Рейтинг дефектов низковольтных электродвигателей

Содержание

Главное отличие 4-жильного датчика от 6-жильного

В случае, если габариты самого оборудования для взвешивания через чур велики, то может случиться так, что соединение между датчиком и аналогово-цифровым преобразователем оборудования будут выполнены с помощью проводов увеличенной длины. Поэтому, на показания начнет влиять электросопротивление самих проводов.

Данную проблему возможно разрешить двумя способами:

Использовать внутри конструкции провода одной и той же длины, тогда погрешность, возникающая из-за сопротивления и непреднамеренно вносимая в измерительную цепь, будет заведомо известна и ее можно скомпенсировать на входе сигнала в аналогово-цифровой преобразователь;

Необходимо дополнить измерительную цепь для проверки сопротивления провода на предмет падения напряжения и на динамическом уровне скорректировать погрешность от сопротивления, которая вносится в измерительную цепь.

Определение полярности контактов для измерительного датчика весов (в разработке)

Тут все несколько неоднозначно, по крайней мере, для нас. Поэтому выкладываем только данные практических экспериментов. В качестве объекта измерения выбраны весы CAS DB 1H с тензодатчиком BC-150DB. Зная паспортные данные тензодатчика, имея 4 варианта подключения и зная правильную ориентацию на станине – снимем показания с выходного датчика. Правильное подключение по паспорту.

Вариант 1. (паспортное подключение)

Рис. Подключение тензодатчика по заводским параметрам.

Питание от 5В

0кг, на выходе 0мВ
20кг, на выходе 1мВ
40кг, на выходе 1,9мВ

Показания родного АЦП с весов

0 кг, показания АЦП, канал неизвестен 1,160
20 кг, показания АЦП, канал неизвестен 5,956
40 кг, показания АЦП, канал неизвестен 10,751

Давление на датчик снизу вверх — дает на выходе отрицательное напряжение.

Вариант 2. (перевернутое подключение)

Рис. Подключение тензодатчика наоборот, на входе плюс подключаем к минусу, на выходе плюс соединяем к минусу.

Питание от 5В

0кг, на выходе 0мВ
20кг, на выходе 1мВ
40кг, на выходе 1,9мВ

Показания родного АЦП с весов

0 кг, показания АЦП, канал неизвестен 1,150
20 кг, показания АЦП, канал неизвестен 5,916
40 кг, показания АЦП, канал неизвестен 10,679

Давление на датчик снизу вверх — дает на выходе отрицательное напряжение.

Как видно из показаний, данные АЦП несколько отличаются. В рабочем режиме весы начинают «врать», то есть показывать меньший вес, но если весы откалибровать — показания становятся правильными и весы становятся полностью работоспособными.

Преимущества и недостатки тензодатчиков

Широкое применение тензодатчики получили благодаря своим свойствам:

возможности монолитного соединения датчика деформации с исследуемой деталью;
малой толщине измерительного элемента, что обеспечивает высокую точность измерения с погрешностью 1-3 %;
удобстве крепления, как на плоских, так и на криволинейных поверхностях;
возможности измерения динамических деформаций, меняющихся с частотой до 50000 Гц;
возможности проведения измерений в сложных условиях окружающей среды в температурном интервале от -240 до +1100˚С;
возможности измерений параметров одновременно во многих точках деталей;
возможности измерения деформации объектов, расположенных на больших расстояниях от тензометрических систем;
возможностью измерения деформаций в движущихся (крутящихся) деталях.

Из недостатков следует отметить:

влияние метеоусловий (температуры и влажности) на чувствительность датчиков;
незначительные изменения сопротивления измерительных элементов (около 1%) требует применение усилителей сигналов.
при работе тензодатчиков в условиях высокотемпературной или агрессивной среды необходимы специальные меры их защиты.

Диагностические признаки дисбаланса

Диагностические признаки:

Высокий уровень радиальной вибрации (из опыта BALTECH преобладает горизонтальная вибрация).
Преобладающая амплитуда 1-ой оборотной частоты в спектре радиальной вибрации и в форме волны.
Форма волны имеет синусоидальный характер.
Амплитуда 1-ой оборотной частоты возрастает вместе с ростом скорости.
Фаза гармоники 1-ой оборотной частоты должна быть достаточно устойчивой и не меняться с течением времени.
Низкий уровень (в 2-5 раз меньше, чем 1-ой оборотной) амплитуд 2-ой, 3-ей и т.д. гармоник оборотных частот в спектре радиальной вибрации, если это условие не выполняется — смотри Примечания.
Низкий уровень аксиальной вибрации.

