Основні несправності двигуна - причини, відео

Електродвигуни, як і всі механізми, схильні до зносу, і при їх експлуатації часто зустрічаються неполадки, поломки або робота з параметрами, що відрізняються від номінальних значень. Оскільки в електродвигуні електроенергія перетворюється в механічну енергію, то очевидно, що несправності електродвигунів можуть бути викликані як неполадками в електричних і електромагнітних системах, так і дефектами в механізмах.

 

 

Електричну складову неполадок поділяють на внутрішню - несправності в обмотках і колекторних контактах двигуна, і зовнішню - поломки в компонентах пускача і в живильних проводах.
Існує безліч алгоритмів для перевірки електричних двигунів в залежності від їх конструкції, типу, габаритів, маси, перебування та режиму роботи.

 

Не може існувати єдино правильної інструкції перевірки електродвигунів, наприклад - один електромотор вільно поміщається на долоні, тоді як інший необхідно піднімати краном, хоч і принцип їх дії може бути однаковим.
Первісна діагностика двигуна тільки своїми руками
Припустимо, електродвигун середніх розмірів, потужністю до 10 кВт коштує на робочому столі. Будь-майстер насамперед спробує прокрутити рукою вал - якщо він обертається вільно, практично без шуму, зберігаючи досить довгий час (секунд десять) обертання по інерції, то можна зробити перший висновок, що з механічною частиною, можливо, все в порядку.

 

Хоча, неполадка в механізмах може виявитися тільки при роботі на номінальних оборотах двигуна, але, якщо при прокручуванні вала рукою вже відчувається «тугий» хід і чути скрегіт, скрипіння і постукування, то можна зробити висновок, що причиною цих явищ є знос підшипників. Якщо діагностується двигун з фазним ротором, або постійного струму, то причиною нехарактерних звуків можуть бути дефекти в токопередающіх кільцях або колекторних щетках.

 

Ще один спосіб перевірки підшипників - посмикати з боку в бік вал двигуна, перпендикулярно і паралельно його осі. Якщо відчувається хитання вала, то швидше за все підшипники зношені. Але може мати місце вироблення посадкового місця підшипника,
рідше - стирання самого вала - такі неполадки характерні для двигунів, які працювали з великою бічною навантаженням на шків, або підключених до погано центрованої сполучної муфті (осі ведучого і веденого фланця не збігалися).

 

Причини і наслідки зношування підшипників в двигуні
Таким чином, навіть не підключаючи і не розбираючи двигун, ні спостерігаючи його в процесі роботи, можна провести початкову діагностику без вимірювальних приладів та інструментів, пробуючи обертати вал рукою і слухаючи видаються їм звуки.

 

Щоб визначити походження звуків, що видаються працюючим електродвигуном, потрібно вимкнути живлення - електромагнітна природа шуму зникне і залишиться тільки тертя або биття обертових механізмів. Якщо чути вереск або скрипіння, яке спостерігалося при малих обертах, то причиною може бути відсутність мастила в підшипниках або їх сильне забруднення.
Сильна вібрація валу двигуна, що обертається по інерції, вказує на знос підшипника або дисбаланс колеса вентилятора, у якого може відколотися одна з лопатей. Биття вала на зношених підшипниках буде все більше зношувати прилеглі поверхні, що може спровокувати ще одну проблему - ротор стосуватиметься статора в процесі обертання, і при цьому буде виділятися металева стружка, посилюючи тертя.

 

 

Тому експлуатувати електродвигун з зношеними підшипниками можна, інакше серйозно ушкодяться колекторні пластини і муздрамтеатр ротора і статора, що сильно погіршить їх електромагнітні характеристики.
Знос підшипників викликає підвищене виділення тепла і споживання електродвигуна при зниженні його ефективності. В асинхронних двигунах короткозамкнений ротор контактує зі статором тільки через підшипники - тому їх знос або дефекти є основною причиною механічних неполадок.

 

Набагато рідше трапляються деформації вала або тріщини в корпусі.

