуть бути некоректні умови його транспортування, або монтажу на місце застосування. Наприклад, поштовхи або удари з великою силою і різкістю, вібрації цілком можуть пошкодити елементи двигуна.

Ще однією причиною порушення роботи двигуна з тих, які передують його запуску, може бути неналежне зберігання, в середовищі з підвищеною температурою, великою кількістю вологи, вогкості. Адже досить часто зустрічаються випадки, коли двигун, наприклад, зберігається без захисту на відкритій місцевості. В результаті поверхня внутрішніх елементів двигуна відволожуються і покриваються шаром іржі, а дізнаємося ми про це вже після запуску двигуна, або в якийсь час в процесі його роботи.

Зазвичай про наявність неполадок користувач дізнається за такими ознаками, як сторонній шум, нагрів корпусу двигуна, відсутність обертання валу або неправильна швидкість обертання.

Тип і прояв несправності

Причина

Рішення

Відсутність обертання або слабка швидкість обертання двигуна після його запуску, без сторонніх шумів

Внутрішні неполадки, як механічні, так і електричні. Відсутня напруга на вхідних клемах, або напруга недостатнє. Причиною у двигуна з фазним ротором може бути високий опір, що призводить до збільшеного ковзанню і зниження швидкості обертання

Слід перевірити лінію харчування - вона може бути пошкоджена. Варто усунути пошкодження, і забезпечити подачу харчування з нормальним напругою. Щоб усунути високий опір, потрібно перевірити і виправити щіткові контакти ротора, контакти в пусковому реостате, з'єднання обмотки з контактними кільцями. Можливо, буде потрібно збільшити перетин кабелів між кільцями і пусковим реостатом

Відсутність обертання ротора після запуску, при цьому двигун нагрівається і чути сильне гудіння

Порушена робота обертальних механізмів, вала. Ймовірно, є відколи в підшипнику. Також є ймовірність, що при спробі обертання ротор зачіпає статор.

Можлива причина не в двигуні, а в заклинювання валу самого робочого механізму, який приєднаний до двигуна

Перевірку можна виконати, від'єднавши вал двигуна від вала робочого механізму, і запустивши двигун «в холосту». Якщо при цьому вал двигуна не обертається - потрібно провести його детальний огляд з подальшим ремонтом

В процесі роботи двигун зупинився

Або пропала подача напруги живлення або спрацювала система електрозахисту двигуна

Слід перевірити лінію харчування, і перевірити її на наявність пошкоджень. Також потрібно перевірити стан захисту, і з'ясувати, чи є причина для її спрацьовування (основні причини - перевантаження двигуна, перепад напруги в мережі). Після усунення причини спрацювання захисту включити двигун для продовження роботи

Відсутня необхідна частота обертання валу двигуна, при цьому він сильно перегрівається

Перевантаження двигуна або вихід підшипника вала з ладу

Усунути причину перевантаження, або замінити підшипник, якщо це необхідно

Сильний перегрів двигуна

Має місце перевантаження двигуна. Також може бути знижений або підвищений напруга мережі електроживлення. Крім того, на температуру роботи двигуна впливає і температура навколишнього простору (якщо вона висока) і стан вентиляції (можуть бути засмічені канали вентиляції, або забруднено поверхню двигуна так, що повітря не потрапляє в його решітки)

Якщо є перевантаження - слід усунути її. Також доречно виміряти напругу, з'ясувати і усунути причину його відхилення від номінальних параметрів. Забезпечити охолодження двигуна, або нормалізувати температуру повітря в приміщенні. Провести очистку вентилятора і вентиляційних каналів в приміщенні, а також видалити забруднення з поверхні двигуна

Сильне гудіння і поява диму в процесі роботи двигуна

Замикання витків котушок обмотки статора або коротке замикання однієї фази

Виконати ремонт двигуна

Сильна вібрація двигуна в процесі його роботи

Порушено балансування вентиляторного колеса двигуна або іншого елемента, який встановлений на валу двигуна

Виконати огляд елементів, і усунути відсутність балансу

Шум підшипника з його перегрівом

Забруднений сам підшипник і його мастило. Також підшипник може бути зношений. Є ймовірність порушення центрування валів двигуна і робочого механізму, який приводить в дію двигун

Очистити підшипник від мастила, промити і змастити заново. При необхідності провести заміну підшипника і зробити центрування валів двигуна і робочого механізму

Чи не спрацьовує кнопка відключення двигуна (двигун не відключається від мережі при її натисканні)

«Залипання» контактів магнітного пускача

Провести відключення двигуна автоматичним вимикачем, а після замінити магнітний пускач

Нестійка робота двигуна при включенні його в мережу

Погане з'єднання силових контактів магнітного пускача

Необхідна заміна магнітного пускача

Лапи двигуна в місцях їх приєднання до корпусу зруйновані

Двигун сильно вібрує в процесі роботи. Також можуть бути Неспіввісність вали двигуна робочого механізму, який він запускає

Знайти, які саме елементи вимагають балансування, і виконати балансування. При несоосности валів роз'єднати їх і відновити співвісність

Зруйновано різьбові гнізда в корпусі для кріплення щитів підшипників

Занадто сильна вібрація двигуна в процесі його роботи, або може бути зруйнований підшипник

Знайти і усунути причини вібрації, при необхідності - замінити підшипник

Ослаблене кріплення підшипника в щиті

Занадто збільшена радіальне навантаження на вихідний кінець вала двигуна. Це призводить до зносу місця в щиті, де посаджений підшипник. Також причиною може бути занадто висока вібрація двигуна в процесі роботи

Варто зменшити радіальне навантаження. Для уникнення ситуації встановити двигун іншого типорозміру, який буде витримувати необхідну радіальне навантаження. При необхідності знайти і усунути причину вібрації

Опір ізоляції обмоток нижче необхідного

Обмотки забруднені, або відсиріли

Двигун варто розібрати і зробити його очищення. Також необхідно просушити обмотку

Перегрів електродвигуна - то, чого не можна допускати

Перегрів двигуна - саме часто зустрічається явище. Саме внаслідок роботи двигуна при підвищеній температурі найчастіше з'являються перевантаження, які, якщо їх не визначити своєчасно, призводять до неполадок.

