Дефекты электродвигателей: Неисправности электродвигателя – Электродвигатели АИР, АИС, МТН, MTF, насосы купить в РБ по низким ценам

Неисправности асинхронных электродвигателей | Электрик

Признаки неисправности	Причины	Ремонт
Двигатель не запускается	Отсутствует ток в статоре, что может наблюдаться вследствие перегорания предохранителей или выключения неисправного автоматического выключателя	Поставить новые предохранители; исправить автоматический выключатель
Двигатель не запускается, несмотря на то что напряжение на выводах статора номинальное, а ток во всех трех фазах статора одинаков. Все три напряжения на кольцах равны при неподвижном разомкнутом роторе	Обрыв в двух (или трех) фазах пускового реостата или в соединительных проводах между ротором и пусковым реостатом. Сильное одностороннее притяжение ротора к статору вследствие большого износа вкладышей подшипников, смещения подшипниковых щитов или подшипниковых стояков	Отыскать при помощи мегомметра или контрольной лампы место обрыва и устранить. Заменить вкладыши подшипников и отрегулировать подшипниковые щиты.
Обмотка статора перегревается	Двигатель перегружен или нарушена его нормальная вентиляция Напряжение на выводах двигателя ниже номинального, вследствие чего происходит перегрузка двигателя по току Обмотка статора соединена не в звезду, а в треугольник.	Снизить нагрузку или усилить вентиляцию (запросить завод- изготовитель о способах усиления вентиляции). Повысить напряжение до номинального или уменьшить ток нагрузки до номинального Соединить обмотку статора в звезду
Обмотка статора сильно нагревается. Ток в отдельных фазах неодинаковый. Двигатель сильно гудит и тормозится	Витковое замыкание. Короткое замыкание между двумя фазами	В основном определяется ощупыванием обмотки после ее отключения. Поврежденное место отремонтировать или же перемотать поврежденную часть обмотки
Ротор, а иногда и статор перегреваются. Двигатель гудит, ток в статоре сильно пульсирует. Двигатель с нагрузкой плохо запускается и не развивает номинальной частоты вращения; момент вращения меньше номинального	Неисправность вызвана плохим контактом в цепи ротора: плохой контакт в пайках лобовых частей обмотки или в нулевой точке, в переходных соединениях между стержнями или в соединениях между параллельными группами плохой контакт в соединениях обмотки с контактными кольцами плохой контакт в соединениях между контактными кольцами и пусковым реостатом или в пусковом реостате	Для устранения этой неисправности необходимо: проверить все пайки обмотки ротора; те из них, которые неисправны или внушают подозрение, перепаять. Если наружным осмотром не удается обнаружить место плохой пайки, проверить методом падения напряжения проверить контакты токопроводов в местах соединения их с обмоткой и контактными кольцами проверить исправность контактов в местах присоединения проводов к ротору и реостату, проверить и очистить контакты и щетки пускового реостата
Двигатель не достигает требуемой частоты вращения, сильно перегревается	Двигатель перегружен Подшипник вышел из строя	Устранить перегрузку Заменить подшипник
Двигатель не запускается: при поворачивании рукой работает толчками и ненормально гудит; в одной фазе статора нет тока	Обрыв в одной фазе цепи сети или внутренний обрыв в обмотке статора. Если обрыв фазы произойдет во время работы двигателя, то при отсутствии надлежащей максимальной защиты может перегореть обмотка статора или ротора	Проверить вольтметром напряжение на выводах статора. Если имеется обрыв в одной фазе сети или напряжение во всех трех фазах несимметрично (в случае перегорания предохранителя или обрыва в одной фазе первичной обмотки трансформатора), то устранить неисправность сети. Если сеть исправна, то устранить обрыв в обмотке статора
Работа двигателя сопровождается сильным гудением, появился дым	Произошло замыкание витков некоторых катушек обмотки статора; короткое замыкание одной фазы	Двигатель отправить в ремонт
Электровигатель с короткозамкнутым ротором хорошо запускается без нагрузки; с нагрузкой не запускается	Нагрузка при пуске велика	Уменьшить нагрузку при пуске
Искрение сопровождается повышенным нагревом коллектора и щеток	Щетки в плохом состоянии и неправильно установлены в щеткодержателях. Размеры обойм щеткодержателей не соответствуют размерам щеток, плохой контакт между щетками и их арматурой	Угольные щетки имеют неровную обогревающую рабочую поверхность с царапинами; плохо пришлифованы; их края обломаны или обгорели. Следует правильно установить щеткодержатели и щетки
Стук в подшипниках качения	Разрушение дорожек или тел качения	Заменить подшипник
Ослабление крепления подшипника в подшипниковом щите	Слишком большая радиальная нагрузка на выходной конец вала, приведшая к износу места посадки подшипника в щите Очень большая вибрация машины	Уменьшить радиальную нагрузку и заменить двигатель; применить двигатель другого типоразмера, способный без разрушения выдержать существующую радиальную нагрузку Устранить причины сильной вибрации и заменить двигатель
Повышение вибрации при работе	Нарушение балансировки ротора шкивами или муфтами; неточная центровка валов агрегата; перекос соединительных полумуфт	Дополнительно отбалансировать ротор, шкивы или полумуфты; произвести центровку двигателя и машины; снять и вновь правильно установить полумуфту. Найти место обрыва или плохого контакта и устранить повреждение
Активная сталь статора равномерно перегрета, хотя нагрузка двигателя не превышает номинальной	Напряжение сети выше номинального Неисправен вентилятор	Снизить нагрузку или усилить вентиляцию двигателя Снять защитный кожух и отремонтировать вентилятор
Активная сталь статора при нормальном напряжении  сильно нагревается	Местные замыкания между отдельными листами активной стали, вызванные заусенцами или задеванием ротора о статор. Зубцы активной стали в отдельных местах выгорели и оплавлены вследствие коротких замыканий в обмотке статора или пробоя обмотки на корпус	Удалить заусенцы, разъединить соединенные листы стали и отлакировать их изоляционным лаком воздушной сушки. Вырубить или вырезать поврежденные места. Между отдельными листами проложить тонкий электрокартон или пластинки слюды и отлакировать их изоляционным лаком. В случае большого количества повреждений необходимо произвести полную перешихтовку стали с перемоткой статора
Мотор работает неустойчиво	Силовые контакты магнитного пускателя не создают устойчивого соединения	Заменить магнитный пускатель или почистить контактные пластины и подогнуть
Двигатель не отключается  при нажатии кнопки «Стоп»	«Залипли» контакты магнитного пускателя	Заменить магнитный пускатель или починить

НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ – – Справочник ремонт электродвигателей

РЕМОНТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [41] Устройство, характеристики и ремонт электродвигателей. Стандарты и правила.

НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [17] Причины неисправностей электродвигателей, методы определения и устранения.

ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ [19] Электроизоляционные материалы для ремонта электродвигателя.

ПРОПИТКА ОБМОТОК [8] Типы и технические характеристики лаков для пропитки обмоток.

ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД [3] Характеристики обмоточных проводов для ремонта электродвигателей.

ПОДШИПНИКОВЫЕ УЗЛЫ [11] Подшипники и подшипниковые узлы электродвигателей.

ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [82] Технологический процесс капитального ремонта электродвигателей.

ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [22] Измерение параметров и методы испытания электродвигателя.

ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ [8] Внутренняя и внешняя защита электродвигателя. Терморезисторы и датчики.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕМОНТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [6] Необходимое оборудование и инструменты для ремонта электродвигателя.

СХЕМЫ ОБМОТОК [39] Основные схемы обмоток электродвигателя. Способы соединения обмоток звездой и треугольником.

ОБМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [48] Таблицы обмоточных данных электродвигателей.

НИЗКОВОЛЬТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ [84]

НОВОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ [74]

основные причины неисправностей, поломок и отказов электродвигателей и их ремонт

Даже простая конструкция силового агрегата не исключает вероятности поломки. Например, неисправности и ремонт электродвигателей, принцип работы которых очень прост, встречаются достаточно часто. С какими поломками электрических двигателей приходится сталкиваться чаще всего?

Диагностика

Диагностика причин неисправности электродвигателя является обязательным условием успешного ремонта. Лишь выявив все дефекты, удастся провести достаточный комплекс работ для полного восстановления ресурса. Если причиной поломки не оказалась аварийная ситуация, для наиболее качественной диагностики рекомендуется проведение предремонтных испытаний агрегата. Применяют такие приемы дефектации, как: визуальный осмотр, инструментальные замеры зазоров в подшипниках и между вращающимися частями, измерение базовых параметров электроустановки, проверка целостности щеточного узла в коллекторных двигателях, выявление общего перегрева и локальных зон избыточного выделения тепла.

Самые распространенные неисправности электрических силовых агрегатов

Хотя неисправности электродвигателя бывают вызваны множеством факторов, их возможно разделить на две основные группы: механические и электрические.

Электрические неисправности вызываются нарушением конструкции обмоток или щеточного узла:

1. Обрыв в обмотке означает потерю одной из фаз, из-за чего нормальная работа двигателя становится невозможной. Резко снижаются мощность и обороты, повышается температура. Если защита по превышению тока в исправных обмотках не сработает, а персонал вовремя не заметит неисправность – возможен общий перегрев агрегата и даже заклинивание.
2. Замыкание на корпус одной из обмоток означает, что внешние поверхности двигателя окажутся под напряжением фазы. Если защитные устройства настроены неправильно, тяговая машина может продолжать работу, но находиться рядом с ней будет смертельно опасно.
3. Замыкание между обмотками приведет к остановке двигателя, сильному нагреву и может закончиться пожаром.
4. Межвитковое замыкание становится следствием износа и пробоя изоляции и определяется по увеличению тока в одной из фаз.

Для устранения практически любого из таких дефектов понадобится перемотка двигателя.

Механические неисправности означают нарушение конструкции двигателя вследствие аварии или износа. Одной из наиболее частых механических проблем асинхронных двигателей является износ подшипников. При желании данную неисправность можно определить даже на звук: рабочий шум станет более заметным, а бонусом к нему может стать вибрация. Это также может привести к сильному нагреву торцевых частей вала и, как следствие, к высыханию смазки. В запущенных случаях при остановке вала можно услышать звук перекатывающихся шариков. Причиной всего этого может стать не только износ деталей в процессе эксплуатации, но и недостаточность смазки. Но и это не все. При появлении зазоров в подшипниках вал с ротором двигается в непривычных направлениях, что, в свою очередь, может приводить к новым неисправностям. Как правило, под удар попадают неравномерно вращающийся механизм и сам ротор, который повреждает магнитопривод статора и крышки силового агрегата.

