Неисправности электродвигателей и их устранение. Неисправности электродвигателей: классификация, диагностика и определение проблемы, методы устранения и советы специалистов. Неисправности электродвигателя и способы их устранения
В промышленности электродвигатели используются повсеместно, они становятся технически все сложнее, что часто может осложнять поддержание их работы на пике эффективности. Важно помнить, что причины неисправностей электродвигателей и приводов не ограничиваются одной областью специализации: они могут быть как механического, так и электрического характера. И только нужные знания разделяют дорогостоящий простой и продление срока службы.
Наиболее частые неисправности электродвигателей - повреждения изоляции обмоток и износ подшипников , возникающие по множеству разных причин. Эта статья посвящена заблаговременному обнаружению 13 наиболее распространенных причин повреждений изоляции и выхода из строя подшипников.
Качество электроэнергии
Частотно-регулируемые приводы
Механические причины
Качество электроэнергии
1. Переходное напряжение
Переходные напряжения могут происходить из множества источников как на самом предприятии, так и за его пределами. Включение и выключение нагрузки поблизости, батареи конденсаторов коррекции коэффициента мощности или даже погодные явления - все это может создавать переходные напряжения в распределительных сетях. Эти процессы с произвольной амплитудой и частотой могут разрушать или повреждать изоляцию обмоток электродвигателей.
Обнаружение источника переходных процессов может оказаться сложной задачей, поскольку они происходят нерегулярно, а их последствия могут проявляться по-разному. Например, переходные процессы могут проявиться в контрольных кабелях и необязательно нанесут вред непосредственно оборудованию, но они могут нарушить его работу.
Воздействие: повреждение изоляции обмотки электродвигателя приводит к раннему возникновению неисправностей и незапланированному простою.
Критичность: высокая.
2. Асимметрия напряжений
Трехфазные распределительные сети часто питают однофазные нагрузки. Асимметрия сопротивления или нагрузки может быть причиной асимметрии напряжений на всех трех фазах. Возможные неисправности могут находиться в проводке электродвигателя, на клеммах электродвигателя, а также в самих обмотках. Эта асимметрия может вызывать перегрузки в каждой фазной цепи трехфазной сети. Одним словом, напряжение на всех трех фазах всегда должно быть одинаковым.
Воздействие: асимметрия является причиной сверхтоков в одной или нескольких фазах, которые вызывают перегрев и повреждение изоляции.
трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 435-II .
Критичность: средняя.
3. Гармонические искажения
Проще говоря, гармоники - это любые нежелательные дополнительные высокочастотные колебания напряжения или тока, поступающие на обмотки электродвигателя. Эта дополнительная энергия не используется для вращения вала электродвигателя, а циркулирует в обмотках и в конечном итоге приводит к потере внутренней энергии. Эти потери рассеиваются в виде тепла, которое со временем ухудшает изолирующие свойства обмоток. Некоторые гармонические искажения формы тока являются нормой для систем, питающих электронную нагрузку. Гармонические искажения можно измерить с помощью анализатора качества электроэнергии, проконтролировав величины токов и температуры на трансформаторах и убедившись, что они не перегружены. Для каждой гармоники утвержден приемлемый уровень искажений, который регламентируется стандартом IEEE 519-1992.
Воздействие: снижение эффективности электродвигателя приводит к дополнительным расходам и увеличению рабочей температуры.
Инструмент для измерения и диагностики: трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 435-II .
Критичность: средняя.
Частотно-регулируемые приводы
4. Отражения на выходных ШИМ-сигналах привода
Частотно-регулируемые приводы используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для управления выходным напряжением и частотой питания электродвигателя. Отражения возникают из-за несогласованности полных сопротивлений источника и нагрузки. Несогласованность полных сопротивлений может произойти в результате неправильной установки, неправильного выбора компонентов или ухудшения состояния оборудования со временем. Пик отражения в цепи электропривода может достигать уровня напряжения шины постоянного тока.
Воздействие: повреждение изоляции обмотки электродвигателя приводит к незапланированному простою.
Прибор для измерения и диагностики: Fluke 190-204 ScopeMeter® , 4-канальный портативный осциллограф с высокой частотой выборки.
Критичность: высокая.
5. Среднеквадратичное отклонение тока
Воздействие: произвольное размыкание цепи из-за прохождения тока по защитному заземлению.
