CC BY
596
© Н.Н. Чупейкина, Э.О. Удодова, 2006
УДК 621.879:622.271.4
Н.Н. Чупейкина, Э.О. Удодова
ВИДЫ ОТКАЗОВ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, ИХ ПРИЗНАКИ, ПРИЧИНЫ И МЕТОДЫ УСТРАНЕНИЯ
^^риведены наиболее часто встречающиеся отказы асинхронных двигателей, их призна-П П ки, причины и основные методы их устранения.
Асинхронные машины
Неисправность Признаки Причина Устранение
Искрение щеток и обгорание контактных колец (для двигателей с фазным ротором) Щетки искрят; некоторые щетки и их арматура сильно нагреваются и обгорают. Щетки плохо пришлифованы. Пришлифовать щетки к контактным кольцам стеклянной шкуркой. Применять для шлифовки щеток наждачную бумагу нельзя
Щетки не могут свободно двигаться в обойме щеткодержателя, что ухудшает контакт между контактными кольцами и щетками. Поставить щетки такого размера, чтобы они свободно передвигались и не зажимались в обойме щеткодержателя; в случае надобности припилить и пришлифовать щетки. Нормальный зазор между щеткой и обоймой составляет 0,2—0,3 мм.
Неисправность Признаки Причина Устранение
Контактные кольца и щетки загрязнены. Иногда причиной загрязнения служит попадание масла из подшипника. Очистить контактные кольца и щетки от грязи и про- тереть их чистой неволокнистой тряпкой, слегка смоченной бензином. Устранить причины попадания масла из подшипника.
Контактные кольца имеют неровную поверхность или бьют. Отшлифовать или обточить контактные кольца
Щетки слабо прижаты к контактным кольцам. Отрегулировать нажатие щеток по заводским нормам
Поставлены щетки неподходящей марки. Поставить щетки, предписанные заводом, или подобрать щетки соответствующей марки
Ток неравномерно распределяется между отдельными щетками. Это может быть из-за плохого контакта в цепи щеткодержателей и токоподводов, неодинакового нажатия щеток или применения щеток различных марок. Проверить и исправить все контакты траверсы, токоподводов, щеткодержателей и щеток. Отрегулировать равномерное нажатие щеток соответственно применяемой марке щеток (см. приложение 5). Применять щетки только одной марки. В случае невозможности получения одинаковых щеток для всей машины, распределить щетки таким образом, чтобы на каждом кольце были поставлены щетки только одной
марки
Перегрев машины Равномерно перегрета вся машина. Других признаков ненормальной работы нет Машина перегружена. Если снизить нагрузку невозможно, то запросит завод - изготовитель о наибольшей допустимой нагрузке машины.
Двигатель, предназначенный для кратковременной или повторно - кратковременной работы, эксплуатируется длительно. Соблюдать номинальный режим работы машины
Вентиляционные пути машины засорились; активная сталь и обмотки покрылись теплоизолирующим слоем мелких волокон и пыли. Тщательно очистить машину и продуть ее сжатым воздухом (давление не более 0,2 МПа). Перед продуванием убедиться в том, что поступающий воздух чист и сух. При продувании не пользоваться металлическими мундштуками с острыми краями, так как ими можно легко повредить изоляцию обмоток. Следить за тем, чтобы пыль выдувалась из машины, а не перегонялась из одной ее части в другую.
Направление вращения машины, имеющей вентилятор с наклонными крыльями, выбрано неправильно, что значительно снижает подачу воздуха. Переменить направление вращения машины или переставить крылья вентилятора.
Воздушный канал или трубопровод (у машин с подво- Увеличить площадь сечения канала или трубопровода до нужной вели-
димым извне охлаждающим воздухом) обладает недостаточным сечением или же имеет слишком много изгибов.
чины; устранить излишнее число изгибов.
Неисправность Признаки Причина Устранение
Засорились воздушные фильтры. Матерчатые фильтры очистить от грязи и пыли. Чистку удобнее всего производить пылесосом. Висцино-вые фильтры промыть сначала керосином, а затем горячим раствором соды и заполнить свежим маслом.
Неисправен воздухоохладитель Отсутствие тепловой изоляции воздухопровода для выходящего воздуха в машине с замкнутой системой вентиляции повышает нагрев машины. В подобных случаях рекомендуется установить тепловую изоляцию на выводном воздухопроводе.
Перегрев активной стали статора Активная сталь статора равномерно перегрета, хотя нагрузка двигателя не превышает номинальной. Напряжение сети выше номинального. Снизить напряжение сети до номинального. Если это невозможно, то усилить вентиляцию двигателя, запросив завод-изготовитель о способах ее усиления. Если и после усиления вентиляции перегрев стали будет выше допустимого и возникнет опасение за бесперебойную работу двигателя, то заменить двига-
тель другим, соответствующим напряжению сети.
Наблюдается повышенный местный нагрев активной стали при холостом ходе двигателя и номинальном напряжении сети. Между отдельными листами активной стали имеются местные замыкания, вызванные заусенцами, образовавшимися при опиловке, или же из-за задевания ротора о статор во время работы двигателя. Удалить заусенцы; обработать места замыкания острым напильником; разъединить соединительные листы стали и пролакировать их изоляционным лаком воздушной сушки
Произошло соединение между стяжными болтами и активной сталью (в машинах старой конструкции). Исправить изоляцию стяжных болтов или заменить поврежденные болты новыми; в большинстве случаев для этого необходимо произвести частичную или полную перемотку обмотки статора.
