Почему электродвигатель теряет мощность?

9 основных неисправностей электродвигателя

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.

https://www.youtube.com/watch?v=2UvCU_o2T7c

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

Источник: https://tehprivod.su/poleznaya-informatsiya/osnovnye-neispravnosti-elektrodvigatelya.html

Пропала тяга двигателя: почему так происходит и что делать водителю

Как правило, в процессе длительной эксплуатации транспортного средства практически каждый водитель рано или поздно замечает, что двигатель плохо тянет. Другими словами, силовой агрегат с трудом справляется с нагрузками, отмечается потеря мощности, агрегат нужно раскручивать до высоких оборотов для поддержания привычного темпа, машина хуже разгоняется с места, медленно набирает скорость и т.п.

При этом мотор во многих случаях работает ровно, не троит, нет повышенных вибраций, посторонних звуков, стука или шума во время работы ДВС. Сразу отметим, существует достаточно широкий список возможных причин, по которым не тянет прогретый двигатель, отмечается потеря мощности мотора на холодную и/или на горячую.

В этой статье мы поговорим о том, почему не тянет двигатель, а также рассмотрим наиболее распространенные неисправности, которые проявляются в виде потери тяги силового агрегата.

Мотор не тянет: основные причины снижения мощности двигателя

Итак, если никаких других симптомов, кроме потери тяги, не обнаружено, тогда сразу необходимо обратить внимание на качество топлива, исправность работы системы зажигания и питания.

• Как показывает практика, больше половины случаев снижения отдачи от ДВС связаны с горючим. Двигатель не тянет по причине того, что в бак может быть залито некачественное или неподходящее для данного типа мотора топливо (например, 92-й бензин вместо 95-го).

В ряде случаев после заправки могут также возникнуть проблемы с запуском мотора, появляется детонация двигателя. Для решения указанной проблемы бывает достаточно разбавить имеющееся горючее более качественным. Реже возникает необходимость полностью сливать топливо из бака, после чего производится дополнительная промывка системы питания.

Обычно такие манипуляции необходимы тогда, когда параллельно потере тяги отмечена неустойчивая работа ДВС, обороты скачут или плавают на ХХ и под нагрузкой, двигатель плохо заводится, на панели горит «чек» и т.д.

https://www.youtube.com/watch?v=vGJJl3SL4DQ

Также владельцы бензиновых моторов могут самостоятельно определить качество бензина по свечам зажигания и их внешнему виду. Для проверки свечи нужно выкрутить из двигателя. Нарушение процесса сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах, а также наличие примесей в горючем можно выявить по нагару на свечах зажигания и его цвету.

Например, если в топливе много сторонних металлсодержащих присадок и добавок, тогда юбка и электроды могут покрываться красноватым нагаром (кирпичного цвета). Черный нагар укажет на то, что топливо сгорает неполноценно и т.д. В любом случае, сбои в процессе сгорания рабочей смеси приводят к тому, что двигатель перестает тянуть.

• Следующим шагом при диагностике становится проверка свечей зажигания. Снижение эффективности работы данных элементов также сопровождается падением мощности силового агрегата.

Особенно это заметно при резких ускорениях, причем когда автомобиль уже движется на высокой скорости. Другими словами, у мотора не остается «запаса» для дальнейшего ускорения.

Свечи могут оказаться грязными, также не следует исключать того, что их ресурс подошел к концу. Чтобы устранить данную проблему, можно произвести чистку свечей или сразу заменить весь комплект на новый.

При этом важно учитывать, что если новые свечи правильно подобраны для конкретного двигателя по калильному числу и другим параметрам, но все равно быстро загрязняются, тогда причина потери тяги не в них. Образование нагара в этом случае указывает на проблемы со смесеобразованием или сгоранием топливного заряда в цилиндрах.

• Если со свечами все в порядке, тогда необходимо проверить состояние топливного и воздушного фильтра. В первом случае недостаточная пропускная способность может приводить к тому, что в цилиндры не подается нужного количества топлива для приготовления так называемой «мощностной» смеси.