Прибор для измерения и диагностики: осциллограф Fluke 190-204 ScopeMeter с широкополосными (10 кГц) токовыми клещами (Fluke i400S или аналогичные).
Критичность: низкая.
6. Рабочие перегрузки
Перегрузка электродвигателя возникает, когда он работает под повышенной нагрузкой. Основными признаками перегрузки электродвигателя являются чрезмерное потребление тока, недостаточный крутящий момент и перегрев. Избыточное тепловыделение электродвигателя является главной причиной его неисправности. При перегрузке электродвигателя его отдельные компоненты - включая подшипники, обмотки и другие части - могут работать нормально, но электродвигатель будет перегреваться. Поэтому начинать поиски неисправности следует с проверки именно перегруженности электродвигателя. Поскольку 30% всех неисправностей электродвигателей происходят именно из-за их перегруженности, важно понимать, как измерять и определять перегрузку электродвигателя.
Воздействие: преждевременный износ электрических и механических компонентов электродвигателя, ведущий к необратимому выходу из строя.
Инструмент для измерения и диагностики: цифровой мультиметр Fluke 289 .
Критичность: высокая.
7. Нарушение центрирования
Нарушение центрирования возникает при неправильном выравнивании вала привода относительно нагрузки или смещении передачи, которая их соединяет. Многие специалисты считают, что гибкое соединение устраняет и компенсирует смещение, тем не менее, гибкое соединение защищает от смещения только саму передачу. Даже с гибким соединением не отцентрированный вал будет передавать повреждающие циклические усилия по своей длине на электродвигатель, вызывая повышенный износ электродвигателя и увеличивая фактическую механическую нагрузку. Кроме того, нарушение центрирования может быть причиной вибрации валов как нагрузки, так и электропривода. Существует несколько типов нарушения центрирования:
- Угловое смещение: оси валов пересекаются, но не параллельны;
- Параллельное смещение: оси валов параллельны, но не соосны;
- Сложное смещение: сочетание углового и параллельного смещений. (Примечание: практически всегда нарушение центрирования является сложным, но практикующие специалисты рассматривают их как сумму составляющих смещений, поскольку устранять нарушение центрирования проще по отдельности - угловую и параллельную составляющие).
Влияние:
Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830 .
Критичность: высокая.
8. Дисбаланс вала
Дисбаланс - это состояние вращающейся детали, когда центр масс расположен не на оси вращения. Иными словами, когда центр тяжести находится где-то на роторе. Хотя устранить дисбаланс двигателя полностью невозможно, можно определить, не выходит ли он за рамки приемлемых значений, и предпринять меры для исправления ситуации.
Дисбаланс может быть вызван различными причинами:
- скопление грязи;
- отсутствие балансировочных грузов;
- отклонения при производстве;
- неравная масса обмоток двигателя и другие факторы, связанные с износом.
Тестер или анализатор вибрации поможет определить, сбалансирован вращающийся механизм или нет.
Влияние: преждевременный износ механических компонентов привода, вызывающий преждевременные неисправности.
Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810 .
Критичность: высокая.
9. Расшатанность вала
Расшатанность возникает из-за чрезмерного зазора между деталями. Расшатанность может возникать в нескольких местах:
- Расшатанность с вращением возникает из-за чрезмерного зазора между вращающимися и неподвижными частями машины, например, в подшипнике.
- Расшатанность без вращения возникает между двумя обычно неподвижными деталями, например, между опорой и основанием или корпусом подшипника и машиной.
Как и в случаях со всеми другими источниками вибрации, важно уметь определить расшатанность и устранить проблему, избежав убытков. Определить наличие расшатанности во вращающейся машине можно с помощью тестера или анализатора вибрации.
Влияние: ускоренный износ вращающихся компонентов, вызывающий механические неисправности.
Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810 .
Критичность: высокая.
10. Износ подшипника
Неисправный подшипник имеет повышенное трение, сильнее нагревается и имеет пониженную эффективность из-за механических проблем, проблем со смазкой или износа. Неисправность подшипника может быть следствием различных факторов:
Когда неисправности подшипников начинают проявляться, это также вызывает каскадный эффект, ускоряющий выход двигателя из строя. 13% неисправностей двигателя вызваны неисправностями подшипников, и более 60 % механических неисправностей на предприятии вызваны износом подшипников, поэтому важно знать, как устранять эти потенциальные проблемы.