Параметры измерений, устанавливаемые в приборах BALTECH:

Форма волны, спектр виброскорости,
От 2 Гц до 200 Гц,
3 — 5 усреднений
400 линий

Примечания:

Высокие значения амплитуд 2-ой, 3-ей и т.д. гармоник оборотных частот в спектре вибрации могут указывать на другие причины: несоосность, механические ослабления, дефекты подшипников, изгиб вала.
Если амплитуда гармоники 1-ой оборотной частоты изменяется от замера к замеру вероятно ослабление фундамента или несущей конструкции, нарушение гидро или газодинамики потока.
Если компонент 1-ой оборотной частоты в форме волны имеет характерный «ударный» вид, то возможно наличие дефектов подшипника или обрыв стержней асинхронного электродвигателя.
Если амплитуда гармоники 1-ой оборотной частоты резко изменяется при незначительном изменении скорости машины, то вероятно наличие резонанса.
В случае агрегата с ременной передачей проконтролируйте натяжение ремня — повышенный натяг вызывает высокую радиальную вибрацию.
Дисбаланс проявляется, как правило, на всех подшипниках ротора.
Перед проведением балансировочных работ убедитесь в том, что все возможные дефекты на агрегате устранены (например, заменены дефектные подшипники).

Надзор за подшипниками качения (шариковыми и роликовыми) такой же, как и за подшипниками скольжения.

Перед первым пуском электродвигателя проверяют наличие смазки в подшипниках. Количество смазки должно составлять не более 2/3 объема камеры. Если подшипники работают нормально и не нагреваются, то осмотр и замена смазки производятся при очередных ремонтах, а также по мере необходимости в зависимости от состояния смазки.

Перед заменой смазки подшипник при снятых крышках промывают чистым бензином с добавлением 6 — 8% по объему трансформаторного или веретенного масла. Подшипник промывают с торца. При этом бензин увлекает за собой растворившуюся смазку. Промывка производится при легком проворачивании ротора и продолжается до тех пор, пока не будет вытекать чистый бензин, затем подшипник следует просушить сжатым воздухом.

Процесс набивки смазки прост, выполнять набивку нужно чистыми руками и чистым инструментом (деревянными или металлическими лопаточками). При набивке все кольцевые углубления в деталях подшипникового узла, обращенные к подшипнику, заполняют смазкой на одну треть в нижней их части. Пространство между обоймами с шариками набивают смазкой по всей окружности.

После сборки подшипниковых узлов проверяют легкость вращения ротора от руки и затем включают двигатель и вращают его в течение 15 мин вхолостую. Если состояние подшипников хорошее, при прослушивании слышен равномерный гул (жужжание шариков) без стуков и ударов.

Пригодность масла для различных двигателей при заданных условиях работы прежде всего определяется его вязкостью. Вязкостью масла в градусах называется число, которое показывает, во сколько раз больше времени требуется для истечения данной жидкости по отношению к такому же объему воды. Вязкость масла условно определяют в градусах по Энглеру, обычно при 50°С, так как при увеличении температуры масла до 50° С вязкость уменьшается резко, а после 50° С — более медленно.

В электродвигателях мощностью до 100 кВт с подшипниками скольжения можно использовать масло веретенное с вязкостью 3,0—3,5 градусов по Энглеру. Для подшипников с принудительной циркуляцией смазки применяют турбинные масла: для быстроходных двигателей со скоростью вращения 1000 об/мин и выше турбинное масло «Л» (легкое), а для двигателей со скоростью вращения 250 — 1000 об/мин — «УТ» утяжеленное турбинное.

Определяем маркировку проводов для измерительного датчика весов

Применяем теорию на практике. В качестве образца рассмотрим датчик с весов CAS DB H, у которого нам надо определить назначения контактов с датчика, а именно входные/выходные цепи.

Для справки. Весы CAS DB H со старым АЦП, дисплей люминесцентный с накалом. Напряжение питания может отличаться от весов с черным АЦП.