В результате двигатель теряет мощность, то есть не тянет под нагрузками. В подобной ситуации достаточно заменить указанный фильтрующий элемент. Что касается воздушного фильтра, проблема похожа на фильтр топлива, однако в этом случае в составе топливно-воздушной смеси отмечена нехватка воздуха.

Это приводит к тому, что топливо без достаточного количества кислорода сгорает неполноценно. Мощность мотора в подобных условиях закономерно падает, в камере сгорания образуется нагар, усиленно загрязняются свечи и т.д. Для решения проблемы воздушный фильтр двигателя также необходимо заменить.

Неисправности системы питания, зажигания и нарушенное смесеобразование

Если неполадки со свечами зажигания и фильтрами можно определить прямо на дороге, то более серьезные проблемы, связанные с системой питания и зажигания, диагностировать и устранить на месте намного сложнее. В случаях, когда двигатель не набирает обороты, а также отмечены рывки и провалы при нажатии на педаль газа, необходима проверка и настройка карбюратора или инжектора.

Давайте заострим внимание на более распространенном электронном впрыске. В списке основных неисправностей современных инжекторных ДВС выделяют:

• неполадки, снижение производительности или загрязнение фильтра-сеточки бензонасоса;
• неисправности инжекторных форсунок;
• проблемы с датчиками ЭСУД или ЭБУ;
• неисправности системы зажигания;
• подсос воздуха и негерметичность топливных магистралей;

Если говорить о системе зажигания, кроме свечей следует также проверить УОЗ, высоковольтные провода, катушки зажигания и т.д. Что касается топливоподачи, на начальном этапе следует замерить давление в топливной рампе (рейке). Параллельно проверяется и регулятор давления в топливной рампе.

Зачастую на многих авто  неполадки связаны с топливным насосом, который находится в бензобаке, а также с указанным регулятором. Для замера давления топлива к рейке подключается манометр, полученные значения сравниваются с рекомендуемыми для конкретного двигателя. Если давление ниже нормы, тогда виновником может оказаться как бензонасос, так и регулятор давления.

https://www.youtube.com/watch?v=ZD4yBUYM4Jw

Задачей регулятора является сброс лишнего топлива в обратку в тот момент, когда давление выше нормы. Если настройки сбились или сам регулятор течет или неисправен, тогда топливо будет сбрасываться в обратку раньше времени. Чтобы это проверить, компрессором или насосом накачивается воздух, давление в рейке растет. Если регулятор сработал раньше того показателя давления, который рекомендуется, элемент нужно отрегулировать или заменить.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему двигатель дергается при разгоне. Из этой статьи вы узнаете об основных причинах рывков двигателя при резком нажатии на газ, а также о способах определения данной проблемы и ремонта.

В том случае, если бензонасос не качает бензин или нужное давление не создается, необходимо извлечь устройство из бака, почистить или заменить сеточку на насосе. Если ситуация не меняется, тогда насос неисправен и нуждается в ремонте/замене.

Что касается инжекторных форсунок, указанные элементы должны не только своевременно открываться и закрываться, но и подавать топливо в цилиндры в полном объеме. Также важна форма факела распыла. По этой причине форсунки нужно проверять и регулярно чистить от загрязнений, чтобы топливо распылялось равномерно.

• Датчики ЭСУД (ДМРВ, датчик давления воздуха и т.п.) посылают сигнал на ЭБУ, благодаря чему контроллер учитывает, сколько воздуха расходует двигатель. На основании этих данных блок определяет, сколько топлива нужно подать через форсунки  для образования нужной топливно-воздушной смеси с учетом того или иного режима работы ДВС.

В том случае, если датчики работают некорректно, ЭБУ может подавать неправильное количество топлива. В результате двигатель не тянет и машина не едет так, как нужно. Для проверки датчиков можно воспользоваться мультиметром, однако оптимальным способом является проведение компьютерной диагностики двигателя.