Зубцы активной стали в отдельных местах выгорели и оплавились вследствие коротких замыканий в обмотке статора или пробоя обмотки на корпус. Вырубить или вырезать поврежденные места. Между отдельными листами проложить тонкий электрокартон или пластинки слюды и пролакировать их изоляционным лаком. Такой способ ремонта обычно дает хорошие результаты при тщательном изолировании друг от друга отдельных листов стали для предотвращения образования новых внутренних замыканий. При большом числе повреждений стали необходимо произвести полную перешихтовку ее,
что связано с перемоткой статора. До укладки обмотки необходимо исправленную активную сталь статора испытать на отсутствие замыканий между листами. Испытание проводится с помощью намагничивающей обмотки, питаемой однофазным током при индукции в стали, равной 1 Тл. Отсутствие местных перегревов в стали свидетельствует об удовлетворительном ремонте.
Неисправность Признаки Причина Устранение
Перегрев обмотки статора Наблюдается общий равномерный перегрев всей обмотки статора. Двигатель перегружен, или нарушена его нормальная вентиляция. Если снизить нагрузку невозможно, то запросит завод - изготовитель о наибольшей допустимой нагрузке машины. Соблюдать номинальный режим работы машины. Тщательно очистить машину и продуть ее сжатым воздухом (давление не более 0,2 МПа). Перед продуванием убедиться в том, что поступающий воздух чист и сух. При продувании не пользоваться металлическими мундштуками с острыми краями, так как ими можно легко повредить изоляцию обмоток. Следить за тем, чтобы пыль выдувалась из машины, а не перегонялась из одной ее части в другую.
Переменить направление вращения машины или переставить крылья вентилятора. Увеличить площадь сечения канала или трубопровода до нужной величины; устранить излишнее число изгибов. Матерчатые фильтры очистить от грязи и пыли. Чистку удобнее всего производить пылесосом. Висцино-вые фильтры промыть сначала керосином, а затем горячим раствором соды и заполнить свежим маслом. Отсутствие тепловой изоляции воздухопровода для выходящего воздуха в машине с замкнутой системой вентиляции повышает нагрев машины. В подобных случаях рекомендуется установить тепловую изоляцию на выводном воздухопроводе.
Напряжение на зажимах двигателя ниже номинального, вследствие чего двигатель при номинальной мощности перегружен током. Повысить напряжение до номинального или уменьшить нагрузку до номинальной силы тока.
Обмотка статора соединена не звездой, а треугольни- Соединить обмотку статора звездой.
ком.
Обмотка статора местами сильно нагревается. Сила тока в отдельных фазах неодинакова. Двигатель сильно гудит и развивает пониженный крутящий момент. Междувитковое соединение в обмотке статора. Ощупать обмотку после ее отключения. Ощупывание обмотки следует производить только при выключенной обмотке. Чтобы найти дефект в фазном роторе асинхронного двигателя, ротор затормаживают и включают статор в сеть. В случае замыкания значительной части обмотки ротора или если двигатель имеет большую мощность, затормаживание при номинальном напряжении становится невозможным, так как вызывает большую силу тока в статоре и срабатывание защиты двигателя. В таких случаях испытание рекомендуется производить при пониженном напряжении.
Неисправность Признаки Причина Устранение
Неправильно соединены катушки одной фазы; одна или несколько катушек «перевернуты» Сделать соединения выводов на доске зажимов согласно схеме соединения, приложенной к двигателю, а при отсутствии ее - по буквенным обозначениям выводов обмотки, руководствуясь нормальной схемой.
Обмотка одной фазы замкнута на землю в двух местах. Найти при помощи мегомметра или контрольной лампы место замыкания обмотки на землю и устранить это замыкание; в случае надобно-
сти перемотать поврежденные катушки.
Короткое замыкание между двумя фазами. Найти место короткого замыкания. Поврежденное место отремонтировать или же перемотать поврежденную часть обмотки.
Перегрев обмотки ротора Вся обмотка ротора равномерно перегрета. У двигателя пониженная частота вращения. Других неисправностей не обнаружено. Машина перегружена. Если снизить нагрузку невозможно, то запросит завод - изготовитель о наибольшей допустимой нагрузке машины.
Двигатель, предназначенный для кратковременной или повторно - кратковременной работы, эксплуатируется длительно. Соблюдать номинальный режим работы машины
Вентиляционные пути машины засорились; активная сталь и обмотки покрылись теплоизолирующим слоем мелких волокон и пыли. Тщательно очистить машину и продуть ее сжатым воздухом (давление не более 0,2 МПа). Перед продуванием убедиться в том, что поступающий воздух чист и сух. При продувании не пользоваться металлическими мундштуками с острыми краями, так как ими можно легко повредить изоляцию обмоток. Следить за тем, чтобы пыль выдувалась из машины, а не перегонялась из одной ее части в другую.
Направление вращения машины, имеющей вентилятор с наклонными Переменить направление вращения машины или переставить крылья вентилятора.
крыльями, выбрано неправильно, что значительно снижает подачу воздуха.
Воздушный канал или трубопровод (у машин с подводимым извне охлаждающим воздухом) обладает недостаточным сечением или же имеет слишком много изгибов. Увеличить площадь сечения канала или трубопровода до нужной величины; устранить излишнее число изгибов.
Засорились воздушные фильтры. Матерчатые фильтры очистить от грязи и пыли. Чистку удобнее всего производить пылесосом. Висцино-вые фильтры промыть сначала керосином, а затем горячим раствором соды и заполнить свежим маслом.