Розглянемо варіант перегріву двигуна не через підвищення температури простору, а через появу внутрішніх несправностей. Перегріву може піддаватися як активна сталь статора, так і його обмотка. Внаслідок перегріву можуть бути отримані найрізноманітніші наслідки - від появи сторонніх шумів, до перегорання обмотки, і виходу двигуна з ладу.

Нагрівання обмотки статора

Про місцеве нагріванні обмотки статора говорить сильне гудіння двигуна в процесі роботи. При цьому двигун обертається з набагато меншою швидкістю, ніж номінальна, а струм в фазах обмотки при цьому нерівномірний. Такий перегрів ще дуже просто дізнатися за запахом горілої ізоляції.

причини

Причинами перегріву обмотки часто є:

• Неправильне з'єднання котушок в одній фазі;
• Замикання обмотки на корпус в двох місцях;
• Замикання між двома фазами;
• Коротке замикання між витками в одній з фаз обмотки.

Наслідком такого роду електричних неполадок може бути як повна, так і часткова зупинка роботи двигуна. Обертальний момент може залишатися номінальним, але швидкість обертання буде істотно знижена. Сила струму при цьому може сильно зрости, і якщо не забезпечена максимальна електрозахист двигуна - це може привести до перегорання обмотки статора або ротора.

Як виявити перегрів обмотки

Визначити, яка саме обмотка пошкоджена, можна за набагато меншому її опору, ніж у двох інших. Також її можна обчислити, вимірявши струм при подачі зниженого напруги, а саме, якщо обмотки з'єднані в схема «зірка», ток в пошкодженій фазі буде більше, ніж у інших. Якщо обмотки двигуна з'єднані в трикутник, і існує обрив однієї з фаз, все одно буде утворюватися магнітне поле, хоча сила струму в фазах буде нерівномірною (в одній з фаз в 1,73 рази більше, ніж в двох інших). Тому, внаслідок такого типу неполадки, двигун все також буде обертатися, хоч і зі швидкістю нижче покладеної. Обрив в фазах можна визначити з роз'єднанням обмотки, із застосуванням мегоомметра, вимірявши опір кожної фази.

Вигорілі фази обмотки

Вигорілі фази обмотки

Пошкоджено бандажная стрічка, прилегла до вигорілій обмотці

Пошкоджено бандажная стрічка, прилегла до вигорілій обмотці

Причини локального нагріву активної стали двигуна

Локальний нагрів активної сталі статора є наслідком вигоряння і плавлення листа стали внаслідок коротких замикань, які відбуваються в обмотці статора. Також нагрів може виникати через замикання аркушів стали після того, як ротор зачіпає статор в процесі роботи двигуна, або внаслідок пошкодження ізоляції між сталевими листами.

Як впізнати нагрів активної стали

Дізнатися про такому нагріванні можна по появі диму і іскріння, які є наслідком тертя ротора про статор. Можна почути характерний запах гару. Крім того, в місцях торкання активна сталь виглядає як полірована поверхня. Притаманне гудіння, з посиленою вібрацією двигуна.

Причини і наслідки нагріву

Причинами зачіпання ротора є відсутність нормального зазору між ним і статором. Передує цьому знос підшипників, їх неправильна установка або великий вигин вала двигуна. Також сама сталь може бути деформована.

Наслідком тривалого перегріву двигуна є пошкодження ізоляції його обмоток, що і призводить до замикань між фазами, а також на корпус. Тому в процесі експлуатації і простою, а також зберігання двигуна важливо дотримуватися правил. Зберігши ізоляцію в робочому стані, можна уникнути посилювання і серйозних порушень в роботі двигуна.

Як уникнути перегріву двигуна

Дуже важливо, щоб уникнути перегріву, застосовувати захист двигуна. Найчастіше використовується тепловий захист, яка відключає двигун при досягненні ним температури, яка перевищує номінальну. Захист також дозволяє запустити двигун в звичному режимі після того, як він охолоне до допустимої температури. Другий тип захисту в стабілізації напруги, так як перевантаження можуть з'являтися і внаслідок порушень в мережі електроживлення двигуна.

Для підтримки нормальної температури всередині приміщення, де працює двигун, слід застосовувати вентиляцію. При цьому важливо своєчасно стежити за її станом, проводити очистку та заміну робочих елементів.

І найголовніше - своєчасно проводите обслуговування. Не варто відкладати вирішення невеликих неполадок. Якщо продовжувати використовувати двигун, який вже має несуттєве пошкодження, це може привести до розвитку неполадки, і в підсумку ремонт буде більш складним, тривалим і дорогим за витратами.

І завжди пам'ятайте - просте дотримання умов експлуатації забезпечить безперебійну і довговічну роботу Вашого обладнання!