Awarie silników elektrycznych i ich usuwanie. Awarie silników elektrycznych: klasyfikacja, diagnostyka i identyfikacja problemu, metody eliminacji i porady specjalistów. Awarie silników elektrycznych i sposoby ich eliminacji
Silniki elektryczne są wszechobecne w przemyśle i stają się coraz bardziej złożone, co często może utrudniać utrzymanie ich maksymalnej wydajności. Należy pamiętać, że przyczyny usterek silników i napędów elektrycznych nie ograniczają się do jednego obszaru specjalizacji: mogą mieć charakter zarówno mechaniczny, jak i elektryczny. Tylko właściwa wiedza pozwala uniknąć kosztownych przestojów i wydłużyć żywotność.
Najczęstszymi awariami silników elektrycznych są uszkodzenia izolacji uzwojeń i zużycie łożysk., powstające z wielu różnych powodów. W artykule skupiono się na wczesnym wykrywaniu 13 najczęstszych przyczyn uszkodzeń izolacji i łożysk.
Jakość energii
Napędy o zmiennej częstotliwości
Przyczyny mechaniczne
Jakość energii
1. Napięcie przejściowe
Napięcia przejściowe mogą pochodzić z różnych źródeł zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz zakładu. Włączanie i wyłączanie pobliskich obciążeń, baterie kondensatorów do korekcji współczynnika mocy, a nawet zdarzenia pogodowe mogą powodować powstawanie przejściowych napięć w sieciach dystrybucyjnych. Procesy te o dowolnej amplitudzie i częstotliwości mogą zniszczyć lub uszkodzić izolację uzwojeń silnika elektrycznego.
Zlokalizowanie źródła stanów nieustalonych może być trudne, ponieważ występują one nieregularnie, a ich skutki mogą objawiać się na różne sposoby. Na przykład w kablach sterujących mogą pojawić się stany nieustalone, które niekoniecznie spowodują uszkodzenie samego urządzenia, ale mogą zakłócić jego działanie.
Uderzenie: Uszkodzenie izolacji uzwojenia silnika prowadzi do wczesnych usterek i nieplanowanych przestojów.
Krytyczność: wysoki.
2. Asymetria napięcia
Trójfazowe sieci dystrybucyjne często dostarczają obciążenia jednofazowe. Asymetria rezystancji lub obciążenia może powodować asymetrię napięcia na wszystkich trzech fazach. Możliwe usterki mogą dotyczyć okablowania silnika, zacisków silnika, a także samych uzwojeń. Ta asymetria może powodować przeciążenia w każdym obwodzie fazowym sieci trójfazowej. Krótko mówiąc, napięcie na wszystkich trzech fazach powinno być zawsze takie samo.
Uderzenie: asymetria powoduje przetężenia w jednej lub kilku fazach, co powoduje przegrzanie i uszkodzenie izolacji.
Trójfazowy analizator jakości energii Fluke 435-II.
Krytyczność: przeciętny.
3. Zniekształcenia harmoniczne
Mówiąc najprościej, harmoniczne to wszelkie niepożądane dodatkowe wahania napięcia lub prądu o wysokiej częstotliwości dochodzące do uzwojeń silnika elektrycznego. Ta dodatkowa energia nie jest wykorzystywana do obracania wału silnika, ale krąży w uzwojeniach i ostatecznie prowadzi do utraty energii wewnętrznej. Straty te są rozpraszane w postaci ciepła, które z biegiem czasu pogarsza właściwości izolacyjne uzwojeń. Pewne zniekształcenia harmoniczne w kształcie fali prądu są zjawiskiem normalnym w systemach zasilających obciążenia elektroniczne. Zniekształcenia harmoniczne można mierzyć za pomocą analizatora jakości energii, monitorując prądy i temperatury transformatorów, aby upewnić się, że nie są one przeciążone. Dla każdej harmonicznej ustalany jest akceptowalny poziom zniekształceń, który reguluje norma IEEE 519-1992.
Uderzenie: Zmniejszona sprawność silnika skutkuje dodatkowymi kosztami i podwyższoną temperaturą pracy.
Narzędzie pomiarowe i diagnostyczne: Trójfazowy analizator jakości energii Fluke 435-II.
Krytyczność: przeciętny.
Napędy o zmiennej częstotliwości
4. Refleksje na temat wyjściowych sygnałów PWM napędu
Przemienniki częstotliwości wykorzystują modulację szerokości impulsu (PWM) do sterowania napięciem wyjściowym i częstotliwością zasilania silnika. Odbicia powstają w wyniku niedopasowania impedancji źródła i obciążenia. Niedopasowania impedancji mogą wystąpić w wyniku nieprawidłowej instalacji, nieprawidłowego doboru komponentów lub pogorszenia się stanu sprzętu w miarę upływu czasu. Szczyt odbicia w obwodzie napędowym może osiągnąć poziom napięcia szyny DC.
Uderzenie: Uszkodzenie izolacji uzwojenia silnika prowadzi do nieplanowanych przestojów.
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Fluke 190-204 ScopeMeter®, 4-kanałowy oscyloskop ręczny o dużej częstotliwości próbkowania.
Krytyczność: wysoki.
5. Odchylenie standardowe prądu
Uderzenie: arbitralne otwarcie obwodu w wyniku przepływu prądu przez uziemienie ochronne.