Влияние: ускоренный износ вращающихся компонентов приводит к выходу подшипников из строя.
Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810 .
Критичность: высокая.
Факторы, связанные с неправильной установкой
11. Неплотно прилегающее основание
Неплотное прилегание вызывается неровным монтажным основанием двигателя или приводимого в движение компонента или неровной монтажной поверхностью, на которой располагается монтажное основание. Данное состояние может создать неприятную ситуацию, при которой затяжка монтажных болтов на самом деле привносит новые нагрузки и нарушение центрирования. Неплотное прилегание опоры часто возникает между двумя диагонально расположенными крепежными болтами, как, например, в случае с неровным стулом или столом, которые раскачиваются по диагонали. Существуют два типа неплотного прилегания основания:
- Параллельное неплотное прилегание основания -возникает, когда одна монтажная опора расположена выше, чем три другие;
- Угловое неплотное прилегание основания -возникает, когда одна из монтажных опор не параллельна или не перпендикулярна по отношению к монтажной поверхности.
В обоих случаях неплотное прилегание основания может быть вызвано неровностями в монтажной опоре механизма или в монтажном основании, на котором находится опора. В любом случае найти и устранить неплотное прилегание необходимо до центрирования вала. Качественный лазерный инструмент для центрирования может определить неплотное прилегание основания данной вращающейся машины.
Влияние: нарушение центрирования компонентов механического привода.
Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830 .
Критичность: средняя.
12. Напряжение трубной обвязки
Натяжением трубной обвязки называется состояние, при котором новые нагрузки, натяжения и силы, действующие на остальное оборудование и инфраструктуру, передаются назад на двигатель и привод, приводя к нарушению центрирования. Наиболее часто встречающимся примером этого являются простые схемы с электродвигателем/насосом, когда что-то оказывает воздействие на трубопроводы, например:
- смещение в фундаменте;
- недавно установленный клапан или другой компонент;
- предмет, ударяющий, сгибающий или просто давящий на трубу;
- сломанные или отсутствующие крепления для труб или настенная арматура.
Эти силы могут оказывать угловое или смещающее воздействие, что в свою очередь приводит к смещению вала двигателя/насоса. По этой причине важно проверять центрирование машины не только во время установки - точное центрирование является временным состоянием и может изменяться с течением времени.
Влияние: нарушение центрирования вала и последующие нагрузки на вращающиеся компоненты, приводящие к преждевременным неисправностям.
Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830 .
Критичность: низкая.
13. Напряжение на валу
Когда напряжение на валу электродвигателя превышает изолирующие характеристики смазки подшипника, происходит пробой на внешний подшипник, что вызывает точечную коррозию и образование канавок на дорожке качения подшипника. Первыми признаками проблемы являются шум и перегрев, возникающие по мере того, как подшипники теряют первоначальную форму, а также появление металлической крошки в смазке и увеличение трения подшипника. Это может привести к разрушению подшипника уже через несколько месяцев работы электродвигателя. Неисправность подшипника - это дорогостоящая проблема как с точки зрения восстановления электродвигателя, так и с точки зрения простоя оборудования, поэтому предотвращение этого посредством измерения напряжения на валу и тока в подшипниках является важной частью диагностики. Напряжение на валу присутствует только тогда, когда на двигатель подается питание, и он вращается. Угольная щетка, устанавливаемая на щуп, позволяет измерять напряжение на валу при вращении электродвигателя.
Влияние: дуговые разряды на поверхности подшипника вызывают точечную коррозию и образование канавок, что в свою очередь приводит к чрезмерной вибрации и последующей неисправности подшипника.
Прибор для измерения и диагностики: изолированный 4-канальный портативный осциллограф Fluke-190-204 ScopeMeter , щуп AEGIS с угольными щетками для измерения напряжения на валу.
Критичность: высокая.
Четыре стратегии для достижения успеха
Системы управления электродвигателями используются в важных процессах на заводах. Поломка оборудования может привести к большим финансовым потерям, связанным как с потенциальной заменой электродвигателя и его деталей, так и с простоем систем, зависящих от данного электродвигателя. Обеспечивая обслуживающих инженеров и техников необходимыми знаниями, определяя приоритеты работ и проводя профилактическое обслуживание для контроля оборудования и устранения трудно обнаруживаемых проблем, зачастую можно избежать неисправностей, вызванных рабочими нагрузками, и сократить потери от простоя.