Неисправен воздухоохладитель Отсутствие тепловой изоляции воздухопровода для выходящего воздуха в машине с замкнутой системой вентиляции повышает нагрев машины. В подобных случаях рекомендуется установить тепловую изоляцию на выводном воздухопроводе.
Неисправность Признаки Причина Устранение
Наблюдается общий равномерный перегрев всей обмотки Напряжение на зажимах двигателя ниже номинального, вследствие чего Повысить напряжение до номинального или уменьшить нагрузку до номинальной силы тока.
ротора
Ротор, а иногда и статор перегреваются. Двигатель гудит, ток в статоре сильно пульсирует. Двига-
тель с нагрузкой плохо идет в ход и не развивает номинальной частоты вращения; момент
вращения меньше номинального.
двигатель при номинальной мощности перегружен током.
Неисправность вызывается плохим контактом в цепи ротора. В фазном роторе возможны случаи А -Д
А). Плохой контакт в пайках лобовых частей обмотки или нулевой точке, в переходных соединениях между стержнями или в соединениях между параллельными группами.
Б). Плохой контакт в соединениях обмотки с контактными кольцами.
В). Плохой контакт в щеточном аппарате или же ослабли контакты механизма для короткого замыкания ротора и подъема щеток вследствие механической неисправности, загрязнения или попадания масла.
Тщательно проверить все пайки обмоток ротора; те из них, которые неисправны или внушают подозрение, перепаять. Если наружным осмотром не удается обнаружить место плохой пайки, то необходимо произвести проверку паек обмотки ротора методом падения напряжения.
Проверить контакты токоподводов в местах соединения их с обмоткой и контактными кольцами.
При перегрузке машины, если снизить нагрузку невозможно, то запросит завод - изготовитель о наибольшей допустимой нагрузке машины. Соблюдать номинальный режим работы машины. Тщательно очистить машину и продуть ее сжатым воздухом (давление не более 0,2 МПа). Перед продуванием убедиться в том, что поступающий воз-
дух чист и сух. При продувании не пользоваться металлическими мундштуками с острыми краями, так как ими можно легко повредить изоляцию обмоток. Следить за тем, чтобы пыль выдувалась из машины, а не перегонялась из одной ее части в другую. Переменить направление вращения машины или переставить крылья вентилятора. Увеличить площадь сечения канала или трубопровода до нужной величины; устранить излишнее число изгибов.
Г). Плохой контакт в соединениях между контактными кольцами и пуско-вым реостатом._____________
Проверить исправность контактов в местах присоединения соединительных проводов к выводам рото-ра и пускового реостата.___________
Д). Плохой контакт в пусковом реостате, например, из-за недостаточного при-легания щеток.
Проверить и почистить контакты и щетки пускового реостата.
Для двигателей с коротко-замкнутым ротором: плохой контакт между стержнями короткозамкнутого ротора и короткозамы-кающими кольцами из-за отрыва стержней от ко-роткозамыкающих колец
Найти место обрыва, перепаять его или заменить лопнувший стержень ротора.
или разрыва последних (в
Неисправность Признаки Причина Устранение
одном или нескольких местах). В некоторых случаях наблюдается разрыв отдельных стержней в пазовой части ротора.
Двигатель с фазным ротором без нагрузки идет в ход при разомкнутой цепи ротора. При пуске в ход с нагрузкой двигатель медленно разворачивается и ротор сильно нагревается. Короткое замыкание между соседними хомутиками лобовых соединений или в обмотке ротора; заземление обмотки ротора в двух местах. Тщательно проверить, не касаются ли друг друга соседние хомутики лобовых соединений; если касаются, то разогнуть их. Проверить, нет ли соединения между хомутиками оставшимся после пайки оловом; наплывы олова удалить. Измерить сопротивление изоляции ротора и в случае заземления обмотки или контактных колец устранить его. После определения короткозамкнутой части обмотки заменить поврежденные катушки (секции) новыми или перемотать их. Не ограничиваться частичной переизолировкой, так как перегрев повреждает в большинстве случаев всю изоляцию короткозамкнутых катушек, что грозит в дальнейшем новыми короткими замыканиями.
Перегрев контактных колец и щеток (для двигателей с фазным ротором) Контактные кольца и щетки перегреты. Щетки слишком сильно прижаты к контактным кольцам. Отрегулировать нажатие соответственно марке щеток
Недостаточна вентиляция Усилить вентиляцию контактных ко-
контактных колец и щеток (у двигателей с закрытыми контактными кольцами). Перегрев обычно сопровождается искрением щеток и повышенным износом щеток и колец. лец и щеток посредством установки вентилятора или увеличения числа или размеров имеющихся вентиляционных крыльев; увеличить число и размеры вентиляционных отверстий в кожухе. Целесообразно запросить рекомендации завода-изготовителя. В некоторых случаях полезно прорезать на скользящей поверхности щеток несколько продольных и поперечных канавок глубиной 3 мм и шириной 1 мм. Число надрезов должно соответствовать размерам щеток. Назначение надрезов — усилить вентиляцию и охлаждение щеток, а также удалить вакуум и газы из-под скользящей поверхности щеток. Иногда целесообразно сделать на кольцах винтовые канавки.
Ненормальная частота вращения двигателя Двигатель не идет в ход. Отсутствует ток в статоре, что может быть из-за перегорания предохранителей или выключения неисправного автоматического выключателя. Поставить новые предохранители; исправить автоматический выключатель.