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Oscyloskop Fluke 190-204 ScopeMeter z szerokopasmowymi (10 kHz) cęgami prądowymi (Fluke i400S lub podobny).
Krytyczność: Niski.
6. Przeciążenie pracą
Przeciążenie silnika występuje, gdy pracuje on pod zwiększonym obciążeniem. Głównymi oznakami przeciążenia silnika są nadmierny pobór prądu, niewystarczający moment obrotowy i przegrzanie. Główną przyczyną awarii silnika jest nadmierne wytwarzanie ciepła przez silnik elektryczny. Kiedy silnik jest przeciążony, poszczególne elementy silnika – w tym łożyska, uzwojenia i inne części – mogą działać normalnie, ale silnik się przegrzeje. Dlatego rozwiązywanie problemów należy rozpocząć od sprawdzenia, czy silnik elektryczny nie jest przeciążony. Ponieważ 30% wszystkich awarii silników jest spowodowanych przeciążeniem silnika, ważne jest, aby zrozumieć, jak mierzyć i określać przeciążenie silnika.
Uderzenie: przedwczesne zużycie elementów elektrycznych i mechanicznych silnika elektrycznego, prowadzące do nieodwracalnej awarii.
Narzędzie pomiarowe i diagnostyczne: Multimetr cyfrowy Fluke 289.
Krytyczność: wysoki.
7. Niewspółosiowość
Niewspółosiowość występuje, gdy wał napędowy nie jest prawidłowo wyrównany z obciążeniem lub łącząca je przekładnia jest niewspółosiowa. Wielu ekspertów uważa, że złącze elastyczne eliminuje i kompensuje niewspółosiowość, jednak złącze elastyczne chroni jedynie samą przekładnię przed niewspółosiowością. Nawet w przypadku połączenia elastycznego wał niecentryczny będzie przenosił szkodliwe siły cykliczne na swojej długości na silnik, powodując zwiększone zużycie silnika i zwiększając rzeczywiste obciążenie mechaniczne. Ponadto niewspółosiowość może powodować wibracje wałów zarówno obciążenia, jak i napędu elektrycznego. Istnieje kilka rodzajów niewspółosiowości:
- Niewspółosiowość kątowa: osie wałów przecinają się, ale nie są równoległe;
- Przesunięcie równoległe: osie wałów są równoległe, ale nie współosiowe;
- Przesunięcie złożone: kombinacja przesunięć kątowych i równoległych. (Uwaga: prawie zawsze niewspółosiowość jest złożona, ale praktycy uważają ją za sumę składowych przemieszczenia, ponieważ łatwiej jest wyeliminować niewspółosiowość oddzielnie – składową kątową i równoległą).
Wpływ:
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Laserowe narzędzie do ustawiania wałów Fluke 830.
Krytyczność: wysoki.
8. Niewyważenie wału
Niewyważenie to stan części obrotowej, gdy środek masy nie znajduje się na osi obrotu. Innymi słowy, gdy środek ciężkości znajduje się gdzieś na wirniku. Chociaż całkowite wyeliminowanie niewyważenia silnika nie jest możliwe, można określić, czy wykracza ono poza dopuszczalne granice i podjąć kroki w celu skorygowania sytuacji.
Brak równowagi może być spowodowany różnymi przyczynami:
- gromadzenie się brudu;
- brak ciężarków równoważących;
- odchylenia w produkcji;
- nierówna masa uzwojeń silnika i inne czynniki związane ze zużyciem.
Tester wibracji lub analizator wibracji pomoże określić, czy mechanizm obrotowy jest wyważony, czy nie.
Wpływ: przedwczesne zużycie elementów mechanicznych napędu, powodujące przedwczesne awarie.
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Miernik drgań Fluke 810.
Krytyczność: wysoki.
9. Luz wału
Luz występuje z powodu nadmiernego luzu między częściami. Luz może wystąpić w kilku miejscach:
- Luzy obrotowe powstają na skutek nadmiernego luzu pomiędzy obracającymi się i nieruchomymi częściami maszyny, takimi jak łożysko.
- Luz nieobrotowy występuje pomiędzy dwiema normalnie nieruchomymi częściami, np. pomiędzy podporą a podstawą lub obudową łożyska a maszyną.
Podobnie jak w przypadku wszystkich źródeł wibracji, ważne jest, aby móc zidentyfikować luzy i skorygować problem, aby uniknąć uszkodzeń. Za pomocą testera wibracji lub analizatora wibracji można określić, czy w maszynie wirującej występuje luz.
Wpływ: przyspieszone zużycie elementów obrotowych powodujące awarie mechaniczne.
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Miernik drgań Fluke 810.
Krytyczność: wysoki.
10. Zużycie łożysk
Wadliwe łożysko zwiększa tarcie, nagrzewa się i ma zmniejszoną wydajność z powodu problemów mechanicznych, problemów ze smarowaniem lub zużycia. Awaria łożyska może być wynikiem różnych czynników:
Kiedy zaczynają pojawiać się awarie łożysk, powoduje to również efekt kaskadowy, który przyspiesza awarię silnika. 13% awarii silników jest spowodowanych awariami łożysk, a ponad 60% awarii mechanicznych instalacji jest spowodowanych zużyciem łożysk, dlatego ważne jest, aby wiedzieć, jak rozwiązać te potencjalne problemy.
Wpływ: przyspieszone zużycie obracających się elementów prowadzi do uszkodzenia łożyska.
