Неисправности асинхронных электродвигателей и способы их устранения

Подробности

Категория: Электрические машины

• ремонт
• электродвигатель
• повреждения

• Назад
• Вперёд

9 типичных неисправностей электродвигателя и способы их устранения

В этом обзоре мы рассмотрим типичные неисправности трехфазных асинхронных электродвигателей и способы их предупреждения и устранения.

Электрические неисправности электродвигателя

Электрические неисправности двигателя всегда связаны с обмоткой.

1. Межвитковое замыкание может возникнуть при ухудшении изоляции в пределах одной обмотки. Возможные причины: перегрев обмотки, некачественная изоляция, износ изоляции вследствие вибрации. Определить межвитковое замыкание бывает сложно. Основной метод диагностики – сравнение сопротивления и рабочего тока всех трех обмоток. Первые симптомы межвиткового замыкания – повышенный нагрев двигателя и падение момента на валу. При этом по одной из фаз ток больше, чем по двум другим.
2. Замыкание между обмотками происходит из-за смещения обмоток, механической вибрации и ударов. При отсутствии должной электрической защиты может возникнуть короткое замыкание и пожар.
3. Замыкание обмотки на корпус. При данной неисправности электродвигатель может продолжать работать, если неправильно выполнены заземление и защита от короткого замыкания. Однако в работе он будет смертельно опасен, так как его потенциал будет находиться под фазным напряжением.
4. Обрыв обмотки. Эта неисправность равносильна пропаданию фазы. Если обрыв происходит в работе, то двигатель резко теряет мощность и начинает перегреваться. При правильно выполненной защите двигатель отключится, поскольку ток по другим фазам будет повышен.

Для устранения большинства из этих поломок требуется перемотка двигателя.

Механические неисправности электродвигателя

Механические неисправности электродвигателя связаны с его конструкцией.

1. Износ и трение в подшипниках. Проявляется в повышении механической вибрации и шума при работе. В этом случае требуется замена подшипников, иначе неисправность приведет к перегреву и падению производительности двигателя.
2. Проворачивание ротора на валу. Ротор может вращаться в магнитном поле статора, а вал будет неподвижен. Требуется механическая фиксация ротора на валу.
3. Зацепление ротора за статор. Эта проблема связана с механической поломкой подшипников, их посадочных мест или корпуса двигателя. Кроме того, подобная неисправность приводит к повреждению обмотки статора. Практически не подлежит ремонту.
4. Повреждение корпуса двигателя. Может происходить из-за ударов, повышенных нагрузок, неправильного крепления или низкого качества двигателя. Ремонт является трудоемким из-за трудностей соосной установки переднего и заднего подшипников.
5. Проворачивание или повреждение крыльчатки обдува. Несмотря на то, что двигатель продолжит работать, он будет перегреваться, что существенно сократит срок его службы. Крыльчатку необходимо закрепить (для этого используется шпонка или стопорное кольцо) или заменить.

Аварийные ситуации при работе электродвигателя

Существуют неисправности, не связанные непосредственно с двигателем, но влияющие на его работу, характеристики и срок службы. Большинство этих неисправностей вызваны механической перегрузкой, увеличением тока, и, как следствие, перегревом обмоток и корпуса.

1. Увеличение нагрузки на валу вследствие заклинивания привода либо приводимых механизмов.
2. Перекос напряжения питания, который может быть вызван проблемами питающей сети либо внутренними проблемами привода.
3. Пропадание фазы, которое может произойти на любом участке питания двигателя – от питающей трансформаторной подстанции до обмотки двигателя.
4. Проблема с обдувом (охлаждением). Может возникнуть из-за повреждения крыльчатки двигателя при собственном охлаждении, из-за останова вентилятора внешнего принудительного охлаждения или вследствие значительного повышения температуры окружающей среды.

Способы защиты электродвигателя

Для защиты электродвигателя от внутренних и внешних неисправностей, а также для минимизации дальнейших трудозатрат по его ремонту применяют различные устройства.

1. Мотор-автоматы и тепловые реле

Мотор-автоматы (автоматы защиты двигателя) и тепловые реле используют для обнаружения превышения тока по одной или всем фазам двигателя. В случае превышения через некоторое время происходит отключение привода.

В отличие от мотор-автомата, у теплового реле нет силовой коммутации. Оно имеет только управляющий контакт, который размыкает питание силовой цепи. Мотор-автомат является самостоятельным коммутационным устройством, способным выключать двигатель.

Минус теплового реле заключается в отсутствии защиты от короткого замыкания. Мотор-автомат имеет защиту от перегрузки и электромагнитную защиту от короткого замыкания, которая мгновенно срабатывает и выключает двигатель при превышении тока уставки в 10-20 раз.