Другие причины сниженной отдачи от двигателя

На мощность мотора также большое влияние оказывает состояние выпускной системы. Дело в том, что для защиты окружающей среды от вредных выбросов во время работы ДВС в выпуске устанавливаются каталитические нейтрализаторы.

В процессе эксплуатации фильтр-катализатор может разрушиться, снижается пропускная способность системы выпуска. В результате  двигатель «задушен». Проверка производится путем замеров давления перед и после катализатора. Также можно снять элемент и осмотреть его состояние визуально.

Как правило, в официальных сервисах предлагают заменить изношенный элемент, однако цена запчасти весьма высокая. По этой причине на многих автомобилях на территории СНГ катализатор попросту выбивают, а блок управления «обманывают» программно или другими доступными способами.

Также при снижении мощности двигателя необходимо отдельно проверить установку ремня или цепи ГРМ по меткам, чтобы исключить вероятность сбоя фаз газораспределения. Иногда бывают ситуации, когда ремень может перескочить на один зуб, цепь растягивается и т.п.

[su_box style="default" title="" box_color="#F27405" radius="0"]

В этом случае синхронная работа клапанного механизма по отношению к тактам работы ДВС может быть нарушена. Это приводит к различным сбоям, нестабильной работе агрегата и снижению мощности.

[/su_box]

Еще добавим, что износ двигателя и определенные неисправности также влияют на мощность мотора. Как правило, изношенные ДВС с пробегом обычно теряют около 10% заявленной мощности.

Если же водитель ощущает, что потери больше, тогда в двигателе нужно промерить компрессию. Низкая компрессия по цилиндрам может возникать в результате износа стенок цилиндров, поршневых колец, прогара клапанов или неполного их закрытия и т.д.

Так или иначе, любые неплотности в камере сгорания будут приводить к тому, что расширяющиеся газы во время сгорания топлива будут прорываться из цилиндра. Это означает, что давление этих газов на поршень снизится, а сам ДВС будет плохо тянуть и нестабильно работать.

Напоследок отметим, что также причиной того, что автомобиль потерял в динамике, может быть не двигатель, а трансмиссия. Другими словами, силовой агрегат развивает достаточно мощности, но она не полностью передается на колеса.

Обычно это проявляется так, что двигатель ревет, обороты высокие, но машина не едет или разгон очень медленный на пониженных передачах. Зачастую такие проблемы связаны со сцеплением или пробуксовками АКПП, а также с подклиниванием тормозной системы. Для проверки тормозов достаточно разогнать автомобиль на ровной дороге, затем включить нейтральную передачу.

Если при движении накатом заметно, что машина сразу стала замедляться, тогда проблема очевидна, колеса немного блокируются. Если же проблем с тормозами не выявлено, тогда необходима  диагностика АКПП. Указанную процедуру лучше доверить опытным специалистам, доставив автомобиль в сервис.

Источник: http://krutimotor.ru/dvigatel-ne-tyanet-prichiny/

Способы увеличения мощности электродвигателя

Бывает, что мощности электродвигателя недостаточно для обеспечения запуска и работы какого-либо устройства. Как увеличить мощность электродвигателя? Прежде всего, следует знать причину: почему не хватает мощности — а она кроется в параметрах тока, протекающего по обмоткам агрегата. Следовательно, нужно увеличить его значение, либо включив двигатель в сеть большей частоты (если это устройство переменного тока), либо внеся некоторые конструктивные изменения (при включении в бытовую сеть). Ниже мы рассмотрим последний случай.

Как повысить мощность электродвигателя в домашних условиях

Итак, для проведения работ вам следует «вооружиться»:

• набором проводов разного сечения;
• тестером;
• частотным преобразователем;
• источником тока с изменяемой ЭДС.

Сначала необходимо подключить электродвигатель к имеющемуся у вас источнику тока и изменяемой ЭДС и увеличить ее значение. Напряжение в обмотках должно увеличиваться соответственно и поравняться со значением ЭДС (если не принимать во внимание потери в подводящих проводниках, но они незначительны).