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Miernik drgań Fluke 810.
Krytyczność: wysoki.
Czynniki związane z niewłaściwą instalacją
11. Luźna podstawa
Luźne pasowanie jest spowodowane nierówną podstawą montażową silnika lub napędzanego elementu lub nierówną powierzchnią montażową, na której spoczywa podstawa montażowa. Ten stan może spowodować niefortunną sytuację, w której dokręcanie śrub mocujących faktycznie wprowadza nowe obciążenia i niewspółosiowość. Często pomiędzy dwiema ukośnie ustawionymi śrubami mocującymi występuje luźne podparcie, jak ma to miejsce w przypadku nierównego krzesła lub stołu, który kołysze się po przekątnej. Istnieją dwa rodzaje luźnej bazy:
- Równoległe luźne dopasowanie podstawy - występuje, gdy jeden wspornik montażowy znajduje się wyżej niż pozostałe trzy;
- Nieszczelność kątowa podstawy występuje, gdy jeden z wsporników montażowych nie jest równoległy lub prostopadły do powierzchni montażowej.
W obu przypadkach luźna podstawa może być spowodowana nierównościami w wsporniku montażowym mechanizmu lub w podstawie montażowej, na której osadzona jest wspornik. W każdym przypadku konieczne jest znalezienie i wyeliminowanie luźnego pasowania przed wycentrowaniem wału. Wysokiej jakości laserowe narzędzie do wyrównywania może określić, czy podstawa danej maszyny wirującej jest luźna.
Wpływ: niewspółosiowość mechanicznych elementów napędu.
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Laserowe narzędzie do ustawiania wałów Fluke 830.
Krytyczność: przeciętny.
12. Naprężenie rurociągów
Naprężenie rurociągu to stan, w którym nowe obciążenia, napięcia i siły działające na resztę sprzętu i infrastruktury są przenoszone z powrotem na silnik i napęd, co powoduje niewspółosiowość. Najczęstszym tego przykładem są proste obwody silnika/pompy, w których coś oddziałuje na rurociąg, na przykład:
- przemieszczenie w fundamencie;
- niedawno zainstalowany zawór lub inny element;
- przedmiot uderza, zgina lub po prostu naciska na rurę;
- Uszkodzone lub brakujące mocowania rurowe lub łączniki ścienne.
Siły te mogą powodować efekty kątowe lub ścinające, co z kolei powoduje ruch wału silnika/pompy. Z tego powodu ważne jest, aby sprawdzać osiowanie maszyny nie tylko podczas instalacji – dokładne osiowanie jest stanem tymczasowym i może zmieniać się z biegiem czasu.
Wpływ: niewspółosiowość wału i późniejsze obciążenia obracających się elementów, prowadzące do przedwczesnych awarii.
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Laserowe narzędzie do ustawiania wałów Fluke 830.
Krytyczność: Niski.
13. Napięcie wału
Kiedy napięcie na wale silnika przekracza właściwości izolacyjne smaru łożyskowego, następuje awaria łożyska zewnętrznego, powodując wżery i powstawanie rowków na bieżni łożyska. Pierwszymi oznakami problemu są hałas i przegrzanie, które występuje, gdy łożyska tracą swój pierwotny kształt, a także pojawianie się metalowych wiórów w smarze i zwiększone tarcie łożyska. Może to doprowadzić do uszkodzenia łożyska już po kilku miesiącach pracy silnika elektrycznego. Awaria łożyska jest kosztownym problemem zarówno w przypadku przebudowy silnika, jak i przestojów sprzętu, dlatego zapobieganie mu poprzez pomiar napięcia na wale i prądu łożyska jest ważnym elementem diagnostyki. Napięcie na wale występuje tylko wtedy, gdy silnik jest zasilany i obraca się. Zamontowana na sondzie szczotka węglowa umożliwia pomiar napięcia na wale podczas obracania się silnika elektrycznego.
Wpływ:Łuki na powierzchni łożyska powodują powstawanie wżerów i rowków, co z kolei prowadzi do nadmiernych wibracji, a w konsekwencji do uszkodzenia łożyska.
Urządzenie pomiarowo-diagnostyczne: Fluke-190-204 ScopeMeter izolowany 4-kanałowy oscyloskop ręczny, sonda AEGIS ze szczotkami węglowymi do pomiaru napięcia na wale.
Krytyczność: wysoki.
Cztery strategie sukcesu
Układy sterowania silnikami elektrycznymi są stosowane w krytycznych procesach w fabrykach. Awaria sprzętu może skutkować dużymi stratami finansowymi związanymi zarówno z potencjalną wymianą silnika elektrycznego i jego części, jak i przestojem układów zależnych od tego silnika elektrycznego. Wyposażając inżynierów serwisowych i techników w potrzebną im wiedzę, ustalając priorytety pracy i przeprowadzając konserwację zapobiegawczą w celu monitorowania sprzętu i korygowania trudnych do wykrycia problemów, często można uniknąć awarii spowodowanych obciążeniem pracą i zmniejszyć koszty przestojów.
Istnieją cztery kluczowe strategie eliminowania lub zapobiegania przedwczesnym awariom silnika i podzespołów wirujących:
- Zapisz warunki pracy, specyfikacje sprzętu i zakresy tolerancji roboczej.
- Regularne gromadzenie i rejestrowanie krytycznych pomiarów podczas instalacji, przed i po konserwacji.