Данные устройства используются наиболее широко и при правильной установке и настройке способны с большой долей вероятности защитить электродвигатель и оборудование от поломки и других негативных последствий.

2. Электронные реле защиты двигателей

Данный вид защиты обеспечивает большой выбор различных защит. Основным элементом таких реле является микропроцессор, который анализирует мгновенные значения напряжения и тока и принимает решения на основе заданных настроек. Это может быть выдача сигнала на индикацию либо на отключение двигателя.

3. Термисторы и термореле

Когда по какой-то причине не сработала тепловая защита по перегрузке, последний рубеж обороны — термозащита. Внутрь обмотки устанавливается термочувствительный элемент (как правило, термистор или позистор), который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры. При пересечении порога срабатывает соответствующая защита, и двигатель отключается.

Возможно применение более простых дискретных термореле (термоконтактов), которые размыкают контрольную или тепловую цепь, что приводит к аварийной остановке электродвигателя.

4. Преобразователи частоты

Обычно преобразователи частоты располагают несколькими видами защиты – по превышению момента и тока, по превышению напряжения, обрыву фазы и проч. Кроме того, возможно ограничение момента и тока. В этом случае на двигатель будет подаваться напряжение с меньшим уровнем и частотой, если будет обнаружена перегрузка. При этом будет выдано соответствующее сообщение оператору, а двигатель может продолжать работать.

Также производители частотных преобразователей рекомендуют устанавливать защитный автомат на входе ПЧ, тепловое реле на выходе и термисторную защиту.

Другие полезные материалы:
Выбор электродвигателя для компрессора
Как определить параметры двигателя без шильдика?
Выбор мотор-редуктора для буровой установки

5 причин отказа двигателя и способы их предотвращения

• Дата статьи: 05.16.2018

• Категория: Связанные с продуктом
• Категория: Образовательные
• Категория: Муфты Раздел

Все электродвигатели имеют заранее установленный срок службы, обычно от 30 000 до 40 000 часов. Однако это зависит от надлежащего обслуживания, без которого они, скорее всего, сломаются намного быстрее. Понимание пяти основных причин отказа двигателя, а также шаги, которые можно предпринять для снижения риска возникновения этих отказов, дадут вашему двигателю наилучшие шансы на достижение максимально возможного срока службы.

Полный ассортимент электродвигателей см. здесь

1. Электрическая перегрузка

Электрическая перегрузка или перегрузка по току вызывается чрезмерным током, протекающим в обмотках двигателя, превышающим расчетный ток, который двигатель может эффективно и безопасно выдерживать. Это может быть вызвано низким напряжением питания, в результате чего двигатель потребляет больше тока, пытаясь сохранить свой крутящий момент. Это также может быть результатом короткого замыкания проводников или чрезмерного напряжения питания.

Возможное решение: Электрическую перегрузку можно предотвратить, установив эффективную защиту от перегрузки по току, которая обнаружит перегрузку по току и отключит питание.

2. Низкое сопротивление

Наиболее распространенной причиной отказа двигателя и, вероятно, наиболее трудной для устранения является низкое сопротивление. Низкое сопротивление вызвано ухудшением изоляции обмоток из-за таких условий, как перегрев, коррозия или физическое повреждение. Это приводит к недостаточной изоляции между проводниками или обмотками двигателя, что может привести к утечкам и коротким замыканиям и, в конечном итоге, к отказу двигателя.

Возможное решение: Следует регулярно проверять изоляцию на наличие признаков износа и заменять ее до того, как низкое сопротивление приведет к выходу из строя.

3. Перегрев

Около 55% повреждений изоляции двигателей происходят из-за перегрева. Перегрев может быть вызван плохим качеством электроэнергии или высокой температурой рабочей среды. На каждые 10°С повышения температуры двигателя срок службы изоляции снижается на 50%.

Возможное решение: Крайне важно, чтобы двигатель оставался как можно более прохладным, обеспечение охлаждения рабочей среды, если это возможно, поможет предотвратить поломки.

4. Загрязнение

Загрязнение пылью, грязью и химическими веществами является одной из основных причин поломки двигателя. Инородные тела, попавшие внутрь двигателя, могут повредить дорожки качения и шарики подшипников, что приведет к высокому уровню вибрации и износу. Он также может заблокировать охлаждающий вентилятор, ограничивая способность двигателя регулировать свою температуру и повышая вероятность перегрева.

Возможное решение: Предотвратить загрязнение относительно легко. Держите рабочие места, инструменты и приспособления как можно более чистыми, чтобы исключить возможность попадания загрязнений в двигатель. Кроме того, планируя рабочее место, постарайтесь расположить двигатели подальше от шлифовальных станков, которые производят большое количество загрязняющих веществ.