 

Розбирання типового асинхронного двигуна
Оскільки є велика різноманітність конструкцій електричних двигунів, то для розбирання конкретного електродвигуна потрібно вивчати його креслення та інструкцію по ремонту, ознайомитися з наочними відео.

Але в загальних рисах конструкції популярних в побуті електромоторів схожі - на валу ротора знаходяться підшипники кочення, зовнішні обойми яких запресовуються в посадочні місця на внутрішніх поверхнях торцевих щитів (кришок).

 

Самі щити центруються за допомогою проточенной циліндричної кромки, що збігається по розмірах з проточкою на кожусі статора. Фіксація торцевих щитів здійснюється болтовими з'єднаннями. При розбиранні двигуна його вал роз'єднують з відомими механізмами і знімають електродвигун зі станини.
Після цього необхідно зняти з вала елемент передачі механічної енергії (шків, шестерня, фланець і т.д.). Відкрутивши болти кріплення, при допомогою знімача знімають торцеві щити з підшипників, після чого можна обережно вийняти ротор.
Підшипники чистять, заново змащують або замінюють, очищають поверхні ротора і статора, після чого збирають двигун знову. Існує безліч способів знімання підшипників, методів та інструментів.

 

Недостатні обертів електродвигуна
Як правило, виявлення механічних вад в підшипниках не дає відповіді на питання, чому двигун не набирає обертів. Причиною може бути несправність в відомою навантаженні. Але, якщо у вільного від навантаження двигуна підшипники настільки забруднені і зносилися, що вал не може розкрутитися, то таке явище буде спостерігатися дуже недовго - через тертя і великого тепловиділення сталь шарикоподшипников розжариться, і вони будуть буквально перемелені, що в підсумку призведе до заклинювання ротора.

 

Тому причину недостатніх оборотів слід шукати у внутрішніх або зовнішніх електричних неполадки. Насамперед потрібно переконатися в якості електроенергії, що надходить на клеми двигуна - напруга має відповідати номінальному значенню.
Також слід перевірити контактні площадки контакторів пускача - при великих токах вони можуть підгорати, що буде викликати падіння напруги на них. В зношених контакторах може відбуватися брязкіт контактів, що призводить до переривання струму.

 

Народний спосіб перевірити працездатність пускача - підключити до нього інший справний двигун такого ж типу, тієї ж або трохи меншої потужності.
Основні несправності у внутрішній електричній системі, що впливають на обороти двигуна.
Виключивши зовнішні електричні неполадки, необхідно перевірити обмотки двигуна на пробій і обрив. Мультиметр перемикають в режим мегомметра і вимірюють опір ізоляції обмоток, приклавши щупи черзі до кожного висновку та корпусом. Якщо на дисплеї з'явиться нуль, то має місце явний пробою - десь ізоляція перетерлась, і провід безпосередньо контактує з корпусом.

 

При даних вимірах дисплей може показувати опір в межах декількох мегаом - в цьому випадку потрібно дивитися документацію до двигуна, і звіритися з графою опору ізоляції.
Цілком можливо, що підвищена вологість, наявність в двигуні дрібної металевої стружки буде погіршувати діелектричні властивості ізолюючих матеріалів. Дані витоку струму, що протікають крізь дефективних ізоляцію, негативно впливають як на ефективність двигуна, так і електробезпека його експлуатації.

 

Виявлення несправностей в обмотках електродвигунів
Обрив в одній з обмоток може стати причиною того, що двигун не запуститься зовсім і буде сильно гудіти, поки не спрацює захист або НЕ перегорять залишилися котушки. Для виявлення обриву в обмотках трифазного асинхронного двигуна, необхідно від'єднати перемички, що формують підключення зіркою або трикутником і перевірити кожну обмотку окремо.
Такий спосіб буде надійніше за все і не дасть можливості заплутатися починаючому майстрові. Перевірку здійснюють в режимі омметра. Залежно від якості приладу і потужності двигуна, показання омметра буду близькі до нуля, складаючи кілька Ом.