- Utwórz archiwum pomiarów referencyjnych do analizy trendów i wykrywania zmian stanu.
- Wykreślanie poszczególnych pomiarów w celu identyfikacji głównych trendów. Każda zmiana linii trendu większa niż +/- 10-20% (lub inna określona wielkość, w zależności od wydajności lub krytyczności systemu) powinna zostać zbadana w celu ustalenia przyczyny problemów .
Głównymi przyczynami awarii silników elektrycznych są naruszenia zasad ich działania, a także starzenie się i zużycie części mechanizmu. Wszystkie wady silników elektrycznych można podzielić na dwa typy - mechaniczne i elektryczne. Typ elektryczny obejmuje uszkodzenie części przewodzących uzwojeń lub izolacji, uszkodzenie arkuszy rdzenia i pierścieni ślizgowych. Różne odkształcenia obudowy i części silnika elektrycznego, poluzowanie połączeń mocujących, uszkodzenia powierzchni części lub ich kształtu są klasyfikowane jako wady mechaniczne. Jeśli mechaniczne uszkodzenia silników elektrycznych są dość łatwe i łatwe do wykrycia nawet wizualnie, to usterki elektryczne można wykryć jedynie poprzez wykonanie specjalnych pomiarów, koncentrując się na objawach pośrednich. Dopiero po ustaleniu dokładnej przyczyny nieprawidłowego działania urządzenia podejmowana jest decyzja o sposobie i zakresie prac naprawczych.
Poniżej znajduje się przybliżona lista głównych przyczyn awarii silników elektrycznych, a także oznaki tych usterek:
| Usterka silnika | Objawy problemu |
| Awaria wentylatora lub podwyższone napięcie sieciowe. | Obciążenie silnika jest normalne, jednak aktywna stal stojana przegrzewa się |
| Kontakt wirnika ze stojanem lub obecność zadziorów prowadzą do lokalnych zwarć pomiędzy aktywnymi blachami stalowymi; uszkodzenie uzwojenia do obudowy lub zwarcia w uzwojeniu stojana prowadzą do przepalenia i stopienia aktywnych zębów stalowych. | Aktywna stal nagrzewa się bardzo nawet wtedy, gdy silnik elektryczny pracuje na biegu jałowym, a także przy normalnym napięciu sieciowym. |
| Normalna wentylacja silnika elektrycznego zostaje zakłócona, jest on przeciążony przy mocy znamionowej z powodu niskiego napięcia na wyjściach silnika. Uzwojenie stojana jest połączone w trójkąt, a nie w gwiazdę. | Uzwojenie stojana przegrzewa się równomiernie. |
| Uzwojenie stojana znacznie się przegrzewa. Nierówny prąd w poszczególnych fazach. Głośny hałas podczas pracy silnika elektrycznego. | Zwarcie lub zwarcie obwodu pomiędzy dwiema fazami. |
| Słaby styk w obwodzie wirnika (w punkcie zerowym lub przy lutowaniu przednich części uzwojenia, w połączeniach między równoległymi grupami, w połączeniach między prętami), w połączeniach uzwojenia z pierścieniami ślizgowymi, w połączeniach między opornikiem rozruchowym a poślizgiem pierścienie. | Przegrzanie stojana i wirnika silnika. Podczas pracy silnika elektrycznego występuje pulsacja prądu w stojanie i silny hałas.Silnik nie rozwija prędkości znamionowej i słabo się uruchamia. Moment obrotowy nie osiąga wartości nominalnych. |
| Przepalony bezpiecznik powoduje brak przepływu prądu do stojana. | Silnik elektryczny nie uruchamia się. |
| Występuje przerwa w uzwojeniu stojana lub przerwa w fazie obwodu sieciowego. Jeżeli stanie się to podczas pracy silnika elektrycznego, uzwojenie wirnika lub stojana może się całkowicie przepalić. | Silnik elektryczny nie uruchamia się, wydaje nietypowe dźwięki i szarpie podczas ręcznego skręcania. Brak prądu w jednej fazie stojana. |
| Obecność przerwy w kilku fazach w przewodach łączących między opornikiem rozruchowym a wirnikiem, a także bezpośrednio w oporniku rozruchowym. Przemieszczenie żeberek lub tarcz łożyskowych lub silne zużycie panewek łożysk powoduje znaczne przyciąganie wirnika do stojana (jednostronne). | Silnik elektryczny nie uruchamia się nawet przy normalnym napięciu na zaciskach stojana, a także przy tym samym prądzie w trzech fazach stojana. |
| Silnik elektryczny nie uruchamia się pod obciążeniem; bez obciążenia i z wirnikiem klatkowym - zaczyna. | |
| Iskrzenie podczas pracy silnika elektrycznego, silne nagrzewanie szczotek i komutatora. | Szczotki nie są prawidłowo zamontowane w uchwytach szczotek lub są mocno zużyte; zapewniony jest słaby kontakt armatury ze szczotkami, występuje rozbieżność pomiędzy rozmiarami szczotek i koszyków uchwytów szczotek. |
| Ciała lub bieżnie ulegają zniszczeniu. | W łożyskach tocznych słychać silne stukanie. |
| Dopuszczono nieprawidłowe i niedokładne ustawienie wałów silnika, doszło do niewspółosiowości połówek sprzęgła, doszło do naruszenia wyważenia wirnika za pomocą sprzęgieł i kół pasowych. | Podczas pracy silnika elektrycznego obserwuje się silne wibracje. |
Czy zauważyłeś, że Twój generator diesla działa nieprawidłowo lub całkowicie przestał się uruchamiać? Przede wszystkim należy sprawdzić sprzęt pod kątem widocznych problemów. W tym artykule przyjrzymy się głównym rodzajom usterek agregatów prądotwórczych z silnikiem Diesla (zespoły prądotwórcze z silnikiem wysokoprężnym), ich przyczynom, a także podpowiemy, jak je wyeliminować.
