Електродвигуни являють собою досить складні механізми, які здатні розвивати велику потужність, за рахунок чого забезпечують роботу багатьох пристроїв. Область їх застосування велика – їх можна виявити в пилососі, м’ясорубці, пральній машині. Але тільки побутовими умовами все не обмежується, і ці механізми можуть бути частиною промислового обладнання, де здатні на набагато більший функціонал. При цьому рано чи пізно, але трапляються несправності електродвигунів.
Якщо в побуті поломка обмежується лише дискомфортом, то в промислових масштабах це призводить до вимушених перерв в роботі електричного обладнання. А такі затримки у виробництві вкрай небажані, тому необхідно своєчасно виявити причину несправності і якомога швидше усунути її.
Пристрій електродвигунів
Вдаватися в подробиці не має сенсу, тому обмежимося коротким курсом. З конструктивної точки зору, будь-який електродвигун складається з двох основних частин:
- Статор — являє собою стаціонарну деталь, яка закріплена на корпусі механізму.
- Ротор – вращающая частина, за рахунок якої проводиться робота пристроїв.
При цьому ротор знаходиться в порожнині статора і механічно ніяк з ним не контактує, але в той же час може стикатися через підшипники. При аналізі на предмет виявлення несправностей електродвигуна вентилятора або будь-якого іншого пристрою в першу чергу перевіряється здатність ротора обертатися. Для цього насамперед повністю знімається напруга з схеми живлення і тільки після цього можна вручну прокрутити ротор.
Для роботи електричного силового агрегату необхідні два важливі умови. По-перше, на його обмотку (у багатофазних електродвигунів їх декілька) має подаватися номінальна напруга. По-друге, електрична і магнітна схема повинна бути повністю в справному стані.
Електродвигуни, що працюють на постійному струмі
Ці механізми мають досить широким спектром використання:
- вентилятори комп’ютерних пристроїв;
- стартери транспортних засобів;
- потужні дизельні станції;
- зернозбиральні комбайни і т. п.
Магнітне поле статора даних механізмів створюється двома електромагнітами, які зібрані на спеціальних сердечниках (магнітопроводах). Навколо них розташовуються котушки з обмотками.
Магнітне поле рухомого елемента формується струмом, який проходить через щітки колекторного вузла вздовж обмотки, покладеної в пазах якоря. Тему несправності ротора електродвигуна ми обов’язково порушимо, але трохи пізніше.
Електродвигуни змінного струму
Ці механізми можуть бути як асинхронними, так і синхронними. Можна виявити деяку подібність між асинхронними моделями і двигунами, що працюють на постійному струмі. Тим не менш, існують конструктивні відмінності. Ротор асинхронних силових електричних установок виконаний у вигляді короткозамкненої обмотки (пряма подача струму на неї від електроустановки відсутній). В народі така конструкція одержала досить звучне найменування – «біляче колесо». Крім цього, у таких двигунах інший принцип розташування витків статора.
У синхронних силових агрегатів обмотки котушок на статорі розташовуються під однаковим кутом зсуву між собою. Завдяки цьому формуються силові лінії електромагнітного поля, що обертається з певною швидкістю.
Всередині цього поля розташовується електромагніт ротора. Під впливом прикладеного магнітного поля, він теж починає рухатися у відповідності з частотою, синхронної швидкості обертання прикладеної сили.
Оцінка обертання ротора
Виявлення несправностей електродвигуна змінного струму включає різні маніпуляції з ротором. Часто можливість оцінити ступінь обертання цього рухомого елемента ускладнюється через підключеного приводу. Приміром, у силового агрегату пилососа його можна без проблем розкрутити руками. А для того щоб провернути робочий вал перфоратора, необхідно прикласти деякі зусилля. Але а якщо вал з’єднаний з черв’ячним редуктором, то в цьому випадку із-за особливостей даного механізму провернути його й зовсім не вийде.
Саме з цієї причини перевірка обертання ротора здійснюється тільки при вимкненому приводі. Але що може ускладнювати його обертання? На це є кілька причин:
- Контактні майданчики ковзання зносилися.
- У підшипниках відсутнє мастило або ж був використаний неправильний склад. Іншими словами, звичайний солідол, яким прийнято заповнювати шарикопідшипники, при сильною негативною температурі густіє. Це може служити причиною поганого запуску електричного механізму.
- Наявність між статором і ротором бруду або сторонніх предметів.