Для расчета увеличения мощности двигателя определите значение увеличения напряжения и возведите эту цифру в квадрат. Например, если напряжение на обмотках выросло в два раза (со 110В до 220В), мощность двигателя увеличилась в четыре раза.

https://www.youtube.com/watch?v=EnX5rn8Zc-o

Иногда самый рациональный способ повысить мощность электродвигателя – перемотать обмотку. Во многих моделях это медный проводник. Вам следует взять провод из того же материала и той же длины, но большего сечения. Мощность двигателя (и ток в проводе) увеличатся во столько же раз, во сколько снизится сопротивление обмотки. Следите за тем, чтобы напряжение на обмотках оставалось неизменным.

Расчет в этом случае тоже достаточно прост. Разделите большую цифру сечения провода на меньшую. Если провод сечением 0.5 мм заменен проводом сечением 0.75 мм, показатель мощности вырастает в 1.5 раза.

Если вы включаете асинхронный трехфазный двигатель в однофазную бытовую сеть, на первую обмотку подается фаза, на второй фаза сдвигается конденсатором, на третьей сдвиг фаз отсутствует. Именно последняя обмотка создает момент вращения в противоположном направлении (тормозящий момент).

[su_box style="default" title="" box_color="#BF0404" radius="0"]

Увеличить полезную мощность двигателя в этом случае можно путем отключения третьей обмотки. Это приведет к исчезновению тормозящего момента, генерируемого при работе всех обмоток, и, соответственно, повышению мощности.

[/su_box]

Данный метод удобен в том случае, когда одна обмотка у двигателя уже сгорела – двух оставшихся вам вполне хватит для подключения и обеспечения работы агрегата.

Еще лучшего результата вы достигнете, поменяв местами выводы третьей обмотки и создав таким образом момент вращения в правильном направлении. В этом случае двигатель «выдаст» более 50% мощности от номинала. Эту обмотку рекомендуется подключать через конденсатор с правильно подобранной емкостью.

У асинхронного двигателя переменного тока мощность можно увеличить, присоединив к нему частотный преобразователь, который повысит частоту переменного тока в обмотках. Значение мощности в этом случае фиксируется с помощью тестера, поставленного на режим ваттметра. Существует два вида преобразователей частоты, отличающиеся принципом работы и устройством:

• Приборы с непосредственной связью (выпрямители). Они не подходят для мощного оборудования, но с небольшим двигателем, использующимся в быту, способны «справиться». С помощью такого устройства осуществляется подключение обмотки к сети. Выходное напряжение, образованное им, имеет частоту от 0 до 30 Гц. При этом управлять скоростью вращения привода можно только в ограниченном диапазоне.
• Приборы с промежуточным звеном постоянного тока. Они производят двухступенчатое преобразование энергии – выпрямление входного напряжения, его фильтрацию и сглаживание и последующую трансформацию в напряжение с требуемой частотой и амплитудой при помощи инвертора. В процессе преобразования КПД оборудования может быть несколько снижен. Благодаря возможности обеспечивать плавную регулировку оборотов и выдавать на выходе напряжение с достаточно высокой частотой, преобразователи данного типа более востребованы и широко применяются в быту и на производстве.

Произведя необходимые расчеты и выбрав наиболее эффективный в вашем случае способ, вы сможете заставить двигатель работать с нужной вам мощностью. Не забывайте о мерах предосторожности.

Увеличение оборотов электродвигателя

Увеличение оборотов электродвигателя также ведет к повышению его мощности. При выборе способа увеличения оборотов учитывайте тип агрегата, особенности модели и область ее применения.

Для повышения частоты вращения коллекторного двигателя следует или уменьшить нагрузку на вал, или увеличить напряжение питания. Обратите внимание на следующие нюансы:

• Мощность двигателя должна держаться в рамках номинала.
• Работа коллекторного двигателя с последовательным возбуждением без нагрузки, если не снижено питание, чревата его выходом из строя, так как он может разогнаться до слишком большой скорости.
• Увеличение оборотов с помощью шунтирования обмотки возбуждения часто приводит к сильному перегреву мотора.