Kontrola generatora diesla przed uruchomieniem
Pierwszą rzeczą do zrobienia w przypadku wykrycia problemu jest sprawdzenie generatora pod kątem uszkodzeń zewnętrznych (co, nawiasem mówiąc, jest zalecane przed każdym uruchomieniem): jeśli zauważysz pęknięcia, wgniecenia lub inne wady na obudowie, najprawdopodobniej przyczyną awarii są uszkodzenia mechaniczne. Upewnij się także, że wewnątrz urządzenia nie znajdują się żadne ciała obce.
6 najczęstszych rodzajów usterek agregatów prądotwórczych z silnikiem wysokoprężnym
- generator nie uruchamia się
- nie podaje napięcia wyjściowego
- zatrzymuje się podczas pracy
- zużywa więcej oleju niż powinien
- Podczas pracy silnika słychać głośne pukanie
- dziwny kolor spalin (czarny, biały i niebieski)
Przyjrzyjmy się szczegółowo każdemu typowi.
Generator nie uruchamia się
Może być kilka powodów:
- Pompa paliwa jest uszkodzona: sygnalizuje to niski lub nierówny dopływ paliwa.
- Urządzenie do zimnego rozruchu jest uszkodzone. Jest to najprawdopodobniej spowodowane woskowaniem paliwa, które zwykle występuje w niskich temperaturach. Aby temu zapobiec, stosuj paliwo sezonowe i nie używaj urządzenia w niskich temperaturach.
- Paliwo jest niskiej jakości lub zanieczyszczone. Aby tego uniknąć, używaj wyłącznie sprawdzonego, czystego, nierozcieńczonego paliwa: oszczędność na nim może skutkować poważnymi kosztami naprawy.
- Rozrusznik uległ awarii, co spowodowało niewystarczającą prędkość obrotową. Powody są dwie: a) użycie oleju niskiej jakości, b) słaby akumulator.
Generator nie wytwarza napięcia
Uwaga! Przed sprawdzeniem jakiejkolwiek części elektrycznej należy całkowicie odłączyć urządzenie od zasilania, aby uniknąć porażenia prądem.
Generator diesla działa, ale nie wytwarza napięcia: być może styki są luźne lub ich brakuje, albo występuje problem ze szczotkami. Sprawdź ich połączenie zgodnie z instrukcją.
Inną przyczyną może być problem z regulatorem napięcia lub zużycie uzwojeń: sprawdź ich stan.
Generator diesla gaśnie podczas pracy
W tym przypadku istnieje 7 głównych powodów, z których niektóre możesz zidentyfikować i wyeliminować samodzielnie:
- w zbiorniku nie ma wystarczającej ilości paliwa
- powietrze dostało się do paliwa
- dodatkowy opór w układzie zasilania paliwem lub układzie odprowadzania nadmiaru paliwa do zbiornika, a także w układzie dolotowym lub wydechowym
- brudny filtr powietrza
- awaria wtryskiwacza
- nieprawidłowe ustawienie prędkości biegu jałowego
Generator zużywa więcej oleju niż powinien
Sprawdź układ olejowy pod kątem rozhermetyzowania: olej może przedostać się do innych układów, na przykład do układu paliwowego. Aby zapobiec rozhermetyzowaniu, należy stosować wyłącznie oleje wysokiej jakości.
Podczas pracy silnika słychać głośne pukanie
Najczęściej stukanie oznacza zużycie lub awarię następujących części:
- wtryskiwacze
- sprężyny zaworowe
- pierścienie tłokowe
- grupa cylinder-tłok
- łożysko wału korbowego
- wał rozrządczy
Jeśli wymienione części są w porządku, sprawdź regulację luzu zaworowego, mechanizm rozrządu i ustawienie rozrządu wtrysku. Czy to też jest normalne? Wtedy problemem jest obecność powietrza w układzie paliwowym lub paliwo złej jakości.
Dziwny kolor spalin
Z każdym rokiem silniki benzynowe są coraz częściej zastępowane silnikami elektrycznymi instalowanymi w nowym typie samochodów, zwanych pojazdami elektrycznymi. Jednakże, podobnie jak silniki spalinowe, elektryczne układy napędowe mogą się zepsuć, powodując problemy z osiągami pojazdu. Większość usterek silników elektrycznych wynika z dużego zużycia elementów mechanizmu i starzenia się materiałów, które potęguje niewłaściwa eksploatacja takiego pojazdu. Przyczyn pojawienia się charakterystycznych problemów może być wiele, a teraz opowiemy o niektórych (najczęstszych).