Двигатель не идет в ход, при разворачивании от руки работает толчками и не- Обрыв в одной фазе сети или внутренний обрыв в обмотке статора при соединении фаз звездой (явле- Если обрыв фазы происходит во время работы двигателя, то последний может продолжать работать с номинальным вращающим
нормально гудит; в одной фазе статора нет тока. ния, происходящие в двигателе при внутреннем обрыве обмотки статора и соединении фаз треугольником. моментом, но частота вращения при этом сильно понижается, а сила тока настолько увеличивается, что при отсутствии надлежащей максимальной защиты
Неисправность Признаки Причина Устранение
может перегореть обмотка статора или ротора. Проверить вольтметром напряжение на зажимах статора. Если имеется обрыв в одной фазе сети или напряжение во всех трех фазах несимметрично (например, в случае перегорания предохранителя или обрыва в одной фазе первичной обмотки трансформатора), то устранить неисправность сети. Если сеть исправна, то имеется обрыв в обмотке статора.
Двигатель не идет в ход, несмотря на то, что напряжение на зажимах статора номинальное, а сила тока во всех трех фазах статора одинакова; все три напряжения на кольцах, измеренные при неподвижном ра- Обрыв в двух (или в трех) фазах пускового реостата или в соединительных проводах между ротором и пусковым реостатом. Отыскать при помощи мегомметра или контрольной лампы место обрыва и исправить
зомкнутом роторе, равны (при двухфазном роторе два напряжения между средним и крайними кольцами равны между собой, а напряжение между двумя крайними кольцами больше первых двух в 1,4 раза).
При включении двигателя в сеть ротор не вращается — «прилипает»; выведенный из такого состояния, он самостоятельно разворачивается и продолжает нормально работать. Такое явление на-бл юд ается главным образом в короткозамкнутых двигателях. Неудачно выбраны числа пазов статора и ротора. Особенно сильно проявляется «прилипание» при равенстве чисел пазов статора и ротора. Неудачное соотношение чисел зубцов ведет к резкому снижению начального момента двигателя. Установить ротор, имеющий иное число пазов. Чтобы избежать явления «прилипания» и «застревания», заводы-изготовители применяют также скашивание пазов ротора по отношению к пазам статора, т. е. располагают пазы ротора под небольшим углом к оси вала
Двигатель с фазным ротором идет в ход при разомкнутой цепи ротора. Короткое замыкание в роторе. Тщательно проверить, не касаются ли друг друга соседние хомутики лобовых соединений; если касаются, то разогнуть их. Проверить, нет ли соединения между хомутиками
оставшимся после пайки оловом; наплывы олова удалить. Измерить сопротивление изоляции ротора и в случае заземления обмотки или контактных колец устранить его. После определения короткозамкнутой части обмотки заменить поврежденные катушки (секции) новыми или
Неисправность Признаки Причина Устранение
перемотать их. Не ограничиваться частичной переизолировкой, так как перегрев повреждает в большинстве случаев всю изоляцию короткозамкнутых катушек, что грозит в дальнейшем новыми короткими замыканиями. Следует отметить, что иногда двигатель идет в ход и при исправной обмотке ротора от вращающего момента, развиваемого от гистерезиса и вихревых токов, а также при наличии широких бандажей на роторе. Вращающий момент двигателя при этом очень мал. В этом случае ничего предпринимать не нужно, так как двигатель вполне исправен.
Двигатель с короткозамкнутым ротором Нагрузка при пуске велика. Уменьшить нагрузку при пуске.
хорошо идет в ход без нагрузки, с нагрузкой в ход не идет.
Двигатель с короткозамкнутым ротором не достигает нормальной частоты вращения, а «застревает» и начинает устойчиво работать при низкой частоте вращения, которая в несколько раз меньше номинальной (составляет 1/7, 1/11, 1/13 и т. д. номинальной; знаменатели дробей представляют собой нечетные числа, не делящиеся на 3). Чаще всего это происходит при частоте вращения, составляющей 1/7 номинальной. Однако если ротор принудительно привести во вращение с частотой, превы-
Отклонение формы кривой распределения магнитной индукции в зазоре от синусоиды. Основной причиной этих отклонений является неправильное сочетание чисел пазов статора и ротора для данного числа полюсов. При этом в кривой магнитной индукции появляются так называемые высшие гармоники индукции 5, 7, 11, 13-го и т.д. порядка. Указанные гармоники создают поля, вращающиеся в пространстве с частотой вращения, меньшей (в 5, 7, 11 и т.д. раз), чем частота вращения магнитного поля от основной гармоники. Вращающие моменты, создаваемые высшими гармониками, искажая форму кривой момента, могут оказать тормозящее дей-
Заменить ротор другим либо устранить 7-ю гармонику индукции, перемотав обмотку статора, для чего применить двухслойную обмотку с сокращенным шагом (порядка 6/7). Следует отметить, что заводы-изготовители принимают меры для предотвращения явлений «застревания» и «прилипания», а также шумов. Поэтому в машинах заводского изготовления эти явления весьма редки. Все они наблюдаются главным образом в тех случаях, когда для изменения номинальной частоты вращения обмотку статора перематывали на соответственно другое число полюсов, при этом соотношение чисел пазов статора и ротора оказалось неблагоприятным. С этим же явлением можно встретиться при замене ротора другим, взятым от другой машины.
шающей указанное значение, то он разворачивается до номинальной частоты вращения и продолжает нормально работать. ствие на двигатель при его разгоне.