Вышеуказанный способ подходит и для электродвигателей с электронным управлением обмотками (в них используется обратная связь), поскольку их свойства очень схожи с коллекторными моделями (главное различие – невозможность осуществления реверса путем переполюсовки). Все перечисленные ограничения должны соблюдаться при работе с двигателями данного типа.

https://www.youtube.com/watch?v=kPPy9z4cGes

В асинхронном двигателе, подключаемом непосредственно к сети, частоту вращения регулируют, изменяя напряжение питания. Этот способ не слишком эффективен, поскольку коэффициент полезного действия сильно меняется из-за нелинейного характера зависимости скорости от напряжения. К синхронному двигателю данный метод применять нельзя.

Трехфазный инвертор позволяет регулировать обороты электродвигателей обоих типов (синхронного и асинхронного). Прибор должен обеспечивать уменьшение напряжения при снижении частоты.

Зная, как сделать мощнее электродвигатель, вы сможете заставить оборудование, к которому он подключен, работать с гораздо большей эффективностью и КПД. Естественно, перед началом работ следует четко представлять себе номинальную мощность двигателя. Данные можно найти в паспорте или на табличке, прикрепленной к корпусу агрегата. Если они отсутствуют (или не читаемы), воспользуйтесь одним из способов определения мощности, описанных в предыдущих статьях.

[su_quote]

Работая с электродвигателем, соблюдайте правила техники безопасности. Не допускайте его перегрева и следите, чтобы он эксплуатировался в подходящих условиях. При поломке агрегата или первых признаках неисправности проведите технический осмотр и устраните неполадки. Если проблема слишком серьезная, и вы не можете справиться с ней самостоятельно, обратитесь к специалисту. Срок службы двигателя зависит от множества факторов, но в ваших силах свести к минимуму возможность поломки и сделать так, чтобы устройство работало долго и эффективно.

[/su_quote]

Источник: https://www.szemo.ru/press-tsentr/article/sposoby-uvelicheniya-moshchnosti-elektrodvigatelya/

Причины основных неисправностей двигателя

Электродвигатели, как и все механизмы, подвержены износу, и при их эксплуатации часто встречаются неполадки, поломки или работа с параметрами, отличающимися от номинальных значений. Поскольку в электромоторе электроэнергия превращается в механическую энергию, то очевидно, что неисправности электродвигателей могут быть вызваны как неполадками в электрических и электромагнитных системах, так и дефектами в механизмах.

Электрическую составляющую неполадок подразделяют на внутреннюю – неисправности в обмотках и коллекторных контактах двигателя, и внешнюю – поломки в компонентах пускателя и в питающих проводах.

Изношенная (справа) и новая (слева) коллекторные контактные щетки

Существует множество алгоритмов для проверки электрических двигателей в зависимости от их конструкции, типа, габаритов, массы, расположения и текущего режима работы.

Не может существовать единственно правильной инструкции проверки электродвигателей, например – один электромотор свободно помещается на ладони, тогда как другой необходимо поднимать краном, хоть и принцип их действия может быть одинаковым.

Различие размеров электродвигателей

Первоначальная диагностика двигателя только своими руками

Допустим, электродвигатель средних размеров, мощностью до 10 кВт стоит на рабочем столе. Любой мастер первым делом попробует прокрутить рукой вал – если он вращается свободно, практически без шума, сохраняя достаточно долгое время (секунд десять) вращение по инерции, то можно сделать первый вывод, что с механической частью, возможно, все в порядке.

Прокрутка вала рукой

Хотя, неполадка в механизмах может обнаружиться только при работе на номинальных оборотах двигателя, но, если при прокручивании вала рукой уже ощущается «тугой» ход и слышны скрежет, скрипение и постукивание, то можно заключить, что причиной этих явлений является износ подшипников. Если диагностируется двигатель с фазным ротором, или постоянного тока, то причиной нехарактерных звуков могут быть дефекты в токопередающих кольцах или коллекторных щетках.