Przyczyny nieprawidłowego działania silnika elektrycznego
Wszystkie możliwe awarie silnika pojazdu elektrycznego można podzielić na mechaniczne i elektryczne. Przyczynami problemów mechanicznych są odkształcenia obudowy silnika elektrycznego i jego poszczególnych części, poluzowanie połączeń mocujących oraz uszkodzenie powierzchni elementów składowych lub ich kształtu. Ponadto częstymi problemami są przegrzanie łożysk, wyciek oleju i nietypowy hałas podczas pracy. Do najbardziej typowych usterek części elektrycznej należą zwarcia w uzwojeniach silnika elektrycznego, a także pomiędzy nimi, zwarcia uzwojeń do obudowy oraz przerwy w uzwojeniach lub w obwodzie zewnętrznym, czyli w zasilaniu przewody i sprzęt rozruchowy.
W wyniku wystąpienia określonych problemów, W działaniu pojazdu mogą wystąpić następujące usterki: niemożność uruchomienia silnika, niebezpieczne nagrzewanie uzwojeń, nieprawidłowa prędkość obrotowa silnika, nienaturalny hałas (buczenie lub stukanie), nierówny prąd w poszczególnych fazach.
Typowe problemy z silnikiem
Przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo awariom silnika elektrycznego, identyfikując ich możliwe przyczyny.
Silnik prądu przemiennego
Problem: silnik elektryczny po podłączeniu do prądu nie rozwija obrotów znamionowych i wydaje nienaturalne dźwięki, a przy ręcznym obracaniu wału obserwuje się nierówną pracę. Przyczyną takiego zachowania jest najprawdopodobniej przerwa w dwóch fazach przy łączeniu uzwojeń stojana w trójkąt lub przerwa przy łączeniu gwiazdy.
Jeśli wirnik silnika nie obraca się, mocno buczy i nagrzewa się powyżej dopuszczalnego poziomu, możemy śmiało powiedzieć, że winna jest faza stojana. Kiedy silnik szumi (zwłaszcza przy próbie uruchomienia), a wirnik obraca się przynajmniej wolno, przyczyną problemu jest często przerwa w fazie wirnika.
Zdarza się, że przy znamionowym obciążeniu wału silnik elektryczny pracuje stabilnie, ale jego prędkość obrotowa jest nieco niższa od znamionowej, a prąd w jednej z faz stojana wzrasta. Z reguły jest to konsekwencja zaniku fazy podczas łączenia uzwojeń w trójkąt.
Jeżeli na biegu jałowym silnika elektrycznego nastąpi miejscowe przegrzanie aktywnej stali stojana, oznacza to, że na skutek uszkodzenia izolacji międzywarstwowej lub przepalenia zębów na skutek uszkodzenia uzwojenia, blachy rdzenia stojana są dla siebie zamknięte.
Gdy uzwojenie stojana przegrzewa się w niektórych miejscach, gdy silnik nie może rozwinąć znamionowego momentu obrotowego i mocno buczy, przyczyny tego zjawiska należy szukać w zwarciu zwojowym jednej fazy uzwojenia stojana lub zwarciu międzyfazowym w uzwojeniach.
Jeśli cały silnik elektryczny przegrzewa się równomiernie, to wentylator układu wentylacji jest uszkodzony, a przegrzanie łożysk ślizgowych ze smarowaniem pierścieniowym wynika z jednostronnego przyciągania wirników (na skutek nadmiernego zużycia tulei) lub złego spasowania wał do wykładziny. Gdy łożysko toczne przegrzewa się i wytwarza nietypowy hałas, prawdopodobną przyczyną jest zanieczyszczenie środka smarnego, nadmierne zużycie elementów tocznych i bieżni lub niedokładne ustawienie wałów zespołu.
Stukanie w łożysku ślizgowym i tocznym tłumaczy się poważnym zużyciem tulei lub zniszczeniem gąsienic i elementów tocznych, a zwiększone drgania są konsekwencją niewyważenia wirnika na skutek współpracy z kołami pasowymi i sprzęgłami lub efektem niedokładne ustawienie wałów agregatu i niewspółosiowość łączących połówek sprzęgła.
Silnik elektryczny prądu stałego może mieć również swoje własne charakterystyczne wady:
Pod dużym obciążeniem zwora maszyny może się nie obracać, a jeśli spróbujesz ją obrócić siłą zewnętrzną, silnik będzie pracował „naprzemiennie”. Powody: słaby kontakt lub całkowita przerwa w obwodzie wzbudzenia, przerwa lub zwarcie wewnątrz niezależnego uzwojenia wzbudzenia. W warunkach znamionowych wartości napięcia sieciowego i prądu wzbudzenia prędkość obrotowa twornika może być mniejsza lub większa niż ustalona norma. W tym przypadku winowajcami tej sytuacji są szczotki przesunięte z położenia neutralnego w kierunku obrotu wału lub przeciwnie do niego.
Może się również zdarzyć, że pędzle jednego znaku iskrzą nieco mocniej niż pędzle innego znaku. Być może odległości między rzędami szczotek na obwodzie komutatora nie są takie same, albo w uzwojeniach jednego z głównych lub dodatkowych „plusów” występuje zwarcie międzyzwojowe. Jeśli iskrzeniu szczotek towarzyszy również czernienie płytek komutatora, które znajdują się w pewnej odległości od siebie, to najprawdopodobniej przyczyną tej sytuacji jest słaby kontakt lub zwarcie w uzwojeniu twornika. Nie zapominaj również o możliwości pęknięcia cewki twornika podłączonej do poczerniałych płytek.