Решение проблемы

Замена подшипников требует радикальной меры – разборки двигателя, при этом важно не повредить посадочное место старого неисправного элемента. Если рассматривать дефект с точки зрения электрики, то здесь типичной проблемой является срабатывающее защитное устройство. Причины очевидны – перегрузка или даже короткое замыкание. Также может появляться неприятный запах горелой изоляции, а в некоторых случаях – дым или искры внутри электрического двигателя. При обнаружении перегрева в рабочем состоянии можно предположить неисправность, связанную с обмоткой, или, что более вероятно, чрезмерную нагрузку на вал. Логичным решением станут проверка вала на свободное вращение и запуск двигателя отдельно от рабочего агрегата.

Наше предложение

При необходимости проведения технического обслуживания или работ по восстановлению электрического двигателя вы можете обратиться в ООО ПО «Электромашина». Мы оказываем целый комплекс услуг для электрических машин в Санкт-Петербурге, других городах и странах СНГ. Наши специалисты проведут диагностику неисправности и ремонт агрегата с выездом на ваш объект. Стоимость наших услуг и более подробные условия сотрудничества можно узнать по номеру контактного телефона или по адресу электронной почты [email protected].

Этапы работ

Ремонт электрических машин в ООО ПО «Электромашина» предусматривает:

• Приемку оборудования и его доставку в ремонтный цех.
• Присвоение каждому заказу порядкового номера.
• Диагностику состояния полученного электродвигателя или генератора.
• Окончательный расчет стоимости ремонта, определяемый по результатам диагностирования.
• Если требуется – согласование рассчитанной суммы с заказчиком до выставления счета.
• Если клиент согласен с ценой – выставление счета.
• Проведение полного объема ремонтных работ.
• Оплату заказчиком стоимости услуги.
• Возможность для клиента уточнять степень готовности оборудования и иметь представление о том, на каком этапе находится ремонт.
• Самовывоз отремонтированного электродвигателя либо генератора или заказ доставки отремонтированной техники по указанному адресу в любой регион России. Чтобы забрать заказ, нужно предъявить акт приема оборудования в ремонт, доверенность и реквизиты предприятия-заказчика.

Наши преимущества

Снижение затрат за счет сокращения времени простоя оборудования

Опыт работы со сложными, специализированными и крупногабаритными электродвигателями

Ответственный подход к диагностике и ремонту в реальные сроки и за разумную стоимость

Разработка и расчет Проектирование ключевых узлов электродвигателя

Неисправности электродвигателей – ООО ПФ “КРЭДО”

Чтобы быстро определить, почему электродвигатель вышел из строя и в каких узлах произошел сбой – рекомендуется ознакомиться с перечнем наиболее популярных неисправностей. Ниже приведены характерные поломки, причины возникновения и способы их правильного устранения.

 

Неисправность: Электродвигатель сильно гудит при запуске, не набирает оборотов, или не запускается совсем.

Причина: Обрыв цепи статора, обрыв цепи одной из фаз (наконечник, кабель, контактор), перегорела защитная вставка.
Решение: Восстановить цепь питания, проверить и сменить предохранитель.

Причина: Обрыв обмотки статора.
Решение: Перемотать статор.

Причина: Обрыв в цепи фазного ротора (кабель, реостат, щетки).
Решение: Восстановить цепь ротора.

Причина: Нарушение контакта между стержнями и кольцами в короткозамкнутом роторе (дым и искры).
Решение: Ремонт ротора.

Причина: Заклинивание вала ЭД или привода.
Решение: Произвести очистку двигателя или его механизма от возможных загрязнений.

Причина: Низкий пусковой момент, который не позволяет ротору набрать обороты.
Решение: Замена на аналогичный двигатель с большим пусковым моментом.

Причина: Соединение звездой вместо треугольника
Решение: Проверить правильность схемы соединения, произвести переподключение.

 

Неисправность: Сильный нагрев в подшипниках скольжения.

Причина: Отсутствие или недостаточное количество смазки.
Решение: Произвести смазку подшипников должным образом.

Причина: В масле имеются примеси и механические частицы.
Решение: Произвести замену смазки.

Причина: Износ деталей полумуфт, дефект кольца, бой шейки вала и т.п.
Решение: Ремонт механической части двигателя.

 

Неисправность: Сильный нагрев в подшипниках качения.

Причина: Отсутствие или недостаточное поступление смазки, избыток смазки.
Решение: Произвести смазку подшипников должным образом, проследить за возможными утечками, убрать излишки смазки.

Причина: Дефекты подшипника, выраженные посторонним шумом.
Решение: Замена подшипника.

 

Неисправность: Корпус электродвигателя сильно нагревается при работе.

Причина: Слабая работа принудительной системы охлаждения.
Решение: Очистка каналов и технологических отверстий.

Причина: Забиты вентиляционные каналы для пропускания холодного воздуха.
Решение: Продувка сжатым воздухом.

Причина: Повышенная нагрузка по току.
Решение: Понизить нагрузку или заменить на ЭД большей мощности.

 

Неисправность: Искрение при работе ЭД и появление дыма.

Причина: Ротор соприкасается с поверхностью статора.
Решение: Ремонт двигателя.

Причина: Некорректная работа в защитной или пускорегулирующей системе.
Решение: Диагностика защитной или пускорегулирующей системы и устранение дефектов.