Контактная система двигателя с фазным ротором

Еще один способ проверки подшипников – подергать со стороны в сторону вал двигателя, перпендикулярно и параллельно его оси. Если ощущается шатание вала, то скорее всего подшипники изношены. Но может иметь место выработка посадочного места подшипника,

Посадочное место подшипника в торцевой крышке электродвигателя

реже – истирание самого вала – такие неполадки характерны для двигателей, работавших с большой боковой нагрузкой на шкив, или подключенных к плохо центрированной соединительной муфте (оси ведущего и ведомого фланца не совпадали).

Сильно изношенный и деформированный вал электродвигателя

Причины и последствия износа подшипников в двигателе

Таким образом, даже не подключая и не разбирая двигатель, ни наблюдая его в процессе работы, можно провести начальную диагностику без измерительных устройств и инструментов, пробуя вращать вал рукой и слушая издаваемые им звуки.

https://www.youtube.com/watch?v=23Gm0S43sPE

Чтобы определить происхождение звуков, издаваемых работающим электродвигателем, нужно отключить питание – электромагнитная природа шума исчезнет и останется только трение или биение вращающихся механизмов. Если слышен визг или скрипение, которое не наблюдалось при малых оборотах, то причиной может быть отсутствие смазки в подшипниках или их сильное загрязнение.

Очень сильно загрязненный подшипник

Сильная вибрация вала двигателя, вращающегося по инерции, указывает на износ подшипника или дисбаланс колеса вентилятора, у которого может отколоться одна из лопастей. Биение вала на изношенных подшипниках будет все больше изнашивать прилегающие поверхности, что может спровоцировать ещё одну проблему – ротор будет касаться статора в процессе вращения, и при этом будет выделяться металлическая стружка, усугубляя трение.

Последствия биения вала ротора из-за разбитых подшипников

Поэтому эксплуатировать электродвигатель с изношенными подшипниками нельзя, иначе серьезно повредятся коллекторные пластины и магнитопровод ротора и статора, что сильно ухудшит их электромагнитные характеристики.

Износ подшипников вызывает повышенное тепловыделение и энергопотребление электродвигателя при снижении его эффективности. В асинхронных двигателях короткозамкнутый ротор контактирует со статором только через подшипники – поэтому их износ или дефекты являются основной причиной механических неполадок.

Полуразобранный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором

Намного реже случаются деформации вала или трещины в корпусе.

Разборка типового асинхронного двигателя

Поскольку имеется большое разнообразие конструкций электрических двигателей, то для разборки конкретного электродвигателя нужно изучать его чертежи и инструкцию по ремонту, ознакомиться с наглядными видео.

Но в общих чертах конструкции популярных в быту электромоторов схожи – на валу ротора находятся подшипники качения, внешние обоймы которых запрессовываются в посадочные места на внутренних поверхностях торцевых щитов (крышек).

Устройство асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором

Сами щиты центрируются при помощи проточенной цилиндрической кромки, совпадающей по размерах с проточкой на кожухе статора. Фиксация торцевых щитов осуществляется болтовыми соединениями. При разборке двигателя его вал разъединяют с ведомыми механизмами и снимают электродвигатель со станины.

Демонтаж двигателя с рабочего места

После этого необходимо снять с вала элемент передачи механической энергии (шкив, шестерня, фланец и т.д.). Открутив болты крепления, при помощью съемника снимают торцевые щиты с подшипников, после чего можно осторожно вынуть ротор.

Съемник для подшипников

Подшипники чистят, заново смазывают или заменяют, очищают поверхности ротора и статора, после чего собирают двигатель вновь. Существует множество способов съема подшипников, методов и инструментов.

Недостаточные обороты электродвигателя

Как правило, выявление механических изъянов в подшипниках не дает ответа на вопрос, почему двигатель не набирает обороты. Причиной может быть неисправность в ведомой нагрузке. Но, если у свободного от нагрузки двигателя подшипники настолько загрязнены и износились, что вал не может раскрутиться, то такое явление будет наблюдаться очень недолго – из-за трения и большого тепловыделения сталь шарикоподшипников раскалится, и они будут буквально перемолоты, что в итоге приведет к заклиниванию ротора.