При номинальной нагрузке двигатель вра-щается с частотой, не достигающей номинальной. Напряжение на зажимах двигателя понижено. Повысить напряжение до номинального или, если это невозможно, уменьшить нагрузку во избежание перегрева двигателя.
Неисправность Признаки Причина Устранение
Плохой контакт в цепи ротора. Тщательно проверить все пайки обмоток ротора; те из них, которые неисправны или внушают подозрение, перепаять. Если наружным осмотром не удается обнаружить место плохой пайки, то необходимо произвести проверку паек обмотки ротора методом падения напряжения. Проверить контакты токопод-водов в местах соединения их с обмоткой и контактными кольцами. При перегрузке машины, если снизить нагрузку невозможно, то запросит завод - изготовитель о наибольшей допустимой нагрузке машины. Соблюдать номинальный
режим работы машины. Тщательно очистить машину и продуть ее сжатым воздухом (давление не более 0,2 МПа). Перед продуванием убедиться в том, что поступающий воздух чист и сух. При продувании не пользоваться металлическими мундштуками с острыми краями, так как ими можно легко повредить изоляцию обмоток. Следить за тем, чтобы пыль выдувалась из машины, а не перегонялась из одной ее части в другую. Переменить направление вращения машины или переставить крылья вентилятора. Увеличить площадь сечения канала или трубопровода до нужной величины; устранить излишнее число изгибов. Проверить исправность контактов в местах присоединения соединительных проводов к выводам ротора и пускового реостата. Проверить и почистить контакты и щетки пускового реостата.
Велико сопротивление в цепи ротора (длинные или тонкие провода между ротором и пусковым реостатом, невыведенный или Увеличить сечение проводов; исправить реостат; перенести пусковой реостат ближе к двигателю.
неисправный п.). реостат и т.
Обмотка статора вместо треугольника соединена звездой. Соединить обмотку статора треугольником.
Частота вращения ротора ниже номинальной и сильно колеблется даже при небольшой нагрузке двигателя; ток в статоре сильно пульсирует. Плохой контакт в цепи ротора. Тщательно проверить все пайки обмоток ротора; те из них, которые неисправны или внушают подозрение, перепаять. Если наружным осмотром не удается обнаружить место плохой пайки, то необходимо произвести проверку паек обмотки ротора методом падения напряжения. Проверить контакты токопод-водов в местах соединения их с обмоткой и контактными кольцами. При перегрузке машины, если снизить нагрузку невозможно, то запросит завод - изготовитель о наибольшей допусти-
Неисправность Признаки Причина Устранение
мой нагрузке машины . Соблюдать номинальный режим работы машины. Тщательно очистить машину и продуть ее сжатым воздухом (давление не более 0,2 МПа). Перед продуванием убедиться в том, что поступающий воздух чист и сух. При продувании не пользоваться металлическими мундштуками с острыми краями, так как ими можно
легко повредить изоляцию обмоток. Следить за тем, чтобы пыль выдувалась из машины, а не перегонялась из одной ее части в другую. Переменить направление вращения машины или переставить крылья вентилятора. Увеличить площадь сечения канала или трубо-провода до нужной величины; устранить излишнее число изгибов. Проверить исправность контактов в местах присоединения соединительных проводов к выводам ротора и пускового реостата. Проверить и почистить контакты и щетки пускового реостата. Найти место обрыва стержней в пазовой части ротора, перепаять его или заменить лопнувший стержень ротора.
Двигатель работает устойчиво при половинной номинальной Обрыв в одной фазе ротора. Обрыв может быть в обмотке ротора, в щеточном Определить при помощи мегомметра или контрольной лампы место обрыва и устранить его
частоте вращения и сильно гудит, особенно при пуске. Будучи развернут до номинальной частоты вращения, он продолжает работать нормально, аппарате, в пусковом реостате или в соединениях между ротором и пусковым реостатом.
но при повышении нагрузки частота вращения вновь падает до половины номинальной.
Двигатель хорошо идет в ход и хорошо работает с номинальной нагрузкой, но сила тока в фазах различна (в одной фазе на 73 % больше, чем в двух других фазах) и частота вращения ротора ниже номинальной. Обмотка одной фазы статора остается холодной. Внутренний обрыв в одной фазе обмотки статора при соединении фаз треугольником. Вследствие этого получается открытый треугольник и двигатель хорошо идет в ход. Но так как работают только две фазы, то мощность двигателя понижается на 1/3. Нагревание двигателя при этом зависит от нагрузки и может остаться в пределах нормы. Найти место обрыва, если оно внутри катушки, то заменить последнюю новой или перемотать ее.
Двигатель плохо идет в ход и сильно гудит; сила тока во всех трех фазах различна и при холостом ходе двигателя превышает номинальную. Одна фаза обмотки статора «перевернута». Это большей частью случается у двигателей, имеющих шесть выводов обмотки; причина — неправильное соединение между собой выводов Сделать соединения выводов на доске зажимов согласно схеме соединения, приложенной к двигателю, а при отсутствии ее — по буквенным обозначениям выводов обмотки, руководствуясь нормальной схемой.
на доске зажимов или не- | Проверить и правильно соединить
правильная маркировка выводов. переключатель с двигателем.
Переключатель неправильно соединен с двигателем. Это может быть у двигателей с короткозамкнутым ротором, пуск которых производится переключением обмотки статора со звезды на треугольник посредством специального переключателя.