 

Неисправность: Повышенные вибрации при работе ЭД.

Причина: Износ соединительных муфт
Решение: Отсоединить муфты и проверить ЭД без подключения к механизму.

Причина: Нарушена центровка двигателя и механизма.
Решение: Проверить и затянуть крепежные детали, а также крепления к станине.

Причина: Износ подшипников, разбалансировка ротора, взаимное смещение положения ротора и статора.
Решение: Ремонт ЭД.

 

Неисправность: Колебания потребления тока статора ЭД в процессе его работы.

Причина: Плохое соединение в цепи – для фазного ротора, для короткозамкнутого ротора – плохое соединение между стержнями и кольцами.
Решение: Ремонт ЭД (при больших колебаниях – незамедлительно, при небольших скачках – чем раньше – тем лучше).

 

Неисправность: Искры из коллекторно-щеточного узла. Сильный нагрев и обгорание соответствующей арматуры.

Причина: Щетки плохо отшлифованы.
Решение: Отшлифовать щетки.

Причина: Недостаточный зазор для свободного движения щеток в щеткодержателях.
Решение: Выставить допустимый зазор в пределах 0.2-0.3 мм.

Причина: Загрязнение контактных колец или щеток.
Решение: Произвести очистку, устранить источник распространения загрязнения.

Причина: На контактных кольцах имеются борозды и неровности.
Решение: Проточить и произвести шлифовку колец.

Причина: Слабый прижим щеток.
Решение: Отрегулировать усилие нажатия.

Причина: Отсутствует равномерное распределение тока между щетками.
Решение: Отрегулировать усилие нажатие щеток и их свободный ход в щеткодержателях, проверить состояние контактной группы Траверс, оценить состояние токопроводов.

 

Неисправность: Активная сталь статора перегревается равномерно по всей поверхности.

Причина: Повышенное напряжение питания.
Решение: Организовать дополнительное охлаждение электродвигателя и понизить напряжение электросети до штатного уровня.

 

Неисправность: Сильный нагрев активной стали статора в отдельном месте на холостом ходу при штатном напряжении в сети.

Причина: Местное КЗ между отдельными листами активной стали.
Решение: Очистить и прошлифовать место соприкосновения листов, покрыть их диэлектрическим лаком.

Причина: Нарушена изоляция в местах стяжки активной стали.
Решение: Восстановить изоляцию на данных участках.

 

Неисправность: ЭД с фазным ротором при загрузке не выходит на номинальные обороты.

Причина: Некачественное соединение в пайке контактного кольца ротора.
Решение: Произвести контроль надежности пайки визуально и «проверкой с падением напряжения».

Причина: Слабый контакт обмотки ротора с контактным кольцом.
Решение: Проверить и восстановить токопроводящие соединения.

Причина: Слабое соединение в щеточном узле и механизме КЗ ротора.
Решение: Произвести шлифовку и регулировку усилия прижатия щеток.

Причина: Слабое соединение контактных проводов в пусковой аппаратуре.
Решение: Восстановить целостность и надежность контактов на соответствующем участке.

 

Неисправность: Двигатель с фазным ротором запускается при незамкнутой цепи ротора, а под нагрузкой не может выйти на номинальный режим.

Причина: КЗ в обмотке якоря, соединительных хомутах лобовых соединений.
Решение: Изолировать соприкасающиеся хомуты, Устранить КЗ и произвести замену поврежденной обмотки якоря.

Причина: КЗ обмотки ротора по двум участкам одновременно.
Решение: Устранить КЗ и произвести замену обмотки неисправной катушки.

 

Неисправность: Двигатель с короткозамкнутым ротором не набирает штатное количество оборотов.

Причина: Отработало тепловое реле, вышли из строя предохранители или автомат.
Решение: Проверка и устранение данных неисправностей.

 

Неисправность: При запуске электродвигателя электрическая дуга перекрывает контактные кольца.

Причина: В щеточном узле или на контактных кольцах присутствует пыль, грязь.
Решение: Провести чистку.

Причина: Высокая влажность в месте эксплуатации ЭД.
Решение: Нанести дополнительный слой диэлектрика или произвести замену ЭД на другой, пригодный для эксплуатации в текущих условиях.

Причина: Обрыв в контактных соединениях реостата или ротора.
Решение: Провести диагностику всех соединений, устранить неисправности.

ОБ ИССЛЕДОВАНИИ ПРОЦЕССА ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПО ГАРМОНИЧЕСКОМУ СОСТАВУ ТОКА СТАТОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ | Ягубов

Шичёв П. С. Диагностика насосных агрегатов посредством анализа спектра тока статора электродвигателя // XV науч.-техн. конф. молодежи АО «Транснефть-Север»: материалы конференции. Ухта: УГТУ, 2014. С. 29-30.

Повышение эффективности работы центробежных насосов, находящихся в эксплуатации/ Волков А.В. [и др.]// Новости теплоснабжения. 2010. № 10 (122). 56 с.

Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высш. шк., 2001. 327 с.

Терёхин В. Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1). Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. 292 с.

Клюев В.В., Артемьев Б. В. О развитии неразрушающего контроля и технической диагностики в России // Контроль. Диагностика. М.: Издательский дом «Спектр», 2014. № 3. С. 45-60.