Часть валиков качения подшипника буквально «размазаны» по сепараторному кольцу

Поэтому причину недостаточных оборотов следует искать во внутренних или внешних электрических неполадках. Первым делом нужно убедиться в качестве электроэнергии, поступающей на клеммы двигателя – напряжение должно соответствовать номинальному значению.

Межфазное напряжение в пределах нормы

Также следует проверить контактные площадки контакторов пускателя – при больших токах они могут подгорать, что будет вызывать падение напряжения на них. В изношенных контакторах может происходить дребезг контактов, что приводит к прерыванию тока.

https://www.youtube.com/watch?v=KJmeNFQDDUs

На экране осциллографа отображен дребезг контактов, приведший к прерыванию тока

Народный способ проверить работоспособность пускателя – подключить к нему другой исправный двигатель такого же типа, той же или немного меньшей мощности.

Основные неисправности во внутренней электрической системе, влияющие на обороты двигателя

Исключив внешние электрические неполадки, необходимо проверить обмотки двигателя на пробой и обрыв. Мультиметр переключают в режим мегомметра и измеряют сопротивление изоляции обмоток, приложив щупы поочередно к каждому выводу и корпусом. Если на дисплее высвечивается ноль, то имеет место явный пробой – где-то изоляция перетерлась, и провод напрямую контактирует с корпусом.

Иллюстрация процесса измерения сопротивления обмоток электродвигателя

При данных измерениях дисплей может показывать сопротивление в пределах нескольких мегаом – в этом случае нужно смотреть документацию к двигателю, и свериться с графой сопротивления изоляции.

Таблица оценки качества сопротивления изоляции электродвигателей

Вполне возможно, что повышенная влажность, наличие в двигателе мелкой металлической стружки будет ухудшать диэлектрические свойства изолирующих материалов. Данные утечки тока, протекающие сквозь дефективную изоляцию, негативно влияют как на эффективность двигателя, так и электробезопасность его эксплуатации.

Обнаружение неисправностей в обмотках электродвигателей

Обрыв в одной из обмоток может стать причиной того, что двигатель не запустится вовсе и будет сильно гудеть, пока не сработает защита или не перегорят оставшиеся катушки. Для обнаружения обрыва в обмотках трехфазного асинхронного двигателя, необходимо отсоединить перемычки, формирующие подключение звездой или треугольником и проверить каждую обмотку в отдельности.

Иллюстрация процесса прозвонки обмоток электродвигателя

Такой способ будет надежнее всего и не даст возможности запутаться начинающему мастеру. Проверку осуществляют в режиме омметра. В зависимости от качества прибора и мощности двигателя, показания омметра буду близки к нулю, составляя несколько Ом.

Здесь важно, чтобы сопротивление обмоток было одинаково. Условие равенства сопротивления обмоток справедливо также для двигателей постоянного тока. В данных двигателях имеются две или несколько статорных обмоток и множество обмоток на роторе, подключенных к коллекторным контактным пластинам.

Прозвонка обмоток ротора коллекторного электродвигателя

Если в одной из обмоток сопротивление меньше, чем у других, то это указывает, что между некоторыми витками катушки произошло короткое замыкание, которое называют межвитковым.

Обнаружение межвиткового замыкания в обмотках двигателя

Именно такое межвитковое замыкание очень часто является причиной недостаточного набора оборотов двигателем. Точность у обычных мультиметров недостаточна для измерения десятых долей Ома.

Поэтому используют дополнительное сопротивление реостата, формируя делитель напряжения вместе с испытуемой обмоткой, стабилизированный источник питания, вольтметр и амперметр. Измеряют падение напряжения на каждой обмотке – в случае их исправности, показания вольтметра будут одинаковыми.