Существуют четыре ключевые стратегии для устранения или предотвращения преждевременных поломок электродвигателя и вращающихся деталей:
- Запись рабочих условий, технических характеристик оборудования и диапазонов допусков рабочих характеристик.
- Регулярный сбор и запись критических измерений при установке, до и после технического обслуживания.
- Создание архива эталонных измерений для анализа тенденций и обнаружения изменения состояния.
- Построение графиков отдельных измерений для выявления основных тенденций.Любые изменения в линии тенденций более чем на +/- 10-20% (или любую другую определенную величину, в зависимости от эксплуатационных характеристик или критичности системы) необходимо исследовать для выявления причин возникновения проблем.
К основным причинам поломки электродвигателей можно отнести нарушение правил их эксплуатации, а также старение и износ деталей механизма. Все дефекты электродвигателей можно разделить на два типа – механические и электрические. К типу электрических можно отнести повреждения токопроводящих частей обмоток или изоляции, повреждения листов сердечников и контактных колец. Различные перекосы корпуса и деталей электродвигателя, ослабление крепежных соединений, повреждения поверхностей деталей или их формы относят к дефектам механического характера. Если механические повреждения электродвигателей достаточно легко и просто выявляются даже визуально, то электрические неисправности возможно обнаружить только при проведении специальных измерений, ориентируясь на косвенные признаки. Только определив точную причину неисправности прибора, принимается решение о способе и составе ремонтных работ.
Ниже приведен примерный список основных причин выхода из строя электродвигателей, а также признаков данных неисправностей:
| Неисправность электродвигателя | Признаки неисправности |
| Неисправность вентилятора или повышение напряжения сети. | Нагрузка двигателя нормальная, однако, активная сталь статора перегревается |
| Задевание ротора об статор или наличие заусенцев приводят к местным замыканиям между листами активной стали; пробой обмотки на корпус или короткие замыкания в обмотке статора приводят к выгоранию и оплавлению зубцов активной стали. | Активная сталь сильно нагревается даже при холостом ходу электродвигателя, а также нормальном напряжении сети. |
| Нарушена нормальная вентиляция электродвигателя, имеет место его перегрузка при номинальной мощности ввиду заниженного напряжения на выходах двигателя. Обмотка статора соединена в треугольник, а не в звезду. | Обмотка статора равномерно перегревается. |
| Обмотка статора сильно перегревается. Неодинаковые ток в отдельных фазах. Сильные шумы при работе электродвигателя. | Короткое или витковое замыкание между двумя фазами. |
| Плохой контакт в цепи ротора (в нулевой точке или в пайках лобовых частей обмотки, в соединениях между параллельными группами, в соединениях между стержнями), в соединениях обмотки с контактными кольцами, в соединениях между пусковым реостатом и контактными кольцами. | Статор и ротор двигателя перегреваются. Имеется пульсация тока в статоре, сильные шумы при работе электродвигателя. Двигатель не развивает номинальной частоты вращения и плохо запускается. Момент вращения не достигает номинальных показателей. |
| Перегорание предохранителя приводит к отсутствию тока в статоре. | Электродвигатель не запускается. |
| Имеет место обрыв обмотки статора или обрыв в фазе цепи сети. Если это произошло во время работы электродвигателя, обмотка ротора или статора может полностью перегореть. | Электродвигатель не запускается, издает нехарактерные шумы и работает толчками при ручном поворачивании. Отсутствие тока в одной фазе статора. |
| Наличие обрыва нескольких фаз в соединительных проводах между пусковым реостатом м ротором, а также непосредственно в пусковом реостате. Смещение подшипниковых стояков или щитов, или же сильный износ вкладышей подшипников приводят к значительному притяжению ротора к статору (одностороннему). | Электродвигатель не запускается даже при нормальном напряжении на выводах статора, а также при одинаковом токе в трех фазах статора. |
| Электродвигатель с нагрузкой не запускается; без нагрузки и с короткозамкнутым ротором – запускается. | |
| Искрение при работе электродвигателя, сильный нагрев щеток и коллектора. | Щетки неверно установлены в щеткодержатели или имеют сильный износ; обеспечивается плохой контакт между арматурой и щетками, имеется несоответствие размеров щеток и обойм щеткодержателей. |
| Разрушены тела или дорожки качения. | Обнаруживается сильные стуки в подшипниках качения. |
| Допущена неправильная и неточная центровка валов двигателя, имеет место перекос соединительных полумуфт, допущено нарушений балансировки ротора при помощи муфт и шкивов. | При работе электродвигателя наблюдаются сильные вибрации. |
Вы обнаружили, что ваш дизельный генератор работает неисправно или вовсе перестал запускаться? Прежде всего необходимо провести осмотр оборудования на наличие видимых неполадок. В этой статье мы рассмотрим основные виды неисправностей ДГУ (дизель-генераторных установок), их причины, а также расскажем, как их устранить.