Sakthivel N. R., Nair Binoy B., Elangovan M., Sugumaran V., Saravanmurugan S. Comparison of dimensionality reduction techniques for the fault diagnosis of mono block centrifugal pump using vibration signals // Engineering Science and Technology, an International Journal. 2014. vol. 17. P. 30-38.

Петухов В. С. Диагностика электродвигателей. Спектральный анализ модулей векторов парка тока и напряжения // Новости электротехники. СПб.: ЗАО «Новости Электротехники», 2008. № 1(49). С. 50-52.

Баширов М.Г., Прахов И.В., Самородов А.В. Определение технического состояния насосно-компрессорного оборудования по значениям параметров высших гармонических составляющих токов и напряжений, генерируемых двигателем электропривода// Фундаментальные исследования. Пенза: ООО ИД «Академия Естествознания», 2010. № 12. С. 62-65.

Hernandez-Solis A., Carlsson F.Diagnosis of submersible centrifugal pumps: a motor current and power signature analysis // European power electronics and drivers Journal. 2010. vol. 20-1.

Идентификация дефектов электромагнитной системы электрических машин

Содержание

12.1. При контроле состояния электромагнитной системы электрических машин по вибрации и температуре с решением задачи идентификации дефектов электрические машины следует разделять на следующие типы:

• асинхронные электродвигатели,
• синхронные машины переменного тока
• машины постоянного тока,
• шаговые электродвигатели.

Во многих случаях электрические машины, используемые в качестве приводного двигателя агрегатов с регулируемой частотой вращения, питаются не напрямую от общей электрической сети, а через регулируемые статические выпрямители и преобразователи, искажающие форму выходного напряжения и значительно влияющие на вибрацию агрегата. Контроль состояния электродвигателя, да и всего агрегата в этом случае требует знания частоты питающей напряжения и частоты вращения агрегата на момент измерения вибрации, а также учета влияния формы питающего напряжения на вибрацию электродвигателя и агрегата в целом. Поэтому идентификация дефектов агрегатов со статическими преобразователями в силовых электрических цепях чаще всего выполняется профессиональными системами диагностики машин и механизмов по вибрации, току и температуре.

12.2. Основные дефекты электрических машин, влияющие на их вибрацию и температуру, как правило, делят на следующие группы:

• дефекты механической системы ротор – подшипники,
• дефекты электрических цепей,
• дефекты магнитных цепей,
• дефекты систем охлаждения и смазки.

12.3. Ниже рассматриваются возможности обнаружения и идентификации дефектов электромагнитной системы, т.е. второй и третьей из перечисленных групп. Дефекты этих групп, как правило, влияют на параметры многих составляющих сигнала вибрации на низких и средних частотах, однако мощность большинства из этих составляющих весьма мала. Причина в том, что при дефектах электромагнитной системы наиболее сильно изменяются параметры слабых составляющих электромагнитного поля на характерных частотах, и, соответственно, слабых составляющих, как вибрации, так и тока в обмотках электрических машин. Поэтому для глубокой диагностики электромагнитной системы обычно используются профессиональные средства анализа вибрации и/или тока в обмотках электрических машин, позволяющие разделить в частотной области признаки дефектов механического и электромагнитного происхождения. В то же время возможности простейшей системы мониторинга в части обнаружения изменений состояния электрических машин достаточно велики, ограничения возникают преимущественно при идентификации дефектов.

12.4. Для идентификации причин изменения состояния электрической машины с помощью простейшей системы мониторинга необходимо знание типа машины, частоты вращения ротора, частоты питающего напряжения (для машин переменного тока) и количества зубцов (полюсов) на роторе (якоре). Для машины постоянного тока нужна дополнительная информация – количество основных полюсов (в документации чаще приводится количество пар р основных полюсов) и пластин коллектора, которое обычно кратно количеству зубцов якоря. Ниже приводятся основные частоты для идентификации дефектов, доступных для обнаружения с помощью простейшей системы мониторинга раздельно по каждому виду электрических машин.

Таблица 12.1. Основные частоты электрических машин

 

Тип двигателя	Основные частоты
Асинхронный двигатель	Fвр – частота вращения ротора F1 – частота питающего напряжения (обычно 50 Гц, 60Гц, 200 Гц) Fz = k·Fвр·zrt±2F1 – зубцовые частоты где k – целое число, определяющее номер гармоники зубцовой частоты, zrt – количество зубцов ротора
Синхронная машина переменного тока	Fвр – частота вращения ротора F1 – частота питающего напряжения (обычно 50 Гц, 60Гц, 200 Гц) Fz = 1,5Fвр·zrt – зубцовая частота (неявнополюсная машина) Fz = Fвр·zst – зубцовая частота (явнополюсная машина) zst – количество зубцов статора zrt – количество зубцов ротора
Машина постоянного тока	Fвр – частота вращения якоря Fщ = 2рFвр – щеточная частота Fz = Fвр·zrt – зубцовая частота Fк = Fвр·zk – коллекторная частота p – количество пар основных полюсов  zrt – количество зубцов якоря zk – число пластин коллектора

 

12.5. К основным дефектам электромагнитной системы, влияющим на вибрацию питающегося синусоидальным (без искажений формы и несимметрии по фазам) напряжением асинхронного электродвигателя, относятся:

• дефекты статора (обрывы и короткие замыкания в силовых обмотках, короткие замыкания в активном сердечнике статора),
• обрывы в беличьей клетке и короткие замыкания в активном сердечнике ротора,
• изменения формы зазора между ротором и статором (статический и вращающийся эксцентриситет) прежде всего из-за износа подшипников или деформации корпуса при креплении к фундаменту («мягкая лапа»).