5. Вибрация

Вибрация может привести ко многим проблемам с двигателем и, в конечном итоге, к его преждевременному выходу из строя. Вибрация часто возникает из-за расположения двигателя на неровной или неустойчивой поверхности. Однако вибрация также может быть результатом основной проблемы с двигателем, такой как разболтанные подшипники, несоосность или коррозия.

Возможное решение. Двигатели следует регулярно проверять на вибрацию с помощью инструмента анализа двигателя, такого как относительно недорогой индикатор состояния машины SKF CMDT Plug & Play или динамический анализатор двигателя EXP4000. Чтобы уменьшить вибрацию, убедитесь, что двигатель расположен на плоской, устойчивой поверхности. Если вибрация все еще возникает, проверьте наличие признаков износа, а также незакрепленных подшипников или смещения. Подумайте о том, чтобы обратиться к специалисту, если источник вибрации не может быть идентифицирован.

Ссылки по теме

Электродвигатели

Индикаторы состояния машин SKF

Связанные статьи

• Все о муфтах

• Проблемы с электродвигателем и решения

• Джейсон Бак получил награду «Сотрудник месяца» за апрель 2021 г.

Проблемы с электродвигателями и их решения

Электродвигатели, часто являясь движущим компонентом оборудования, играют центральную роль в оборудовании в любой отрасли. Отказ в этой критически важной части оборудования может иметь катастрофические последствия для бизнеса, чреват высокими затратами и длительным периодом простоя.

Понимание общих проблем, которые могут возникнуть с электродвигателями, может помочь вам принять меры, чтобы избежать отказов и дать вашему электродвигателю наилучшие шансы на достижение максимально возможного срока службы.

Посмотреть весь ассортимент электродвигателей

1. Низкое сопротивление

Низкое сопротивление является наиболее распространенной причиной выхода из строя электродвигателей. Его также часто бывает труднее всего преодолеть. В таких условиях, как перегрев, коррозия или физическое повреждение, может произойти разрушение изоляции внутренних обмоток двигателя. Это приводит к недостаточной изоляции между обмотками или проводниками двигателя, что приводит к коротким замыканиям, утечкам и, в конечном итоге, к отказу двигателя.

Регулярно проверяйте изоляцию обмоток на наличие признаков износа и заменяйте ее до того, как низкое сопротивление приведет к выходу из строя. Если вы не уверены, проконсультируйтесь со специалистом.

2. Перегрев

Перегрев обычно вызывается либо высокой температурой рабочей среды, либо плохим качеством электроэнергии. Он является причиной около 55% отказов изоляции в электродвигателях. На каждые 10 градусов Цельсия повышения температуры двигателя срок службы изоляции сокращается вдвое.

Во избежание перегрева электродвигатели должны быть максимально охлажденными. Это можно сделать, поддерживая как можно более прохладную рабочую среду и регулярно проверяя температуру двигателя.

3. Электрическая перегрузка

Электрическая перегрузка также обычно называется перегрузкой по току. Это вызвано чрезмерным протеканием тока в обмотках двигателя, который превышает расчетный ток, который двигатель может эффективно и безопасно пропускать.

Перегрузка по току часто является результатом низкого напряжения питания, что приводит к тому, что двигатель потребляет больше тока для поддержания крутящего момента. Электрическая перегрузка также может быть вызвана коротким замыканием проводников или чрезмерным напряжением питания.

Важно установить эффективную защиту от перегрузки по току, которая способна обнаруживать перегрузку по току и прерывать подачу питания для защиты двигателя.

4. Вибрация

Вибрация может сильно повредить электродвигатели, часто вызывая преждевременный выход из строя. Это часто вызвано тем, что двигатель расположен на неровной или неустойчивой поверхности. Однако вибрация также может быть результатом основной проблемы с двигателем, такой как несоосность или коррозия.

Электродвигатели следует регулярно проверять на наличие вибрации с помощью анализатора двигателя.

Убедитесь, что электродвигатели установлены на ровной и устойчивой поверхности. Если вибрация все еще возникает, проверьте наличие признаков износа, а также несоосность или ослабление подшипников. Подумайте о том, чтобы обратиться к специалисту, если источник вибрации не может быть легко идентифицирован.

5. Загрязнение

Электродвигатели часто работают в среде, где присутствуют пыль, грязь и химикаты, которые могут попасть внутрь двигателя, что приведет к загрязнению и отказу двигателя. Эти загрязняющие вещества могут вызвать вмятины на дорожках качения и шариках подшипников, что приведет к высокому уровню вибрации и износу. Они также могут блокировать охлаждающий вентилятор, ограничивая способность двигателя регулировать свою температуру и повышая вероятность перегрева.

Поскольку загрязнение является одной из основных причин выхода из строя электродвигателей, важно предотвратить его попадание в двигатель. К счастью, это относительно легко.