Осмотр дизельного генератора перед запуском
Первое, что нужно сделать при обнаружении неполадок - проверить генератор на наличие внешних повреждений (что кстати рекомендуется перед каждым запуском): если вы видите на корпусе трещины, вмятины или другие изъяны, то скорее всего причина сбоя в механическом повреждении. Также убедитесь, что внутри прибора нет посторонних предметов.
6 наиболее частых видов неисправностей ДГУ
- генератор не запускается
- не выдает напряжение
- глохнет во время работы
- расходует больше масла, чем должен
- во время работы двигателя слышен громкий стук
- странный цвет выхлопных газов (черный, бело-голубой)
Рассмотрим каждый вид подробно.
Генератор не запускается
Здесь может быть несколько причин:
- Поломан топливный насос: об этом свидетельствует низкая или неравномерная подача топлива.
- Сломалось устройство холодного пуска. Скорее всего это из-за парафинизации топлива, что обычно происходит при холодных температурах. Чтобы такого не произошло с вашим оборудованием, применяйте сезонное топливо и не используйте прибор в мороз.
- Топливо низкого качества или загрязнено. Чтобы этого избежать, используйте только проверенное, чистое, неразбавленное топливо: экономия на нем может привести к серьезным затратам на ремонт.
- Вышел из строя стартер, и в результате недостаточная частота его вращения. Причины две: а) использование масла низкого качества, б) слабый аккумулятор.
Генератор не выдает напряжение
Внимание! Перед проверкой любой электрической части полностью обесточьте оборудование, чтобы избежать поражения током.
Дизельный генератор работает, но не выдает напряжение: возможно, отошли или отсутствуют контакты или проблема в щетках. Проверьте их соединение согласно инструкции.
Другой причиной может являться проблема в регуляторе напряжения или износе обмотки: осмотрите их состояние.
ДГУ глохнет во время работы
В этом случае существует 7 основных причин, некоторые из которых вы можете выявить и устранить самостоятельно:
- в баке не хватает топлива
- в топливо попал воздух
- дополнительное сопротивление в системе подачи топлива или системе слива лишнего топлива в бак, а также во впускной или выпускной системах
- грязный воздушный фильтр
- поломка форсунок
- неправильная установка оборотов холостого хода
Генератор расходует больше масла, чем должен
Проверьте масляную систему на предмет ее разгерметизации: масло может утекать в другие системы, например, в топливную. Чтобы предотвратить разгерметизацию, используйте только качественные масла.
Во время работы двигателя слышен громкий стук
Чаще всего стук свидетельствует об износе или поломке следующих деталей:
- форсунок
- пружин клапанов
- поршневых колец
- цилиндро-поршневой группы
- подшипника коленчатого вала
- распределительного вала
Если перечисленные детали в порядке, проверьте регулировку зазора клапанов, механизма распределения и установку момента вспрыска. Тоже в норме? Тогда дело в наличии воздуха в топливной системе или некачественном топливе.
Странный цвет выхлопных газов
С каждым годом бензиновые двигатели все больше и больше вытесняются электромоторами, устанавливаемыми на новом типе машин, именуемом электромобилями. Однако, как и двигатели внутреннего сгорания, электрические силовые агрегаты могут ломаться, вызывая проблемы в функционировании транспортного средства. Основная масса неисправностей электродвигателя возникает вследствие сильного износа деталей механизма и старения материалов, что подкрепляется неправильной эксплуатацией такого автомобиля. Причин появления характерных неполадок может быть множество, и о некоторых (наиболее распространенных) мы Вам сейчас расскажем.