В асинхронных электродвигателях наибольшие изменения вибрации при дефектах электромагнитной системы могут происходить на частоте вращения ротора, на четных гармониках питающего напряжения, а также на зубцовых частотах. Все другие изменения вибрации электромагнитного происхождения в асинхронных электродвигателях идентифицировать по третьоктавному спектру вибрации крайне сложно.

12.6. Кроме как из-за собственно дефектов вибрация электромагнитного происхождения в двигателях переменного тока может существенно изменяться из-за изменения свойств питающего трехфазного напряжения (несимметрии его величины по фазам или искажения формы), а также из-за перегрузки двигателя. При несимметрии напряжения растет вибрация на второй гармонике его частоты, при искажениях – на шестой, двенадцатой, а иногда на более высоких (кратных шестой) гармониках. При перегрузке двигателя с последующим частичным магнитным насыщением активного сердечника ротора и статора также растет вибрация на шестой и кратных гармониках частоты питающего напряжения. При обнаружении роста указанных составляющих вибрации асинхронного электродвигателя (и синхронного также) есть простой способ разделить возможные причины на две основные группы, связанные с изменениями состояния собственно электродвигателя и питающей его электрической сети путем контроля и сравнения вибрации нескольких агрегатов, питающихся от одной сети. При проблемах с сетью похожие изменения вибрации наблюдаются во всех электродвигателях переменного тока.

12.7. По обнаруженным изменениям указанных компонент вибрации асинхронных двигателей могут быть идентифицированы следующие группы дефектов:

• статический эксцентриситет зазора, дефекты статора (обрывы и короткие замыкания обмоток, короткие замыкания между пластинами его активного сердечника), несимметрия напряжения питания – по росту вибрации на двойной частоте питающего напряжения,
• динамический (вращающийся) эксцентриситет зазора – по одновременному росту вибрации на частоте вращения и на зубцовых частотах,
• частичное магнитное насыщение активного сердечника из-за перегрузки двигателя и нелинейные искажения питающего напряжения – по росту вибрации на шестой гармонике питающего напряжения.

К сожалению, основные признаки дефектов беличьей клетки и сердечника ротора проявляющиеся в сигнале вибрации, часто недоступны для обнаружения простейшей системой мониторинга. Лишь при опасных дефектах ротора и большой нагрузке на двигатель, т.е. при значительном росте величины скольжения, один из признаков – рост инфранизкочастотной вибрации на двойной частоте скольжения по частоте превышает 2Гц и попадает в частотный диапазон системы мониторинга.

12.8. Для более подробной идентификации некоторых дефектов собственно электродвигателя можно воспользоваться следующими дополнительными признаками:

• ростом зубцовых гармоник вибрации не только при динамическом, но и при статическом эксцентриситете зазора,
• ростом низкочастотной вибрации электродвигателя (особенно у агрегатов, упруго закрепленных на фундаментах) преимущественно в тангенциальном направлении при дефектах статора и проблемах с питающим напряжением, а также при магнитном насыщении активного сердечника,
• резким падением уровня вибрации двигателя на частоте вращения ротора при отключении питания (в начальной фазе выбега) при динамическом эксцентриситете зазора,
• локальным (в зоне дефекта) нагревом корпуса двигателя при короткозамкнутых витках в обмотке или сердечнике статора и нагревом обоих подшипниковых узлов при обрыве стержней беличьей клетки или коротких замыканиях пластин сердечника ротора.

Следует особо отметить, что влияние дефектов электромагнитной системы на вибрацию машин переменного тока относительно слабо изменяется с величиной нагрузки. Идентификацию дефектов асинхронного двигателя можно проводить как в номинальном режиме, выбранном для проведения работ по мониторингу, так и в режиме холостого хода. Учитывать следует только факт снижения частоты скольжения двигателя в режиме холостого хода.

12.9. Схема алгоритма идентификации дефектов асинхронного электродвигателя по результатам измерений, выполняемых простейшей системой диагностики, приводится на рис.12.1. Как видно из приведенной схемы, дефекты обмотки и сердечника ротора двигателя не обнаруживаются по результатам контроля третьоктавного спектра вибрации электродвигателя, для решения этой задачи необходимо контролировать узкополосные спектры вибрации или потребляемого тока.

F₁ – частота питающего электродвигатель напряжения,F_вр – частота вращения двигателя, F_z –– зубцовая частота двигателя, НЧ – низкочастотная вибрация,  ИНЧ – инфранизкочастотная вибрация (до5Гц).

Рис.12.1 –  Схема алгоритма идентификации дефектов электромагнитной системы асинхронного электродвигателя.

12.10. К основным дефектам электромагнитной системы, влияющим на вибрацию синхронной электрической машины (при питании симметричным синусоидальным напряжением в режиме двигателя или при отсутствии несимметрии и нелинейности нагрузки в режиме генератора) относятся:

• дефекты статора (обрывы, короткие замыкания в его обмотках и в активном сердечнике),
• дефекты ротора (обрывы и замыкания в обмотке постоянного тока, дефекты крепления полюсов),
• изменения формы зазора между полюсами и статором (статический и вращающийся эксцентриситеты),
• распушение активных пакетов сердечника статора крупных электрических машин.