Провода имеют цветовую маркировку и их 5 – черный, синий, зеленый, красный, белый. Черный откидываем сразу, он ни с чем не звонится – это экран. Будем отталкиваться от того факта, что большинство датчиков имеют выходное сопротивление измерительного моста кратным 350 Ом, а сами датчики подключены по мостовой схеме. Измеряем сопротивления между всеми выводами, получаем 6 значений:

красный-белый 422 Ом
синий-зеленый 350 Ом
синий-красный 335 Ом
зеленый-красный 335 Ом
синий-белый 261 Ом
зеленый-белый 261 Ом

Способ №1: классический

Более быстрый, но дающий результат, в случае если датчик имеет выходное сопротивление измерительного моста кратное 350 Ом.

Как можно увидеть синий и зеленый провод являются контактами выходного сопротивления измерительного моста, так как сопротивление между ними кратно 350 Ом. Соответственно оставшиеся два контакта красный и белый — это контакты питания датчика.

Рис. Определяем входные и выходные цепи датчика с весов CAS DB H.

Для справки. Остальные данные по сопротивлению проводов весового датчика весов CAS DB H можно посмотреть здесь. Допускается отклонение сопротивления от указанных +-1 Ом. Стандартное напряжение питания датчика – это +5В, но датчики обычно рассчитываются на 12В.

Способ №2: альтернативный

Проверялся только на мостовой схеме, для других схем подключения может не подойти.

Находим контакты с максимальным сопротивлением, красный и белый провод имеют сопротивление больше всех , 422 Ом – это контакты для входного напряжения. Соответственно оставшиеся два синий и зеленый, есть контакты выходного сопротивления измерительного моста.

Мы намеренно опустили определение полярности входных и выходных групп контактов, что бы не перегружать материал информацией.

Нагрев и температурные деформации.

С повышением температуры обмотки статора происходит тепловое старение витковой и корпусной изоляции. Она теряет эластичность, становится хрупкой, и вследствие этого срок службы ее сокращается. Объективно степень старения изоляции определяется ее внешним состоянием. Признаками старения изоляции являются вспухание ее в вентиляционных каналах и в местах выхода из лаза. При нажиме пальцами на изоляцию чувствуется немонолитность и ослабленность изоляции.
Местные перегревы чаще всего являются следствием дефектов активной стали или витковых замыканий. Признаком наличия местных перегревов является разница в степени расслоения изоляции в отдельных местах секции, а также следы и подтеки компаунда. Местные нагревы можно выявить при профилактических испытаниях, но перегревы, связанные с замыканием листов активной стали и витковыми замыканиями, быстро прогрессируют и чаще приводят к пробою обмотки статора во время работы двигателя. Местные нагревы могут возникать при некачественных пайках в соединениях обмотки статора. Большое влияние на состояние изоляции оказывают температурные деформации пазовой части секции, обусловленные неодинаковыми коэффициентами линейного расширения меди и стали. Несмотря на кажущуюся малую величину этих деформаций, их систематическое повторение в течение длительного времени приводит к преждевременному износу изоляции.

Повреждения обмоток статоров.

Большинство повреждений статора приходится на электрический пробой изоляции обмотки, возникающий при работе двигателя или при проведении профилактических испытаний повышенным напряжением во время ремонта.
Проводимые в процессе эксплуатации профилактические испытания корпусной изоляции обмотки статора позволяют судить о ее состоянии и степени надежности и при необходимости принимать меры. Испытания витковой изоляции не проводятся, и ремонтный персонал не имеет данных о ее состоянии. Этим объясняется значительное количество витковых замыканий. Образовавшееся витковое замыкание приводит к сильному местному нагреву и как следствие к тепловому пробою корпусной изоляции. Другие причины, приводящие к снижению уровня изоляции: коммутационные перенапряжения, нагрев и температурные деформации, воздействие влаги и масла, динамические воздействия и вибрационное старение изоляции. Коммутационные перенапряжения возникают при включениях и отключениях электродвигателей и при неодновременности замыкания всех трех фаз масляного выключателя. При питании двигателя кабелем возрастает электрическая емкость цепи электродвигатель — кабель, что способствует большим амплитудам напряжений при переходных процессах. Это приводит к тому, что на витковую изоляцию воздействует напряжение, во много раз большее, чем при нормальном режиме. Особенно опасны коммутационные напряжения для первых секций обмотки статора.