W przypadku, gdy ściemnieje tylko co druga lub trzecia płyta kolektora, przyczyną awarii może być osłabienie docisku kolektora lub wystający mikanit ścieżek izolacyjnych. Szczotki mogą iskrzyć nawet przy normalnym nagrzaniu silnika i w pełni funkcjonalnym aparacie szczotkowym, co tłumaczy się niedopuszczalnym zużyciem komutatora.
Przyczyną zwiększonego iskrzenia szczotek, przegrzania komutatora i ciemnienia jego większości są najczęściej ścieżki izolacyjne (mówią, że komutator „bije”). Kiedy twornik silnika obraca się w różnych kierunkach, szczotki również iskrzą z różną intensywnością. Powód jest tylko jeden - przesunięcie szczotek od środka.
Jeżeli na komutatorze zaobserwujemy wzmożone iskrzenie szczotek, warto sprawdzić szczelność ich pasowania, a także przeprowadzić diagnostykę pod kątem obecności uszkodzeń powierzchni roboczej szczotek. Dodatkowo przyczyną może być nierówny docisk szczotek lub ich zakleszczenie w uchwycie szczotek. Naturalnie, jeśli zostanie wykryty którykolwiek z wymienionych problemów, należy go odpowiednio wyeliminować, ale często mogą to zrobić tylko wysoko wykwalifikowani specjaliści.
Rozwiązywanie problemów z silnikiem elektrycznym
Wysokiej jakości remont silników elektrycznych można przeprowadzić wyłącznie w wyspecjalizowanych przedsiębiorstwach. Podczas rutynowych napraw jednostka napędowa jest demontowana, a zużyte części są następnie częściowo wymieniane. Przyjrzyjmy się kolejności wykonywania wszystkich czynności na przykładzie asynchronicznego silnika elektrycznego.
W początkowej fazie za pomocą ściągacza śrubowego zdejmij koło pasowe lub połówkę sprzęgła z koła pasowego silnika elektrycznego. Następnie należy odkręcić śruby mocujące obudowę wentylatora i zdjąć ją. Następnie za pomocą tego samego ściągacza do śrub należy odkręcić śrubę blokującą i wyjąć sam wentylator. W razie potrzeby tym samym narzędziem można zdjąć łożyska z wału silnika, a następnie odkręcając śruby mocujące zdjąć ich osłony.
Następnie należy odkręcić śruby mocujące tarcze łożysk i zdjąć te tarcze lekkimi uderzeniami młotka przez drewnianą przekładkę. Aby uniknąć uszkodzenia stali i uzwojeń, w szczelinę powietrzną, na którą opuszczany jest wirnik, umieszcza się tekturową przekładkę. Ponowny montaż silnika elektrycznego przeprowadza się w odwrotnej kolejności.
Po zakończeniu prac naprawczych (szczegóły zależą od charakteru awarii) należy przetestować silnik elektryczny. Aby to zrobić, wystarczy obrócić wirnik, przytrzymując koło pasowe, a jeśli montaż zostanie wykonany prawidłowo, jednostka powinna się łatwo obracać. Jeśli wszystko jest w porządku, silnik jest instalowany na miejscu, podłączany do sieci i sprawdzany pod kątem działania na biegu jałowym, po czym silnik jest podłączany do wału maszyny i ponownie testowany. Przyjrzyjmy się opcjom rozwiązywania problemów z silnikiem elektrycznym na przykładzie niektórych typowych awarii.
Wyobraźmy sobie więc, że silnik nie uruchamia się z powodu braku napięcia w sieci, maszyna jest wyłączona lub przepalone są bezpieczniki. Obecność napięcia można sprawdzić za pomocą specjalnego urządzenia - woltomierza prądu przemiennego ze skalą 500 V lub za pomocą wskaźnika niskiego napięcia. Problem można rozwiązać, wymieniając przepalone bezpieczniki. Notatka!Jeżeli przepali się chociaż jeden bezpiecznik, silnik wyda charakterystyczny buczenie.
Przerwę fazową w uzwojeniu stojana można wykryć za pomocą meggera, ale przed wykonaniem tej czynności należy poluzować wszystkie końce uzwojeń silnika. Jeśli w fazie uzwojenia zostanie wykryta przerwa, silnik będzie musiał zostać wysłany do profesjonalnej naprawy. Za dopuszczalną normę dotyczącą zmniejszenia napięcia na zaciskach silnika podczas jego rozruchu przyjmuje się 30% wartości nominalnej, co jest spowodowane stratami w sieci, niewystarczającą mocą transformatora lub jego przeciążeniem.
Jeżeli zauważysz spadek napięcia na zaciskach silnika elektrycznego, należy wymienić transformator zasilający lub zwiększyć przekrój przewodów linii zasilającej. Brak styku zasilającego w jednym z uzwojeń stojana (zanik fazy) powoduje wzrost prądu w uzwojeniach elementu i zmniejszenie liczby obrotów. Jeśli zostawisz silnik pracujący na dwóch uzwojeniach, po prostu się przepali.
Oprócz wymienionych problemów elektrycznych, silniki elektryczne mogą również powodować problemy mechaniczne. Zatem nadmierne nagrzewanie się łożysk jest często spowodowane nieprawidłowym montażem tych części, złym ustawieniem silnika, zanieczyszczeniem łożysk lub nadmiernym zużyciem kulek i rolek.