Як правило, причину несправності електродвигуна щодо підшипника визначити неважко. Розбита деталь починає видавати шум, що додатково супроводжується люфтом. Для виявлення цього достатньо похитати ротор у вертикальній або горизонтальній площині. Також можна спробувати всовуються і витягувати ротор вздовж його осі. При цьому варто врахувати, що незначний люфт для більшості моделей силового агрегату є нормою.
Перевірка щіток
Пластини колектора, по суті, є контактним з’єднанням безперервної частини обмотки якоря. Через це підключення до щіток підводиться електричний струм. Поки силовий агрегат знаходиться в справному стані, в цьому вузлі формується перехідний електричний опір. На щастя воно не здатне надавати якогось значного впливу на роботу механізму.
Як визначити несправність електродвигуна? У тих силових агрегатів, які піддаються сильним навантаженням у період експлуатації, зазвичай забруднюються пластини колектора. Крім того, в пазах може накопичуватися графітовий пил, що негативно позначається на ізоляційних властивостей.
Самі щітки притискаються до пластин під дією пружин. Під час роботи електродвигуна графіт поступово стирається, довжина стрижня щіток скорочується, а зусилля, що створюється пружиною, зменшується. В результаті контактний тиск слабшає, що призводить до збільшення перехідного електричного опору. З-за цього колектор починає іскрити.
Зрештою, це призводить до підвищеного зносу щіток, включаючи мідні пластини колектора. В свою чергу все в підсумку закінчується поломкою двигуна. З цієї причини важливо регулярно перевіряти щітковий вузол, ретельно оглядаючи чистоту поверхонь. У ході пошуку причин несправності електродвигуна також не слід забувати про вироблення самих графітових щіток, включаючи умови роботи пружин.
Виявлені забруднення слід прибирати шматком м’якої ганчірки, попередньо змоченою в розчині технічного спирту. Проміжки між пластин необхідно очищати за допомогою воронила з твердої не смолистої породи деревини. За самим щіток можна пройтися дрібнозернистим наждачним папером.
При виявленні на пластинах колектора вибоїн або вигорілих ділянок, сам вузол подергается механічній обробці, включаючи полірування, поки не будуть усунені всі нерівності.
Основні причини, що викликають несправності електродвигунів
Після збору електродвигунів в заводських умовах, вони піддаються різного тестування. І по їх завершенню вони вважаються повністю справними і поставляються на ринок або безпосередньо до замовника. Згодом всі несправності, які виникають, виявляються в ході подальшої експлуатації силових агрегатів.
До числа основних причин несправностей електродвигунів можна приписати порушення умов транспортування від виготовлювача до місця призначення. У більшості випадків поломка може статися на етапі завантаження або розвантаження електричних моторів. Також далеко не кожна компанія відповідально ставиться до самої перевезення вантажу, зокрема не дотримуючись рекомендації щодо транспортування електродвигунів.
Ще одна причина – це порушення правил зберігання. В результаті руйнуються основні вузли силових агрегатів із-за впливу перепадів температури, рівня вологості та інших зовнішніх факторів.
Несправності електродвигуна і способи їх усунення
Серед великої кількості поломок можна виділити випадки, які спостерігаються найчастіше:
- Не обертається якір при підключенні електромережі, що може бути обумовлено малим струмом або повною його відсутністю.
- Не розвивається необхідна частота обертання. Тут причиною несправності може бути зношений підшипник.
- Перегрів електродвигунів. У цьому разі причин досить багато – від перевантаження пристрою до порушення вентиляції.
- Сильне гудіння механізму при роботі, а також поява диму. Можливо, замкнуті витки певних котушок.
- Механізм сильно вібрує – викликано внаслідок порушення балансування вентиляторного колеса або іншої частини силового агрегату. Виявити це можна в ході візуального огляду.
- Кнопка відключення відмовляється працювати. Зазвичай так буває, коли «залипають контакти на магнітному пускачі.
- Сторонні шуми на тлі перегріву підшипника. Така поломка зазвичай викликана сильним забрудненням деталі або її зносом.
Це далеко не весь список несправностей асинхронних електродвигунів (та інших), які можуть виникнути в процесі експлуатації електричних силових установок. Визначити інші поломки зможе тільки досвідчений фахівець. Розберемо більш докладно деякі не менш поширені несправності.
Рівномірний перегрів статора
У деяких випадках активна сталь статора електродвигунів починає перегріватися, хоча навантаження має номінальні параметри. При цьому нагрів може бути рівномірним або нерівномірним. У першому випадку причина може полягати в напрузі, яке вище номінального значення або ж вся справа в вентиляторі. Причина такої несправність усувається нескладно – для цього необхідно знизити навантаження або підсилити двигун вентилятора.