Определение пригодности обмоток

Типичными повреждениями обмоток являются повреждение изоляции и нарушение целостности электрических цепей. О состоянии изоляции судят по таким показателям, как сопротивление изоляции, результаты испытания изоляции повышенным напряжением, отклонения значений сопротивления постоянному току отдельных обмоток (фаз, полюсов и т. д.) друг от друга, от ранее измеренных значений или от заводских данных, а также по отсутствию признаков междувитковых замыканий в отдельных частях обмотки. Кроме того, при оценке учитывают общую продолжительность работы электродвигателя без перемотки и условия его эксплуатации.

Определение степени износа изоляции обмоток проводится на основании различных замеров, испытаний и оценки внешнего состояния изоляции. В отдельных случаях изоляция обмотки по внешнему виду и по итогам испытаний имеет удовлетворительные результаты и двигатель после ремонта сдается в эксплуатацию без ее ремонта. Однако, проработав небольшое время, машина выходит из строя по причине пробоя изоляции. Поэтому оценка степени износа изоляции машины является ответственным моментом в определении пригодности обмоток.

Признаком теплового старения изоляции является отсутствие ее эластичности, хрупкость, склонность к растрескиванию и изломам при довольно слабых механических воздействиях. Наибольшее старение наблюдается в местах повышенного нагрева, удаленных от наружных поверхностей изоляции. В связи с этим для исследования теплового износа изоляции обмоток необходимо местное вскрытие ее на полную глубину. Для исследования выбирают участки небольшой площади, расположенные в областях наибольшего старения изоляции, но доступные для надежного восстановления изоляции после вскрытия. Для обеспечения достоверности результатов исследования мест вскрытия изоляции должно быть несколько.

При вскрытии изоляцию исследуют послойно, многократно изгибая снятые участки и осматривая их поверхность через лупу. При необходимости сравнивают одинаковые образцы старой и новой изоляции из того же самого материала. Если изоляция при таких испытаниях ломается, шелушится и на ней образуются множественные трещины, то она должна быть заменена полностью или частично.

Признаками ненадежной изоляции являются также проникновение масляных загрязнений в толщу изоляции и неплотная запрессовка обмотки в пазу, при которой возможны вибрационные перемещения проводников или сторон секций (катушек).

Для определения неисправности обмоток используют специальные приборы. Так, для выявления витковых замыканий и обрывов в обмотках машин для проверки правильности соединения обмоток по схеме, для маркировки выводных концов фазных обмоток электрических машин используют электронный аппарат ЕЛ-1. Он позволяет быстро и точно обнаружить неисправность в процессе изготовления обмоток, а также после укладки их в пазы; чувствительность аппарата позволяет выявить наличие одного короткозамкнутого витка на каждые 2000 витков.

Если неисправности и повреждения имеются только у небольшой части обмоток, то назначают частичный ремонт. Однако в этом случае должна быть обеспечена возможность удаления неисправных частей обмотки без повреждения при этом исправных секций или катушек. В противном случае более целесообразен капитальный ремонт с полной заменой обмотки.

Воздействие влаги и масла.

На снижение изоляции может действовать как влажность окружающей среды, так и наличие в ней агрессивных примесей. Одним из наиболее опасных воздействий является забрызгивание маслом обмотки статора.
Отмечены случаи увлажнения обмоток статоров у электродвигателей типа АТД-8000, связанные с нарушением герметичности системы водяного охлаждения вследствие образования трещин в стержнях ротора, в охлаждающих элементах статора, появления течей в соединительных трубках. Течь воды приводит к местному увлажнению обмотки. Имел место случай механического (повреждения изоляции верхних стержней обмотки статора из-за нарушения герметичности места пайки трапецеидальной части стержня ротора с наконечником. Такое механическое повреждение изоляции верхних стержней обмотки статора струей воды может иметь место только на выходе из паза на участке длиной 45 мм. iB пазовой части стержень защищен клином, а в лобовой — бандажом ротора. Вероятность повреждения на этом участке увеличивается также из-за наличия в этом месте пайки стержня ротора с наконечником.
В электродвигателях типа СДСЗ-2000-100 вода может появиться при течи воздухоохладителя или за счет образования ее на наружных поверхностях трубок воздухоохладителя, вызванного конденсацией при подаче охлаждающей воды в воздухоохладитель с температурой ниже точки росы. При этом вода стекает вниз и, попадая на сердечник статора, вызывает коррозию, а в обмотках статора и ротора увлажнение изоляции.