W każdym razie przed przystąpieniem do działań bezpośrednich należy przeprowadzić pełną diagnostykę silnika elektrycznego i współpracujących z nim części. Procedura inspekcji rozpoczyna się od sprawdzenia akumulatora, a jeśli jest w dobrym stanie to następnym krokiem jest sprawdzenie zasilania obwodu elektrycznego sterownika (komputera sterującego prędkością obrotową silnika elektrycznego). Jest całkiem możliwe, że znajdziesz przerwany przewód na ścieżce od akumulatora do płytki. Awaria płytki elektronicznej nie jest częstym zjawiskiem, ale jeśli istnieją choćby najmniejsze wątpliwości co do jej przydatności do użytku, lepiej natychmiast wizualnie ocenić stan części. Jeżeli doszło do silnego nagrzania elementów płyty, od razu zauważysz poczerniałe i spuchnięte miejsca z możliwymi nieszczelnościami.
W przypadku, gdy właściciel samochodu posiada choć minimalną wiedzę z zakresu elektroniki, może samodzielnie sprawdzić bezpieczniki, części półprzewodnikowe (np. diody i tranzystory), wszystkie styki, pojemności oraz jakość lutowania.
Gdy na wyjściu ECU znajduje się napięcie robocze, z reguły przyczyny nieprawidłowego działania należy szukać w samym silniku elektrycznym. Złożoność naprawy urządzenia zależy od konkretnej awarii i rodzaju mechanizmu. Zatem przy badaniu silników elektrycznych prądu przemiennego o mocy obrotowej należy przede wszystkim sprawdzić szczotki stykowe, gdyż to one najczęściej są przyczyną awarii silników tego typu. Następnie należy sprawdzić uzwojenia pod kątem przerw lub zwarć. W przypadku przerwy tester nie pokaże żadnej wartości rezystancji, a w przypadku zwarcia wskaźnik rezystancji będzie odpowiadał zero lub jednemu omowi.
Po wykryciu usterki należy ją oczywiście wyeliminować. Można to zrobić albo poprzez naprawę i wymianę uszkodzonych części (na przykład szczotki), albo poprzez wymianę całego silnika na działający analog.
Ważny punkt podczas pracy z regulatorem RDUK to wiedza o jego głównych wadach i sposobach ich eliminacji. Istnieje około ośmiu rodzajów usterek regulatorów i każdy, kto współpracuje z podobnymi regulatorami, musi o nich wiedzieć i nie tylko wiedzieć, ale także móc je naprawić.
Rodzaje usterek i rozwiązania:
- Sprężyna pilota jest całkowicie osłabiona, ale ciśnienie wyjściowe osiąga lub przekracza 20 procent ciśnienia roboczego: nieszczelny element regulacyjny regulatora (pilot). Sprawdzane są powierzchnie uszczelniające gniazda i zaworu, a jeśli to konieczne, wymieniana jest gumowa uszczelka zaworu.
- Ciśnienie wylotowe spada do zera: membrana regulatora jest pęknięta, membranę należy wymienić.
- Ciśnienie wyjściowe stale rośnie: pęknięcie membrany pilota, zatkanie gniazda lub zakleszczenie popychacza, szpula pilotująca w prowadnicach. Należy wymienić membranę, oczyścić gniazdo i wyeliminować zacinanie się popychacza.
- Ciśnienie wylotowe ustawione w zakresie (0,2-0,6 kg/cm²) ulega dużym wahaniom: na rurce impulsowej od komory membranowej reduktora do głównego gazociągu należy zamontować przepustnicę, a w przypadku utrzymywania się wahań zmniejszyć czułość pilota instalując gęstszą (sztywniejszą) sprężynę.
- Ciśnienie wylotowe waha się znacznie przy niskim zużyciu gazu, niezależnie od ustawionego ciśnienia. Przyczyna może być ukryta w dość dużej przepustowości regulatora. Jeżeli eliminacja oscylacji nie zostanie osiągnięta poprzez zamontowanie przepustnicy na rurce impulsowej od komory membranowej reduktora do głównego rurociągu gazowego, należy zmniejszyć ciśnienie wlotowe iw razie potrzeby wymienić gniazdo reduktora i zawór na mniejsze.
- Ciśnienie wyjściowe stopniowo maleje, czasami gwałtownie wzrasta i ponownie spada do zera: zamarzanie szpuli i gniazda pilota, eliminuje się to poprzez ogrzewanie pilota szmatką zwilżoną gorącą wodą.
- Ciśnienie wyjściowe stopniowo maleje, a wstępne napięcie sprężyny pilota go nie zwiększa: zatkany filtr lub otwór gniazda pilota, ubytek gumy uszczelniającej szpulę, pęknięcie sprężyny strojenia pilota. Filtr należy oczyścić i przedmuchać, gumkę i sprężynę wymienić na nowe.
- Ciśnienie wylotowe zmienia się jednocześnie ze zmianą ciśnienia wlotowego: pomylono miejsca montażu przepustnicy na rurce impulsowej od komory membranowej reduktora do głównego gazociągu i przepustnicy delfinowej lub przepustnice nie są w ogóle zamontowane . Należy sprawdzić, czy przepustnice są zamontowane i czy zostało to wykonane prawidłowo.
Należy o tym stale pamiętać, w przeciwnym razie mogą pojawić się poważne problemy z działaniem urządzeń gazowych.