Зазоры в синхронных машинах по величине многократно превышают зазоры в асинхронных двигателях, их эксцентриситеты в относительных единицах обычно невелики и на состояние машины влияние практически не оказывают. Исключение – статический эксцентриситет в крупных машинах, в которых статор и ротор крепятся к фундаменту независимо друг от друга.

В синхронных электрических машинах наибольшие изменения вибрации при дефектах электромагнитной системы могут происходить на частоте вращения ротора, на четных гармониках питающего напряжения и на зубцовых частотах (кратных произведению частоты вращения на 3/2 от количества зубцов ротора в неявнополюсных машинах или частоты вращения на количество зубцов статора в явнополюсных машинах). Все другие изменения параметров электромагнитной системы идентифицировать по третьоктавному спектру вибрации крайне сложно.

12.11. По обнаруженным изменениям указанных компонент вибрации синхронных электрических машин могут быть идентифицированы следующие группы дефектов:

• статический эксцентриситет зазора, дефекты статора, несимметрия напряжения питания, распушение пакетов статора – по росту вибрации на двойной частоте питающего напряжения,
• короткие замыкания в обмотках возбуждения и дефекты крепления полюсов ротора (вращающийся эксцентриситет зазора) – по одновременному росту вибрации на частоте вращения и на зубцовых частотах,
• частичное магнитное насыщение активного сердечника машины и нелинейные искажения напряжения – по росту вибрации на шестой гармонике питающего напряжения.

12.12. Для более подробной идентификации некоторых дефектов синхронной электрической машины можно воспользоваться следующими дополнительными признаками:

• ростом низкочастотной вибрации статора электрической машины (особенно у агрегатов, упруго закрепленных на фундаментах) преимущественно в тангенциальном направлении при дефектах статора, при проблемах с питающим напряжением электродвигателя или с выходным напряжением генератора из-за несимметрии или нелинейности подключаемой нагрузки, а также при магнитном насыщении активного сердечника,
• резким падением уровня вибрации двигателя на частоте вращения ротора и зубцовой частоте при отключении питания (в начальной фазе выбега) при дефектах обмотки возбуждения или узлов крепления полюсов ротора,
• локальным (в зоне дефекта) нагревом корпуса двигателя при короткозамкнутых витках в обмотке или сердечнике статора,
• ростом вибрации дефектного пакета статора на двойной частоте силового тока и ее гармониках при распушении активного сердечника этого пакета (измеряется вибрация пакета, при наличии средств измерения шума возможен контроль воздушного шума в ближней к пакету зоне),

12.13. Схема алгоритма идентификации дефектов синхронного электродвигателя по результатам измерений, выполняемых простейшей системой диагностики, приводится на рис.12.2.

F₁ – частота питающего электродвигатель напряжения, F_вр – частота вращения двигателя, F_z – зубцовая частота двигателя, НЧ – низкочастотная вибрация.

Рис.12.2 – Схема алгоритма идентификации дефектов электромагнитной системы синхронной электрической машины.

12.14. К основным дефектам электромагнитной системы, влияющим на вибрацию машины постоянного тока (при отсутствии переменных составляющих на выходе питающего двигатель выпрямителя или отсутствии импульсных потребителей тока при работе в режиме генератора) относятся:

• обрывы и короткие замыкания пластин коллектора,
• полная или частичная потеря контакта щеток с пластинами коллектора
• обрывы и короткие замыкания в электрических цепях якоря и уравнительных соединениях,
• несимметрия формы и величины зазора между якорем и разными полюсами (как основными, так и дополнительными),
• короткие замыкания в обмотках возбуждения.

В машинах постоянного тока наибольшие изменения вибрации при дефектах электромагнитной системы могут происходить на частоте вращения якоря, на щеточных частотах (кратных произведению частоты вращения якоря на количество основных полюсов), а также на зубцовых и коллекторных частотах (кратных произведению частоты вращения на количество зубцов якоря и пластин коллектора). Все другие изменения параметров электромагнитной системы идентифицировать по третьоктавному спектру вибрации крайне сложно.

В большинстве практических случаев двигатели постоянного тока питаются от трехфазных выпрямителей, в выходном напряжении которых присутствуют переменные составляющие с частотами, пропорциональными частоте сети переменного тока (максимальные по величине составляющие имеют частоты, пропорциональные шестой гармонике этой сети). Возбуждаемая кратными частоте сети гармониками тока вибрация обычно ограничивает возможности диагностики машин постоянного тока с применением широкополосных виброанализаторов.

12.15. По обнаруженным изменениям указанных компонент вибрации машин постоянного тока могут быть идентифицированы следующие группы дефектов:

• ухудшение контакта щеток с пластинами коллектора из-за износа либо щеток, либо обрыва пластины коллектора – по росту вибрации на щеточной частоте (вибрация растет преимущественно в тангенциальном направлении),
• нарушение формы зазоров между основными и дополнительными полюсами, а также между полюсами и якорем, короткие замыкания в обмотке возбуждения – по росту вибрации на коллекторных гармониках. Причиной таких дефектов обычно является сдвиг полюсов из-за ослабления креплений, замыкания в обмотке возбуждения, а следствием – нарушение условий коммутации тока, особенно под нагрузкой,
• дефекты якоря, в том числе уравнительных соединений, изменяющих форму поля якоря – по росту вибрации на первой и, частично, второй гармониках частоты вращения, а также по росту зубцовых гармоник вибрации.