Диагностические признаки расцентровки (несоосности)

Диагностические признаки:

Высокий уровень радиальной и аксиальной вибрации:
Преобладающая амплитуда 1-ой, 2-ой, а иногда и 3-ей оборотной частоты в спектре вибрации.
Наличие увеличенных радиальных вибраций на подшипниках с двух сторон муфты при достаточно низких вибрациях в других точках агрегата.
Низкий уровень амплитуд 4-ой — 10-ой гармоник оборотных частот в спектре вибрации, если это условие не выполняется — смотри Примечания.
Отсутствие высоких импульсов в форме волны.

Параметры измерений, устанавливаемые в приборах BALTECH:

Форма волны, спектр виброскорости,
От 2 Гц до 200 Гц,
3 — 5 усреднений
400 линий

Примечания:

Высокие значения амплитуд 4-ой — 10-ой гармоник оборотных частот в спектре вибрации, а также, импульсы и высокий компонент «шума» в форме волны, скорее всего, указывают на наличие механических ослаблений в системе, особенно, если аксиальная вибрация, ниже чем радиальная
Если в спектре преобладает амплитуда гармоники 1-ой оборотной частоты, то вероятнее всего, что это угловая несоосность.
Если аксиальная вибрация выше чем радиальная, то проблема серьезная.
Для диагностирования расцентровки необходимо контролировать вибрацию, как минимум, на подшипниках с двух сторон муфты.
В случае, если амплитуда 1-ой оборотной частоты в спектре вибрации модулирована боковыми полосами, то возможно наличие дефектов подшипника или обрыв стержней асинхронного электродвигателя а также, эксцентриситет воздушного зазора электродвигателя. Для центровки муфт рекомендуется использовать прибор Fixturlaser GO или «Квант-ЛМ»
В случае агрегата с ременной передачей возможна несоосность шкивов. Для центровки шкивов рекомендуется использовать прибор «Квант-Шкив».

Ремонт асинхронного электродвигателя: устранение механических неисправностей

Проблемы с механикой у асинхронных моторов связаны с износом подшипников. Определяется проблема по звуку: при увеличении зазоров в подшипниках качения шум работы двигателя становится громче, возникает вибрация. Торцевые части в районе вала нагреваются. Это приводит к высыханию смазки, подшипник, работая «на сухую», теряет свои качества еще быстрее. Иногда при остановке вала после выключения слышно, как перекатываются шарики.

Чтобы электродвигатель работал бесперебойно читайте статью про «Устройства плавного пуска двигателей»

Выход из строя подшипников не всегда связан с их старением и выработкой ресурса. Недостаточная или неправильная смазка проводит к преждевременным поломкам. Не смазываются только полностью закрытые подшипники качения, сепараторы которых закрыты от воздействия внешней среды, смазка помещается в них на заводе. Остальные смазываются Литолом-24 или ее аналогами так, чтобы она полностью обволокла сепараторы с шариками.

Устройство закрытого подшипника качения

Увеличение зазоров в подшипниках приводит к еще одному явлению: вал с ротором получает дополнительную свободу в перемещениях в радиальном и поперечном направлениях. В итоге:

Приводимый во вращение механизм вращается неравномерно и тоже выходит из строя;
Ротор цепляется за крышки двигателя и за магнитопровод статора и повреждает их, а также – повреждается сам.

Для замены подшипников нужно разобрать двигатель, при этом подшипники обычно остаются на его валу. В этом случае для их демонтажа используется съемник соответствующих размеров. Можно использовать выколотку из латуни, меди или другого мягкого материала. Выколотку прижимают к внутренней обойме подшипника. Ударяя по ней молотком и проворачивая вал, чтобы усилие распределялось равномерно, старый подшипник снимается с него. Главное – не повредить посадочное место, на которое он одевается.