Одностороннее______| Во время работы | Нарушена правильность | Проверить зазор между шейками и
притяжение ротора двигателя происходит задевание ротора за статор. зазора между статором и ротором вследствие износа вкладышей подшипников, смещения подшипниковых щитов, неправильной установки подшипниковых стояков, деформации стали статора или ротора, изгиба вала. вкладышами и в случае надобности перезалить вкладыши или заменить их новыми; выверить зазор между ротором и статором; при отсутствии установочных штифтов в подшипниковых стояках поставить их; при деформации стали статора опилить ее острым напильником, избегая, однако, при этом образования заусенцев; при деформации стали ротора обточить его или отшлифовать наждачным кругом; проверить вал.
Ротор плохо отбалансирован. Отбалансировать ротор
Неисправность Признаки Причина Устранение
Ненормальный шум в машине Двигатель сильно гудит. Сила тока во всех фазах различна. Нагрев обмотки статора неравномерен. Короткое замыкание в обмотке статора. Найти неисправную катушку, отремонтировать ее или заменить новой
Обмотки статора соединены неправильно. Сделать соединения выводов на доске зажимов согласно схеме соединения, приложенной к двигателю, а при отсутствии ее — по буквенным обозначениям выводов обмотки, руководствуясь нормальной схемой. Проверить и правильно соединить переключатель с двигателем.
Число витков в отдельных катушках обмотки статора неодинаково. Гудение на- Отсоединить все три фазы и параллельные ветви друг от друга. Поочередно дать в каждую фазу (при
блюдается только в случае наличия параллельных ветвей в обмотке и при соединении фаз треугольником. При последовательном соединении всех катушек и соединении фаз звездой неодинаковое число витков в отдельных катушках не вызывает гудения, только сила тока в отдельных фазах различна. последовательном соединении всех катушек) или в каждую ветвь (при параллельном соединении катушек) переменный ток и измерить вольтметром напряжение на отдельных катушечных группах. На катушечных группах, имеющих меньше витков, напряжение будет меньше, чем на исправных катушечных группах. Наибольшая допустимая разность напряжений на отдельных катушечных группах не должна превышать 5 %. Испытание допустимо как при вставленном, так и при вынутом роторе. При вставленном и разомкнутом фазном роторе испытание можно производить при номинальном напряжении. При вынутом роторе или же при вставленном короткозамкнутом роторе напряжение, подведенное к статору, не должно превышать 15—20 % номинального напряжения двигателя. Можно также произвести проверку числа витков катушек статора, питая двигатель со стороны ротора (при фазном роторе).
Двигатель работает нормально, но слы- При наличии параллельных ветвей в обмотке ста- Тщательно выровнять зазор между ротором и статором.
шится гудение низкого тона, отмечена повышенная вибрация. Сила тока во всех трех фазах одинакова. тора катушечные группы в каждой из параллельных ветвей соединены по сосредоточенной схеме; воздушный зазор между ротором и статором неравномерный. Увеличить зазор на 10—20 %, для чего обточить ротор. Однако нужно иметь в виду, что увеличение зазора ведет к ухудшению коэффициента мощности. Пересоединить обмотку статора, распределив катушечные группы каждой параллельной ветви равномерно по всей окружности статора. В электромагнитном взаимодействии ротора и статора при этих двух вариантах соединения фазы имеется определенное различие.
Двигатель во время работы издает сильное гудение высокого тона (свист), исчезаю- Вибрация зубцов статора и ротора из-за неудачного выбора соотношения чисел пазов статора и ротора. Чтобы устранить эту неисправность, необходимо установить новый ротор с иным числом пазов. Но если ограничиться лишь ослаблением шума, то
Неисправность Признаки Причина Устранение
щее сейчас же после выключения тока. Иногда гудение сопровождается сильной вибрацией. В момент совпадения осей некоторых зубцов статора и ротора появляется одностороннее притяжение между зубцами статора и ротора. Механические вибрации, происходящие в упругой среде, какой является воздух, и создают звук. Интенсивность последнего в некоторых случаях может помочь обточка ротора, увеличивающая зазор между ротором и статором. Последнее рекомендуется согласовать с заводом-изготовителем. Шум может быть также ослаблен при эластичной установке машины.
зависит от величины деформации частей, частоты действующей магнитной силы, упругих свойств материала и акустических свойств машины.
Как показал опыт, наибольшие вибрации и соответственно шум (гудение) могут достичь опасной величины при резонансе, когда частота вынужденных колебаний частей (например, ротора) совпадает с частотой собственных колебаний. В подобных случаях работа двигателя может оказаться невозможной из-за задевания ротором стали статора. Опыт показывает, что издавать гудение могут также двигатели со статорными обмотками, выполненными с дробным числом пазов на полюс фазы. Кроме рассмотренных причин гудения, укажем еще на обычное гудение («пение») асинхронных
двигателей, присущее всем электромагнитным устройствам переменного тока и объясняющееся магнитострикционными явлениями. Они заключаются в том, что процесс намагничивания ферромагнитных тел сопровождается изменением их объема. При вращении ротора его зубцы перемещаются относительно зубцов статора, что вызывает пульсацию магнитного потока, а это, в свою очередь, вызывает резкие периодические изменения магнитной индукции в зубцах статора и ротора. Получающиеся при этом
Неисправность Признаки Причина Устранение
периодические изменения объемных размеров зубцов и являются причиной гудения. Чрезмерное гудение по указанной причине появляется при большом магнитном насыщении зубцов двигате-
лей.