Причины неисправности электродвигателя
Все возможные неисправности двигателя электромобиля можно разделить на механические и электрические. К причинам механических неполадок относят перекосы корпуса электромотора и его отдельных деталей, ослабление креплений и повреждения поверхности составляющих элементов или их формы. Кроме того, частой проблемой является перегрев подшипников, вытекание из них масла и появление ненормального рабочего шума. К наиболее типичным неисправностям электрической части приписывают короткие замыкания внутри обмоток электромотора, а также между ними, замыкания обмоток на корпус и обрывы в обмотках или во внешней цепи, то есть в питающих проводах и пусковой аппаратуре.
В результате появления тех или иных неполадок, в работе транспортного средства могут наблюдаться следующие сбои: невозможность запуска мотора, опасное нагревание обмоток, ненормальная частота вращения электродвигателя, неприродный шум (гул или стук), неравное значение силы тока в отдельных фазах.
Типичные неполадки в работе электродвигателя
Давайте рассмотрим поломки электродвигателей более детально, определив их возможные причины.
Электродвигатель переменного тока
Проблема: при подключении к сети питания электромотор не развивает номинальной частоты вращения и издает неприродные звуки, а при прокручивании вала рукой наблюдается неравномерность в работе. Причиной такого поведения, скорее всего, является обрыв двух фаз при соединении обмоток статора треугольником, или обрыв при соединении звездой.
Если ротор двигателя не вращается, издает сильный гул и нагревается выше допустимого уровня, с уверенностью можно утверждать, что виной тому обрыв фазы статора. Когда двигатель гудит (особенно при попытке запуска), а ротор хоть медленно, но вращается, зачастую причиной появления проблемы является обрыв в фазе ротора.
Бывает, что при номинальной нагрузке на валу электродвигатель устойчиво работает, но частота его вращения несколько меньше номинальной, а ток в одной из фаз статора увеличен. Как правило, это является следствием обрыва в фазе при соединении обмоток треугольником.
Если на холостом ходу электродвигателя присутствуют местные перегревы активной стали статора, то это значит, что из-за порчи межлистовой изоляции или выгорания зубцов вследствие повреждения обмотки листы сердечника статора замкнулись между собой.
При перегреве обмотки статора в отельных местах, когда двигатель не может развить номинального момента и сильно гудит, причину такого явления следует искать в витковом замыкании одной фазы обмотки статора или межфазном замыкании в обмотках.
Если весь электродвигатель перегревается равномерно, то неисправен вентилятор системы вентиляции, а перегрев подшипников скольжения с кольцевой смазкой обусловлен односторонним притяжением роторов (из-за чрезмерной выработки вкладыша) или плохим прилеганием вала к вкладышу. Когда перегревается подшипник качения, издавая при этом ненормальный шум, вполне вероятно, что причина этого кроется в загрязнении смазки, чрезмерном износе тел качения и дорожек или в неточной центровке валов агрегата.
Стук в подшипнике скольжения и в подшипнике качения объясняется серьезным износом вкладыша или разрушением дорожек и тел качения, а повышенная вибрация – это следствие нарушения балансировки ротора из-за взаимодействия со шкивами и муфтами, либо же результат неточной центровки валов агрегата и перекоса соединительных полумуфт.
Электродвигатель постоянного тока также может иметь свои характерные неисправности:
Под серьезной нагрузкой якорь машины может не вращаться, а если попытаться развернуть его внешним усилием, то двигатель будет работать «вразнос».
Причины: плохой контакт или полный обрыв цепи возбуждения, межвитковые или короткие замыкания внутри обмотки независимого возбуждения.
В условиях номинальных значений напряжения сети и тока возбуждения частота вращения якоря может быть меньше или больше установленной нормы. В этом случае виновниками такой ситуации являются щетки, сдвинутые с нейтрального положения по направлению вращения вала или против него.
Может быть и такое, что щетки одного знака искрят немного сильнее, нежели щетки другого знака. Возможно, по окружности коллектора расстояния между рядами щеток не одинаковые, или присутствует межвитковое замыкание в обмотках одного из основных или дополнительных «плюсов». Если к искрению щеток добавляется еще и почернение пластин коллектора, которые расположены на определенном расстоянии друг от друга, то виновником такой ситуации, скорее всего, является плохой контакт или короткое замыкание в обмотке якоря. Также, не стоит забывать и о возможности обрыва в катушке якоря, присоединенной к почерневшим пластинам.