Съемник для подшипников

Если подшипник остался внутри крышки, то его выбивают, подобрав для этого подходящую по диаметру круглую болванку. Край ее можно заточить под конус, чтобы она точно оказалась в центре внутренней обоймы. Необходимо бить по болванке строго перпендикулярно плоскости подшипника, чтобы его наружная обойма не повредила посадочное место.

Пример применения съемника

Для установки нового подшипника на вал двигателя используется металлическая трубка, желательно из мягкого материала. Внутренний ее диаметр должен быть чуть больше диаметра вала. Трубку плотно прислоняют к внутренней обойме подшипника и легкими ударами молотка по ней загоняют его на место.

При установке крышки следят, чтобы она садилась на место без перекосов, иначе наружная обойма подшипника повредит свое посадочное место.

На роторе двигателя установлены лопасти, предназначенные для вентиляции внутренних полостей мотора. Если происходит скол одной или нескольких лопастей, нарушается балансировка ротора. Это приводит к его биению, и подшипники выходят из строя чаще. Новый ротор найти сложно, поэтому такой двигатель придется выбросить.

Расположение лопастей вентилятора на роторе

Диагностические признаки дефектов подшипников качения II

Диагностика с использованием пик – фактора

Пик-фактор служит индикатором степени износа подшипников. Величина пик-фактора определяется как отношение пикового значения вибрации к ее среднему квадратическому значению (СКЗ). Использование пик-фактора для оценки состояния подшипников заключается в периодическом измерении его величины и в отслеживании ее изменений во времени (получение тренда). Экспериментально установлено, что момент прохода функции ПИК-фактор через максимум приблизительно соответствует остаточному ресурсу подшипника порядка 2-3 недель.

Параметры измерений:

СКЗ виброускорения,
От 100 Гц до 10000 Гц,

Диагностика с использованием метода сравнения мощности сигнала в двух частотных диапазонах

Измеряется вибрация в двух фиксированных диапазонах частот. Критерием технического состояния подшипника является соотношение, полученных значений СКЗ вибросигнала. При появлении дефектов будет возрастать высокочастотная составляющая мощности, и чем больше относительная мощность высокочастотных колебаний, тем сильнее развит дефект подшипника.

Параметры измерений, устанавливаемые в приборах BALTECH:

СКЗ виброускорения,
От 10 Гц до 1000 Гц,
От 10 Гц до 10000 Гц,

Характеристики тензометрического датчика SQB

Тензодатчик SQB с опорой

Рейтинг дефектов низковольтных электродвигателей

Балочные тензодатчики SQB от китайской фирмы-производителя Keli Sensing Technology (Ningbo) Co. широко применяются российскими производителями весового оборудования для изготовления промышленных платформенных весов, весового оборудования для бункеров и емкостей, а также весовых модулей, интегрируемых в производственные технологические линии.

Также он может называться консольным тензодатчиком, балкой сдвига, балкой изгиба, консольной балкой и балкой среза.

Консольным датчикам этой серии присущи самые лучшие качества весоизмерительных компонентов — низкая цена, простота монтажа и эксплуатации, широкий диапазон НПИ (наибольшего предела измерения), различные варианты исполнения чувствительного тензорезисторного элемента и корпуса.

Технические характеристики

Номинальная чувствительность (РКП)	3±0,003 мВ/В (0,5…10 т); 2±0,002 мВ/В (0,25…0.З т)
Класс точности	С3 (OIML R60 C2-C3)
Баланс ноля	±1%
Температурное отклонение чувствительности	±0,02%/10 °С
Температурное отклонение ноля	±0,02%/10 °С
Входное сопротивление	400±10Ω
Выходное сопротивление	352±3Ω
Сопротивление изоляции	5000МΩ
Диапазон термокомпенсации	-10…+40° С
Рабочих диапазон температур	-30…+70° С
Предельно допустимая нагрузка, % от макс. нагрузки	150% Еmax
Разрушающая нагрузка, % от макс. нагрузки	180% Еmax
Рекомендуемое напряжение питания	10…12 В
Максимальное напряжение питания	15 В
Класс защиты	IР67 (0,25…0,75 т); IР68 (1…10 т)
Материал корпуса	SQB-A – конструкционная сталь SQB-SS – нержавеющая сталь
Длина кабеля	3 м (0,25…2,5 т), 4,2 м (3…5 т), 5 м (7,5…10 т)
Диаметр кабеля	5 мм (лег. сталь 0,25…5 т, нерж. сталь 0,25…0,З т); 6 мм (лег. сталь 7,5…10 т, нерж. сталь 0,5…10 т)

Распространённые неисправности электродвигателей и методы их устранения

Все неисправности можно разделить на группы по месту их появления.