Меньшее напряжение будет указывать на наличие межвиткового замыкания даже без вычисления сопротивлений обмоток, которые можно произвести по формуле, приведенной на рисунке.

Вычисление сопротивления обмотки через падение напряжения

При условии равенства фаз, межвитковое замыкание в обмотках работающего асинхронного трехфазного двигателя можно обнаружить, измерив токи в каждой фазе. Увеличенный ток в одной фазе при подключении обмоток двигателя звездой, или больший ток в двух фазах при подключении обмоток треугольником будет указывать на межвитковое замыкание.

[su_box style="default" title="" box_color="#475904" radius="0"]

Иногда найти место межвиткового замыкания в асинхронном двигателе можно применив народный метод – вынимают ротор, и на обмотки подают пониженное трехфазное напряжение – не более 40 В (для обеспечения электробезопасности и чтобы катушки не перегорели).

[/su_box]

В цилиндр горизонтально стоящего статора помещают металлический шарик, который начнет катиться по внутренней поверхности статора, следуя за вращающимся магнитным полем.

https://www.youtube.com/watch?v=u7mXnlFVXDg

Обнаружение межвиткового замыкания при помощи стального шарика

Если шарик вдруг примагнитится к одному месту, то его местоположение будет указывать на межвитковое замыкание.

Основные неполадки коллекторных электродвигателей

У коллекторных двигателей постоянного и переменного тока часто встречается проблема, связанная с износом контактных пластин и щеток коллектора. При сильном износе и загрязнении соприкасающихся поверхностей сопротивление коллекторных контактов будет увеличиваться, что приведет к снижению момента вращения и эффективности двигателя.

Очистка коллекторных пластин при помощи наждачной бумаги

В конечном итоге такой износ приводит к тому, что между щеткой и пластиной периодически пропадает контакт, и в процессе вращения наблюдается прерывистая работа двигателя.

Поврежденные коллекторные контактные пластины ротора

При запуске такой двигатель может не запустится вовсе. Если при подаче напряжения коллекторный двигатель постоянного или переменного тока иногда запускается после толчка его вала, то необходимо заменить щетки и почистить коллекторные пластины. Иногда наблюдается повышенное искрение у одной из щеток – это указывает на смещение щетки относительно перпендикулярной оси вала центральной линии, проходящей через центр. Центровка щеток поможет устранить данный дефект.

Правильно выставить коллекторные щетки

Ознакомиться с процессом проверки коллекторных двигателей можно, посмотрев приведенное ниже видео

Неполадки в магнитопроводе, ухудшающие характеристики двигателя

Если с механической и электрической частью двигателя переменного тока все в порядке, но ощущается, что он работает не на максимальной мощности и наблюдается повышенное тепловыделение, то возможно замыкание между пластинами магнитопровода.

Переменный ток в магнитопроводе вызывает вихревые токи, ухудшающие характеристики двигателя, поэтому статор и ротор набирают из шихтованных пластин специальной электротехнической стали. Данные пластины покрываются изоляцией в виде оксидного слоя, напыления или лака.

Если вследствие механических повреждений или появления ржавчины изоляция между шихтованными пластинами нарушается, происходит короткое замыкание между ними.

Наличие ржавчины на поверхности на магнитопроводе ротора

Обнаружить замыкание пластин магнитопровода при помощи домашних измерительных приборов практически невозможно, поэтому нужна полноценная диагностика неисправностей двигателя в специализированной мастерской.

Иногда замыкание магнитопровода можно обнаружить при тщательном осмотре поверхности, или заметив локальный повышенный нагрев магнитопровода. Но без полной разборки всего двигателя, включая магнитопровод, данный дефект устранить невозможно.

В приведенных ниже таблицах собраны наиболее часто встречаемые неполадки и поломки двигателей, а также методы их устранения.

Таблица неисправностей двигателя, часть перваяТаблица неисправностей двигателя, часть вторая

Источник: http://infoelectrik.ru/elektrodvigateli/osnovnye-neispravnosti-dvigatelya.html

]]>