 

 

Тут важливо, щоб опір обмоток було однаково. Умова рівності опору обмоток справедливо також для двигунів постійного струму. У даних двигунах є дві або кілька статорних обмоток і безліч обмоток на роторі, підключених до колекторним контактних пластин.
Якщо в одній з обмоток опір менше, ніж у інших, то це вказує, що між деякими витками котушки сталося коротке замикання, яке називають межвиткового.

 

Виявлення межвиткового замикання в обмотках двигуна
Саме таке межвитковое замикання дуже часто є причиною недостатнього набору оборотів двигуном. Точність у звичайних мультиметров недостатня для вимірювання десятих часток Ома. Тому використовують додатковий опір реостата, формуючи дільник напруги разом з випробуваної обмотки, стабілізований джерело живлення, вольтметр і амперметр. Вимірюють падіння напруги на кожній обмотці - в разі їх справності, показання вольтметра будуть однаковими. Меншу напругу буде вказувати на наявність межвиткового замикання навіть без обчислення опорів обмоток, які можна зробити за формулою, наведеною на малюнку.

 

За умови рівності фаз, межвитковое замикання в обмотках працюючого асинхронного трифазного двигуна можна виявити, вимірявши струми в кожній фазі. Збільшена течія в одній фазі при підключенні обмоток двигуна зіркою, або більший струм в двох фазах при підключенні обмоток трикутником буде вказувати на межвитковое замикання.
Іноді знайти місце межвиткового замикання в асинхронному двигуні можна застосувавши народний метод - виймають ротор, і на обмотки подають знижений трифазну напругу - не більше 40 В (для забезпечення електробезпеки і щоб, котушки не перегоріли).

 

У циліндр горизонтально стоїть статора поміщають металеву кульку, який почне котитися по внутрішній поверхні статора, слідуючи за обертовим магнітним полем.
Якщо кулька раптом прімагнітілась до одного місця, то його місце розташування буде вказувати на межвитковое замикання.

 

Основні неполадки колекторних електродвигунів
У колекторних двигунів постійного і змінного струму часто зустрічається проблема, пов'язана з зносом контактних пластин і щіток колектора. При сильному зносі та забрудненні дотичних поверхонь опір колекторних контактів буде збільшуватися, що призведе до зниження моменту обертання та ефективності двигуна.

 

В кінцевому підсумку такий знос призводить до того, що між щіткою і пластиною періодично пропадає контакт, і в процесі обертання спостерігається переривчаста робота двигуна.
При запуску такої двигун може не запуститься зовсім. Якщо при подачі напруги колекторний двигун постійного або змінного струму іноді запускається після поштовху його валу, то необхідно замінити щітки і почистити колекторні пластини. Іноді спостерігається підвищений іскріння у одній з щіток - це вказує на зсув щітки щодо перпендикулярній осі вала центральної лінії, що проходить через центр. Центрування щіток допоможе усунути даний дефект.

 

Якщо з механічною та електричною частиною двигуна змінного струму все в порядку, але відчувається, що він працює не на максимальній потужності і спостерігається підвищений тепловиділення, то можливо замикання між пластинами муздрамтеатру.
Змінний струм в муздрамтеатрі викликає вихрові струми, які погіршують характеристики двигуна, тому статор і ротор набирають з шихтованних пластин спеціальної електротехнічної сталі. Дані пластини покриваються ізоляцією у вигляді оксидного шару, напилення або лаку.

 

 

Якщо внаслідок механічних пошкоджень або появи іржі ізоляція між шихтованими пластинами порушується, відбувається коротке замикання між ними.
Виявити замикання пластин за допомогою домашніх вимірювальних приладів практично неможливо, тому потрібна повноцінна діагностика несправностей двигуна в спеціалізованій майстерні.
Іноді замикання можна виявити при ретельному огляді поверхні, або помітивши локальний підвищене нагрівання магнітопровода. Але без повного розбирання всього двигуна, включаючи муздрамтеатр, даний дефект усунути неможливо.