Признаки неисправностей обмоток, проводки и схемы управления

При проблемах в обмотках двигатель подлежит замене, а проводка и схема управления ремонтируются на месте:

Ротор (якорь) не вращается, двигатель не гудит. Отсутствует напряжение в сети.
То же, срабатывает защита. Короткое замыкание в проводах или в двигателе. Необходимо отсоединить машину от сети и проверить проводку. При отсутствии в ней К.З. устройство отправляется на ремонт.
Двигатель не вращается, но гудит. Вместо трёх фаз приходит две. Исправить схему управления.
Электромашина остановилась при работе. Сработала защита. Проверить тепловое реле и все блокировки.
Двигатель не разгоняется до номинальной скорости вращения. Устройство перегружено или есть витковое замыкание в обмотках. Проверить ток токоизмерительными клещами. При перегрузке ток повышен во всех фазах и производится ремонт редуктора или регулировка исполнительного механизма. При витковом замыкании ток в одной фазе намного превышает остальные, и двигатель подлежит замене.
Тоже, в машине с фазным ротором. Ток номинальный, неисправны сопротивления в цепи ротора, щёточный механизм или обрыв в роторе. Сопротивления и щётки отремонтировать или заменить. При обрыве в роторе необходим ремонт в специализированной организации.
Аппарат гудит и дымит. Замыкание внутри обмоток. Необходима замена и капремонт машины.
После нажатия кнопки “СТОП” аппарат работает. Неисправна схема управления. Отключить сеть автоматическим выключателем (не рубильником) и произвести ремонт.

Важно! При отключении рубильника под нагрузкой есть опасность возникновения электрической дуги и выгорания устройства

Признаки неисправных подшипников

При неисправных подшипниках машина может работать какое-то время, но быстро выйдет из строя:

Двигатель не вращается, но гудит, все фазы в наличии. Заклинён ротор или редуктор. Необходимо проверить напряжение и попытаться провернуть вал вручную – заклинённый двигатель не вращается, а при неисправном редукторе есть небольшой люфт. При разрушенном подшипнике без напряжения вал вращается нормально, а при включении ротор притягивается к статору. Аппарат разобрать и заменить подшипники.
Греется и “стучит” подшипник. Вышел из строя или высохла смазка. Подшипник снять, при необходимости заменить полностью или смазку.

Механические неисправности

Электродвигатель перегревается. Устройство перегружено или отсутствует вентиляция. Проверить ток и восстановить обдув машины.
Повышенная вибрация. Неисправен редуктор, муфта или подшипники. Нарушена центровка. Отсоединить двигатель от редуктора, если вибрация пропала, то проверяется центровка и редуктор, если сохраняется, то производится средний ремонт электромашины.
Разрушение лап машины, посадочного места подшипника, крепёжных болтов. Сильная вибрация. Устранить вибрацию, при необходимости произвести средний ремонт.

Уход за подшипниками

Для нормальной работы двигателя его подшипники скольжения нужно содержать в чистоте.

Чтобы в них не попали пыль и грязь, крышки подшипников плотно закрывают. Спускные отверстия и крышку на торце вала двигателя также плотно закрывают, иначе масло будет вытекать из подшипников и разбрызгиваться или попадать внутрь двигателя на обмотки. Применяемое для смазки подшипников масло не должно содержать кислоту или смолу.

При работе двигателя не следует допускать появления пены в подшипниках. Пену можно ликвидировать, добавив свежего масла, а если это не поможет, нужно полностью сменить масло. Перед доливкой в подшипники масла открывают контрольные отверстия, служащие маслоуказателями. Обычно эти отверстия закрыты пробками на резьбе. Уровень масла считается нормальным, когда оно появляется в контрольном отверстии. Вместо пробки некоторые подшипники имеют масломерные стекла.