В тех случаях, когда темнеет лишь каждая вторая-третья пластина коллектора, причиной неисправности может быть ослабшая прессовка коллектора или выступивший миканит изоляционных дорожек. Щетки могут искрить даже при нормальном нагревании мотора и полностью исправном щеточном аппарате, что объясняется недопустимым износом коллектора.
Причинами повышенного искрения щеток, перегрева коллектора и потемнения его большей части обычно выступают дорожки изоляции (говорят – коллектор «бьет»). При вращении якоря мотора в разных направлениях щетки тоже искрят с различной интенсивностью. Тут причина одна – смещение щеток с централи.
Если на коллекторе наблюдается повышенное искрение щеток, то стоит проверить плотность их прилегания, а также провести диагностику на предмет наличия дефектов рабочей поверхности щеток.
Кроме того, причина может заключаться в неодинаковом давлении щеток или в их заклинивании в щеткодержателе.
Естественно, при обнаружении любой из перечисленных проблем ее необходимо грамотно устранить, но довольно часто сделать это могут только высококвалифицированные специалисты.
Устранение неисправностей электродвигателя
Качественный капитальный ремонт электродвигателей можно произвести только на специализированных предприятиях. В ходе выполнения текущих ремонтных работ выполняется разборка силового агрегата и последующая частичная замена износившихся деталей. Давайте рассмотрим порядок выполнения всех действий на примере асинхронного электрического мотора.
На начальном этапе с помощью винтового съемника со шкива электродвигателя снимают шкив или полумуфту. После этого нужно открутить болты крепления кожуха вентилятора и снять его. Дальше, используя все тот же винтовой съемник, надо отвернуть стопорный винт и снять сам вентилятор. При необходимости, этим же инструментом можно снять с вала двигателя и подшипники, а затем, отвернув болты крепления, демонтировать и их крышки.
После этого следует выкрутить болты крепления подшипниковых щитов и легкими ударами молотка через деревянную прокладку снять эти щиты. Чтобы не повредить сталь и обмотки, в воздушный зазор помещают картонную прокладку, на которую опускают ротор. Сборка электромотора проводится в обратном порядке.
После выполнения ремонтных работ (особенности проведения зависят от характера поломки) электродвигатель следует протестировать. Для этого просто проверните ротор, взявшись за шкив, и если сборка выполнена правильно, то агрегат должен легко вращаться. Если все нормально, двигатель устанавливают на место, подключают к сети и проверяют работоспособность в режиме холостого хода, после чего мотор подсоединяют к валу станка и снова тестируют.
Давайте рассмотрим варианты устранения неисправностей электродвигателя на примере некоторых характерных поломок.
Итак, представим себе, что мотор не запускается из-за отсутствия напряжения в сети, отключения автомата или перегорания предохранителей. Наличие напряжения можно проверить при помощи специального устройства – вольтметра переменного тока, обладающего шкалой 500 В, или же используя низковольтный индикатор. Устранить проблему можно путем замены перегоревших предохранителей. Обратите внимание! Если хотя бы один предохранитель перегорает, двигатель будет издавать характерный гул.
Обрыв фазы обмотки статора можно обнаружить с помощью мегомметра, но перед этим следует освободить все концы обмоток мотора. Если внутри фазы обмотки обнаружен обрыв, то двигатель придется отправить в профессиональный ремонт. Допустимой нормой понижения напряжения на зажимах двигателя при его запуске принято считать показатель в 30% от номинального значения, который обусловлен потерями в сети, недостаточной мощностью трансформатора или его перегрузкой.
Если Вы заметили снижение напряжения на зажимах электромотора, необходимо выполнить замену питающего трансформатора или же увеличить сечение проводов подводящей линии. Отсутствие контакта сети питания в одной из обмоток статора (выпадение фазы) вызывает увеличение тока в обмотках элемента и снижение количества оборотов. Если Вы оставите двигатель работать на двух обмотках, то он просто сгорит.
Помимо перечисленных электрических неполадок, электродвигатели могут страдать и от неисправностей механического характера. Так, причиной чрезмерного нагревания подшипников часто становится неправильная сборка этих деталей, плохая центровка мотора, загрязнение подшипников или слишком сильный износ шариков и роликов.