Перекрытие контактных колец электрической дугой При пуске двигателя происходит перекрытие контактных колец электрической дугой. У двигателей с регулировкой частоты вращения (т. е. с постоянно налегающими щетками) перекрытие происходит иногда и во время работы двигателя. Контактные кольца и щеточный аппарат загрязнены маслом, медноугольной и другой пылью. При невнимательном уходе возможны также непосредственные замыкания между токопроводами щеток соседних фаз. Содержать в чистоте и исправности контактные кольца и щеточный аппарат. При загрязнении маслом устранить причины попадания его на кольца.
Окружающий воздух обладает повышенной влажностью или насыщен кислотными или щелочными парами. При высоких напряжениях в роторе дополнительно изолировать все токоведущие части щеточного аппарата и траверсы (обмотать лентой, покрыть лаком и т. п.) либо заменить двигатель другим, соответствующим условиям окружающей среды.
Обрыв в соединениях между ротором и пусковым реостатом и в самом реостате. Проверить исправность соединений между ротором и пусковым реостатом; в случае обрыва или плохого контакта в соединениях — устранить неисправность. Совершенно ошибочно мнение, что причиной перекрытия являются не указанные факторы, а перенапряжения, появляющиеся в роторе в момент включения двигателя. Если соединения между ротором и пусковым реостатом исправны и обра-
зуют замкнутую цепь, то в роторе не могут появиться опасные перенапряжения, способные послужить причиной перекрытия.
Не рекомендуется включать двигатель при разомкнутом реостате. При наличии в цепи пускового реостата размыкающего контакта следует ставить щетки реостата на первый рабочий контакт перед включением двигателя, а у жидкостного реостата — немного погру-зить электроды в жидкость._________
і— Коротко об авторах-----------------------------------------
Чупейкина Н.Н. - кандидат технических наук, ОАО ХК «Якутуголь»,
Удодова Э.О. - ТИ (ф) ГОУ ВПО ЯГУ.
Неисправность |___________Признаки________|_________Причина____________|____________Устранение
Двигатель работает устойчиво при половинной номинальной Обрыв в одной фазе ротора. Обрыв может быть в обмотке ротора, в щеточном Определить при помощи мегомметра или контрольной лампы место обрыва и устранить его
частоте вращения и сильно гудит, особенно при пуске. Будучи развернут до номинальной частоты вращения, он продолжает работать нормально, но при повышении нагрузки частота вра- аппарате, в пусковом реостате или в соединениях между ротором и пусковым реостатом.
щения вновь падает до половины номинальной.
Двигатель хорошо идет в ход и хорошо работает с номинальной нагрузкой, но сила тока в фазах различна (в одной фазе на 73 % больше, чем в двух других фазах) и частота вращения ротора ниже номинальной. Обмотка одной фазы статора остается холодной. Внутренний обрыв в одной фазе обмотки статора при соединении фаз треугольником. Вследствие этого получается открытый треугольник и двигатель хорошо идет в ход. Но так как работают только две фазы, то мощность двигателя понижается на 1/3. Нагревание двигателя при этом зависит от нагрузки и может остаться в пределах нормы. Найти место обрыва, если оно внутри катушки, то заменить последнюю новой или перемотать ее.
Двигатель плохо идет в ход и сильно гудит; сила тока во всех трех фазах различна и при холостом ходе двигателя превышает номинальную. Одна фаза обмотки статора «перевернута». Это большей частью случается у двигателей, имеющих шесть выводов обмотки; причина — неправильное соединение между собой выводов на доске зажимов или неправильная маркировка выводов. Сделать соединения выводов на доске зажимов согласно схеме соединения, приложенной к двигателю, а при отсутствии ее — по буквенным обозначениям выводов обмотки, руководствуясь нормальной схемой.
Переключатель неправильно соединен с двигателем. Это может быть у Проверить и правильно соединить переключатель с двигателем.
двигателей с короткозамкнутым ротором, пуск которых производится переключением обмотки статора со звезды на треугольник посредством специального переключателя.
Одностороннее притяжение ротора Во время работы двигателя происходит задевание ротора за статор. Нарушена правильность зазора между статором и ротором вследствие износа вкладышей подшипников, смещения подшипниковых щитов, неправильной установки подшипниковых стояков, деформации стали статора или ротора, изгиба вала. Проверить зазор между шейками и вкладышами и в случае надобности перезалить вкладыши или заменить их новыми; выверить зазор между ротором и статором; при отсутствии установочных штифтов в подшипниковых стояках поставить их; при деформации стали статора опилить ее острым напильником, избегая, однако, при этом образования заусенцев; при деформации стали ротора обточить его или отшлифовать наждачным кругом; проверить вал.
Ротор плохо отбалансирован. Отбалансировать ротор
Неисправность Признаки Причина Устранение
Ненормальный шум в машине Двигатель сильно гудит. Сила тока во Короткое замыкание в обмотке статора. Найти неисправную катушку, отремонтировать ее или заменить новой
всех фазах различна. Нагрев обмотки статора неравномерен. Обмотки статора соединены неправильно. Сделать соединения выводов на доске зажимов согласно схеме соединения, приложенной к двигателю, а при отсутствии ее — по буквенным обозначениям выводов об-
мотки, руководствуясь нормальной схемой. Проверить и правильно соединить переключатель с двигателем.