Для нормальной работы подшипников с кольцевой смазкой необходимо не менее двух раз в смену, даже если подшипники не нагреваются, проверять вращение колец и чистоту масла (наличие механических примесей, шлама и т. д.). Если кольца вращаются медленно или совсем не вращаются, значит смазка подшипника ухудшилась, он будет сильно нагреваться и может расплавиться. Масло в подшипниках со временем загрязняется и становится густым, поэтому в зависимости от условий работы через каждые 3 — 4 месяца, но не реже одного раза в полгода, его заменяют полностью, даже если подшипники имеют нормальный нагрев.

При работе подшипников в тяжелых условиях (большая запыленность помещения, высокая температура окружающей среды, низкое качество масла и т. д.) сроки замены масла сокращаются. Обычно в подшипники с кольцевой смазкой масло доливают после 200 — 300 ч непрерывной работы. Если доливка производится во время работы двигателя, делают это как можно медленнее.

Перед заменой смазки подшипники промывают керосином, продувают воздухом, промывают маслом той марки, которую применяют для данных подшипников, и после этого заливают свежим маслом.

Диагностические признаки дефектов подшипников качения I

Диагностика по спектрам вибросигналов

Диагностические признаки:

Радиальная высокочастотная вибрация (возможна аксиальная, если на подшипнике присутствует значительная аксиальная нагрузка).
В форме волны присутствуют повторяющиеся удары, при развитых дефектах форма волны может иметь очень характерную форму т.н. «золотая рыбка».
Наличие в спектре большого количества несинхронных компонент, или, отталкиваясь от оборотной частоты ротора, гармоник с дробными номерами. Частоты этих гармоник определяются подшипниковыми соотношениями. Смотри Примечания.
Наличие в спектре широкополосных энергетических горбов вблизи подшипниковых частот.
Возможна модуляция подшипниковых частот частотой вращения ротора, что приводит к возникновению вокруг них характерных боковых гармоник. По мере развития дефекта возрастет и число боковых гармоник

Параметры измерений, устанавливаемые в приборах BALTECH:

Форма волны, спектр виброскорости, спектр виброускорения,
От 0,5 Гц до 200 Гц для низкооборотистых машин,
От 10 Гц до 1000 Гц для средне- и высокооборотистых машин,
6 — 8 усреднений
От 400 до 1600 линий

Примечания:

В подшипнике можно выделить четыре основные, применяемые для диагностики частоты — внешней обоймы подшипника, внутренней обоймы, частоты сепаратора и частоты тел качения.

Частота перекатывания тел качения по внешней обойме (часто обозначаемая BPFO): Fн = Nтк /2 х F1 (1 — Dтк/Dc х cosj)

Частота перекатывания тел качения по внутренней обойме (BPFI):                                 Fв = Nтк /2 х F1 (1 + Dтк/Dc х cosj)

Частота сепаратора (FTF):                                                                                                      Fс = 1/2 х F1 (1 — Dтк/Dc х cosj)

Частота перекатывания тел качения (BSF):                                                                         Fтк = 1/2 х F1 х Dтк/Dc (1 — Dтк2/Dc2 х cos2j)

где: Nтк — количество тел качения в одном ряду подшипника;

F1 — оборотная частота вращения ротора;

Dтк — диаметр тела качения;

Dc — средний диаметр сепаратора;

j — угол контакта тела качения с обоймой.
На практике удобнее использовать более простые формулы, естественно, менее точные.

Частота перекатывания тел качения по внешней обойме (BPFO):                                         Fн » 0,4 х F1 х Nтк

Частота перекатывания тел качения по внутренней обойме (BPFI):                                      Fв » 0,6 х F1 х Nтк

Частота сепаратора (FTF):                                                                                                           Fс » 0,4 х F1

Частота перекатывания тел качения (BSF):                                                                               Fтк » 0,23 х F1 х Nтк (Nтк<10)

                                                                                                                                                        Fтк » 0,18 х F1 х Nтк (Nтк?10)
Для более точного диагностирования состояния подшипника, он должен быть нагружен достаточным усилием, близким к номинальному.
Вибродатчик должен быть расположен как можно ближе к нагруженной зоне подшипника;
На диагностируемом агрегате не должно быть других источников вибросигналов с частотами, равными частотам дефектов;
Иногда реальные частоты характерных гармоник от отдельных элементов подшипника не соответствуют рассчитанным значениям, причем по мере углубления дефектов это отличие может возрастать.