В любом случае, прежде чем переходить к непосредственным действиям, следует провести полную диагностику электродвигателя и взаимодействующих с ним деталей. Процедура осмотра начинается с проверки аккумуляторной батареи
, и если она находится в исправном состоянии, тогда следующий шаг – это проверка поступления питания на электросхему контроллера (ЭБУ, который управляет скоростью вращения электродвигателя). Вполне возможно, что на отрезке пути от аккумулятора до платы Вы обнаружите обрыв проводов. Поломка электронной платы – явление нечастое, но если имеются хотя бы малейшие сомнения насчет ее исправности, то лучше сразу визуально оценить состояние детали. Если имел место сильный нагрев элементов платы, Вы сразу обнаружите почерневшие и вздувшиеся участки с возможными подтеками.
В том случае, когда автовладелец обладает хотя бы минимальными знаниями в области электроники, он может самостоятельно проверить предохранители, полупроводниковые детали (вроде диодов и транзисторов), все контакты, емкости и качество пайки.
Когда во включенном состоянии на выходе ЭБУ имеется рабочее напряжение, то, как правило, причину неисправности стоит искать в самом электродвигателе. Сложность ремонта агрегата зависит от конкретной неисправности и типа механизма. Так, при обследовании электромоторов переменного тока с роторным питанием, прежде всего, необходимо проверить контактные щетки , ведь именно они чаще всего являются причиной поломок двигателей указанного типа. После этого следует проверить обмотки на наличие обрыва или короткого замыкания. В случае обрыва тестер не покажет никакого значения сопротивления, а при коротком замыкании – показатель сопротивления будет соответствовать нулю или единице Ома.
Обнаружив неисправность, ее, конечно же, нужно устранить. Сделать это можно либо путем ремонта и замены вышедших из строя частей (например, щетки), либо посредством замены всего мотора на исправный аналог.
Немаловажным моментом в работе с регулятором РДУК является знание его основных неисправностей и способы их устранения. Существует порядка восьми видов неисправностей регулятора, и о них необходимо знать каждому, кто работает с подобными регуляторами, причем не только знать, но и суметь исправить.
Виды неисправностей и способы устранения:
- Пружина пилота полностью ослаблена, однако выходное давление достигает или превышает на 20 процентов рабочее давление: негерметичность регулируемого органа регулятора (пилота). Проводится осмотр уплотняющих поверхностей седла и клапана, при необходимости у клапана заменяют резиновую прокладку.
- Выходное давление падает до нуля: разрыв мембраны регулятора, мембрану необходимо заменить.
- Выходное давление непрерывно растет: разрыв мембраны пилота, засорение седла или заедание толкателя, золотника пилота в направляющих. Надо заменить мембрану, прочистить седло и устранить заедание толкателя.
- Выходное давление при настройке в пределах (0,2-0,6 кг/см²) сильно колеблется: следует установить дроссель на импульсной трубке от мембранной камеры регулятора к основному газопроводу, а при сохранении колебаний уменьшить чувствительность пилота, поставив более плотную (жесткую) пружину.
- Выходное давление сильно колеблется при небольших затратах газа, автономно от давления настройки. Причина может быть скрыта в довольно большой пропускной способности регулятора. Если устранение колебаний не достигается установкой дросселя, на импульсной трубке от мембранной камеры регулятора к основному газопроводу, то снижают входное давление, а при необходимости заменяют седло и клапан регулятора на меньшие размеры.
- Выходное давление постепенно уменьшается, временами резко возрастает и вновь снижается до нуля: обмерзание золотника и седла пилота, оно устраняется обогреванием пилота тряпкой, смоченной горячей водой.
- Выходное давление постепенно уменьшается и поджатие пружины пилота его не повышает: засорение фильтра или отверстия седла пилота, выпадение уплотняющей резинки золотника, поломка настроечной пружины пилота. Фильтр следует прочистить и продуть, резинку и пружину заменить новыми.
- Выходное давление изменяется одновременно с изменением входного давления: перепутаны места установки дросселя на импульсной трубке от мембранной камеры регулятора к основному газопроводу и дельфинирующего дросселя или дроссели вообще не установлены. Необходимо проверить установлены ли дроссели и правильно ли это сделано.
Все это необходимо постоянно помнить, иначе могут возникнуть серьезные проблемы с работой газового оборудования.