При визначенні несправностей електродвигуна також важливо звернути увагу на те, як з’єднані обмотки статора. Зазвичай тут все залежить від величини номінальної напруги:
- Для низьких значень використовується з’єднання «трикутник».
- Для більш високої напруги передбачено з’єднання «зірка».
Іншими словами, для «трикутника» – це 220 В, а для «зірки» – 380 Ст. В іншому випадку може виникнути перевантаження силового агрегату, що і загрожує його перегрівом.
Нерівномірний перегрів статора
У разі нерівномірного перегріву причин кілька. Це може бути пробій в обмотці статора, замикання на корпус. З-за цього зубці не тільки вигорають, але і можуть оплавитися.
Також цьому може сприяти замикання проміж деяких пластин, викликане задирками. До того ж не можна виключати і дотик ротора до корпусу статора. У цьому разі усунення несправностей електродвигуна буде зведено до вирізання несправних елементів, видалення задирок. Після цього необхідно ізолювати листи один від одного за допомогою слюди або спеціального картону.
При наявності занадто великої кількості ушкоджень робиться перешихтовка активної сталі статора з переизолировкой всіх аркушів. Сама стаціонарна деталь перемотується.
Вся справа в роторі
При наступних характерних ознаках причину несправності ротора слід шукати у неякісній пайку його ланцюга:
- перегрів ротора;
- гудіння;
- гальмування;
- несиметричні показання струмах у фазах.
Перш ніж починати ремонтувати ротор, слід обстежити, наскільки якісно була виконана пайка його обмоток. При необхідності, варто перепаяти, те ж саме треба зробити з тими ділянками, які викликають побоювання.
Також можуть бути випадки, коли несправність електродвигуна обумовлена тим, що ротор нерухомий і розімкнений, хоча на трьох кільцях однакову напругу. У цьому випадку причина несправності, швидше за все, криється в розрив проводів, що з’єднують ротор з пусковим реостатом. Як правило, це обумовлено зносом вкладишів, зрушенням щитів підшипників, з-за чого ротор починає притягатися до статора. Ремонт ротора – це заміна вкладишів, а також регулювання щитів підшипників.
Крім цього, щітки й колектор можуть іскрити або нагріватися. Це може відбутися з кількох причин:
- щітки прийшли в непридатність;
- невірна установка щіток;
- розміри щіток не відповідають габаритам обойми тримача;
- неякісне з’єднання щіток з арматурою.
В цьому випадку достатньо в точності виставити щітки разом з власниками.
Підвищені вібрації
З технічної точки зору подібне явище теж можна вважати несправність електродвигуна. Зазвичай сильні вібрації виникають внаслідок розбалансування ротора, муфти або шківа. Також цього явища може сприяти неакуратне центрування валів пристрою, викривлення з’єднувальних напівмуфт.
Першим ділом необхідно виконати балансування ротора, для чого відбалансувати напівмуфти зі шківами. Також потрібно відцентрувати двигун. Поставити напівмуфту в правильне положення, але для цього спочатку її потрібно зняти. Відшукати точку неякісного з’єднання або розриву, після чого усунути поломку.
Поради фахівців
Однієї тільки встановленням електродвигуна все не закінчується, що підтверджується багатьма фахівцями. Необхідно вжити усі необхідні заходи, щоб продовжити термін експлуатації електричних силових установок.
Зокрема з боку персоналу необхідно:
- Забезпечити захист електродвигунів спеціальними пристроями.
- Встановити пристрій плавного пуску електродвигуна. Це дозволить збільшити термін служби не тільки силового агрегату, але і його приводу.
- Встановити теплове реле. З його допомогою можна уникнути теплових перевантажень, що дуже важливо для електродвигунів.
- Виключити попадання вологи на корпус двигуна і в його порожнину. Тим самим можна забезпечити його працездатність, оскільки цей фактор негативно впливає на внутрішні компоненти електродвигуна.
- Необхідно регулярно проводити технічне обслуговування. Це очищення самого двигуна від забруднень, змазування підшипників, підтяжка контактів.
- Не займатися ремонтом силових електричних установок без належного досвіду і навичок. Цю роботу краще довірити фахівцям.
До того ж, важливо своєчасно виявити несправність електродвигуна і усунути її, оскільки від цього залежить час затримки виробництва. А воно, як відомо, на вагу золота, якщо не ще цінніше.