Число витков в отдельных катушках обмотки статора неодинаково. Гудение наблюдается только в случае наличия параллельных ветвей в обмотке и при соединении фаз треугольником. При последовательном соединении всех катушек и соединении фаз звездой неодинаковое число витков в отдельных катушках не вызывает гудения, только сила тока в отдельных фазах различна. Отсоединить все три фазы и параллельные ветви друг от друга. Поочередно дать в каждую фазу (при последовательном соединении всех катушек) или в каждую ветвь (при параллельном соединении катушек) переменный ток и измерить вольтметром напряжение на отдельных катушечных группах. На катушечных группах, имеющих меньше витков, напряжение будет меньше, чем на исправных катушечных группах. Наибольшая допустимая разность напряжений на отдельных катушечных группах не должна превышать 5 %. Испытание допустимо как при вставленном, так и при вынутом роторе. При вставленном и разомкнутом фазном роторе испытание можно производить при номинальном напряжении. При вынутом роторе или же при вставленном коротко-замкнутом роторе напряжение, подведенное к статору, не должно пре-
вышать 15—20 % номинального напряжения двигателя. Можно также произвести проверку числа витков катушек статора, питая двигатель со стороны ротора (при фазном роторе).
Двигатель работает нормально, но слышится гудение низкого тона, отмечена повышенная вибрация. Сила тока во всех трех фазах одинакова. При наличии параллельных ветвей в обмотке статора катушечные группы в каждой из параллельных ветвей соединены по сосредоточенной схеме; воздушный зазор между ротором и статором неравномерный. Тщательно выровнять зазор между ротором и статором. Увеличить зазор на 10—20 %, для чего обточить ротор. Однако нужно иметь в виду, что увеличение зазора ведет к ухудшению коэффициента мощности. Пересоединить обмотку статора, распределив катушечные группы каждой параллельной ветви равномерно по всей окружности статора. В электромагнитном взаимодействии ротора и статора при этих двух вариантах соединения фазы имеется определенное различие.
Двигатель во время работы издает сильное гудение высокого тона (свист), исчезаю- Вибрация зубцов статора и ротора из-за неудачного выбора соотношения чисел пазов статора и ротора. Чтобы устранить эту неисправность, необходимо установить новый ротор с иным числом пазов. Но если ограничиться лишь ослаблением шума, то
Неисправность Признаки Причина Устранение
щее сейчас же после выключения тока. Иногда гудение со- В момент совпадения осей некоторых зубцов статора и ротора появляется од- в некоторых случаях может помочь обточка ротора, увеличивающая зазор между ротором и статором. По-
провождается ной вибрацией.
силь-
ностороннее притяжение между зубцами статора и ротора.
Механические вибрации, происходящие в упругой среде, какой является воздух, и создают звук. Интенсивность последнего зависит от величины деформации частей, частоты действующей магнитной силы, упругих свойств материала и акустических свойств машины.
Как показал опыт, наибольшие вибрации и соответственно шум (гудение) могут достичь опасной величины при резонансе, когда частота вынужденных колебаний частей (например, ротора) совпадает с частотой собственных колебаний. В подобных случаях работа двигателя может оказаться невозможной из-за задевания ротором стали статора. Опыт показывает, что из-давать гудение могут так-
следнее рекомендуется согласовать с заводом-изготовителем. Шум может быть также ослаблен при эластичной установке машины.
же двигатели со статорными обмотками, выполненными с дробным числом пазов на полюс фазы. Кроме рассмотренных причин гудения, укажем еще на обычное гудение («пение») асинхронных двигателей, присущее всем электромагнитным устройствам переменного тока и объясняющееся магнитострикционными явлениями. Они заключаются в том, что процесс намагничивания ферромагнитных тел сопровождается изменением их объема. При вращении ротора его зубцы перемещаются относительно зубцов статора, что вызывает пульсацию магнитного потока, а это, в свою очередь, вызывает резкие периодические изменения магнитной индукции в зубцах статора и ротора. Получающиеся при этом
Неисправность Признаки Причина Устранение
периодические изменения объемных размеров зубцов и являются причиной гудения. Чрезмерное гудение по указанной причине появляется при большом магнитном насыщении зубцов двигателей.
Перекрытие контактных колец электрической дугой При пуске двигателя происходит перекрытие контактных колец электрической дугой. У двигателей с регулировкой частоты вращения (т. е. с постоянно налегающими щетками) перекрытие происходит иногда и во время работы двигателя. Контактные кольца и щеточный аппарат загрязнены маслом, медноугольной и другой пылью. При невнимательном уходе возможны также непосредственные замыкания между токопроводами щеток соседних фаз. Содержать в чистоте и исправности контактные кольца и щеточный аппарат. При загрязнении маслом устранить причины попадания его на кольца.
Окружающий воздух обладает повышенной влажностью или насыщен кислотными или щелочными парами. При высоких напряжениях в роторе дополнительно изолировать все токоведущие части щеточного аппарата и траверсы (обмотать лентой, покрыть лаком и т. п.) либо заменить двигатель другим, соответствующим условиям окружающей среды.
Обрыв в соединениях между ротором и пусковым реостатом и в самом реостате. Проверить исправность соединений между ротором и пусковым реостатом; в случае обрыва или плохого контакта в соединениях — устра-
нить неисправность.
Совершенно ошибочно мнение, что причиной перекрытия являются не указанные факторы, а перенапряжения, появляющиеся в роторе в момент включения двигателя. Если соединения между ротором и пусковым реостатом исправны и образуют замкнутую цепь, то в роторе не могут появиться опасные перенапряжения, способные послужить причиной перекрытия.
Не рекомендуется включать двигатель при разомкнутом реостате. При наличии в цепи пускового реостата размыкающего контакта следует ставить щетки реостата на первый рабочий контакт перед включением двигателя, а у жидкостного реостата — немного погру-зить электроды в жидкость._________