12.16. Для более подробной идентификации некоторых дефектов электрической машины постоянного тока можно воспользоваться следующими дополнительными признаками:

• резким падением уровня вибрации двигателя на частоте вращения якоря и щеточной частоте при отключении питания (в начальной фазе выбега) при дефектах соответственно якоря и коллектора (щеток),
• сильной зависимостью величины вибрации на зубцовых гармониках от нагрузки (знак зависимости – любой) при дефектах обмотки якоря и обмотки возбуждения.

12.17. Схема алгоритма идентификации дефектов машины постоянного тока по результатам измерений, выполняемых простейшей системой диагностики, приводится на рис.12.3.

 

F_вр – частота вращения ротора, F_щ – щеточная частота, F_z – зубцовая частота,F_к – коллекторная частота, F₁  – частота напряжения на входе выпрямителя,

Рис.12.3 – Схема алгоритма идентификации дефектов электромагнитной системы электрической машины постоянного тока.

12.18. К основным дефектам электромагнитной системы, влияющим на вибрацию шаговых двигателей переменного тока (при отсутствии несимметрии и искажений напряжения питания) относятся:

• обрывы и короткие замыкания в силовых обмотках.
• изменения формы зазора (статический и вращающийся эксцентриситеты).

Основные изменения вибрации из-за перечисленных дефектов могут происходить на гармониках частоты вращения двигателя, начиная с первой, а также на двойной частоте питающего напряжения. Особенностью влияния дефектов на вибрацию является модуляция вибрации на двойной частоте питания гармониками частоты вращения двигателя, которую нельзя определить по третьоктавному спектру вибрации. Поэтому шаговые электродвигатели обычно диагностируются с использованием узкополосного спектрального анализатора сигналов, чаще всего профессиональными системами диагностики по вибрации и току двигателя.

12.19. Примечание. Использование для питания электродвигателей как переменного, так и постоянного тока статических выпрямителей и преобразователей напряжения существенно усложняет процессы диагностирования электродвигателей как по вибрации, так и по току. Преобразователи старых поколений, построенные на тиристорной электронике, существенным образом искажают форму выходного напряжения, что не позволяет применять простейшую систему вибрационного мониторинга для надежной оценки состояния электродвигателей. В то же время в современных статических преобразователях с высокой частотой коммутации силового тока (выше 2 кГц) искажения формы напряжения минимальны, что позволяет идентифицировать дефекты в электрических машинах (если известна частота выходного напряжения на момент проведения измерений). Но высокочастотные (на частоте коммутации тока и ее гармониках) компоненты тока влияют на высокочастотную вибрацию электрических машин и затрудняют диагностику их подшипниковых узлов.

Для проверки возможности диагностики конкретного электродвигателя переменного тока со статическим преобразователем необходимо на практике оценить те изменения вибрации двигателя, которые вносит преобразователь. Для этого надо сравнить третьоктавные спектры вибрации опор вращения, выполненные при работе двигателя от сети предприятия и от статического преобразователя при частоте выходного напряжения, равной частоте сети предприятия.

Если обнаруженный рост составляющих третьоктавной вибрации (обычно на частоте коммутации силового тока и ее гармониках) при работе от преобразователя не превышает 40% (трех дБ), двигатель доступен для контроля состояния и идентификации дефектов при работе от статического преобразователя. Пример такого сравнения приведен на рис. 12.4.

Синий цвет – вибрация подшипникового узла при питании двигателя от сети 50Гц. Красный цвет – вибрация подшипникового узла при питании от преобразователя с частотой выходного напряжения 50Гц

Рис. 12.4 – Влияние качества выходного напряжения со статического преобразователя на третьоктавные спектры вибрации асинхронного двигателя.

12.20. Примеры применения рассмотренных признаков дефектов для обнаружения и идентификации дефектов машин переменного и постоянного тока с помощью простейшей системы мониторинга приводятся в приложении Д.

Содержание

 

Как устранить вибрацию электродвигателя – ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Вибрация электродвигателя приводит к быстрому износу подшипников и снижает надежность агрегата. Вибрирующий ротор подвергает подшипники ударным и толчковым нагрузкам, следствием чего могут быть:

• нарушение масляной пленки;
• подплавление баббита;
• появление сколов и трещин на баббите;
• разрыв сепараторов подшипников качения;
• снижение технологических свойств металла;
• излом/изгиб вала;
• повреждение фундамента и опорной рамы;
• отрыв бочки ротора от вала;
• появление трещин в торцовой крышке и станине статора;
• преждевременный износ изоляции обмоток.

Причины вибрации двигателей

Специалисты условно делят причины вибрации на 2 группы. К первой относятся:

• Некорректная центровка механизма и движка.
• Дефекты подшипников рабочего устройства.
• Дефекты соединительной муфты (износ частей, несоосность отверстий под пальцы, дисбаланс пальцев и полумуфты).
• Дисбаланс ротора рабочего механизма, чаще всего спровоцированный износом лопаток.
• Недостатки фундамента – разрушенный бетон, обрыв сварки на жесткой раме, ошибки при креплении двигателя.

Во вторую группу входят:

• Дисбаланс ротора и двигателя.
• Излом/изгиб вала ротора.
• Трещины в короткозамкнутой обмотке ротора.
• Обрыв стержней обмотки ротора.
• Отделение бочки ротора от вала.
• Слишком большой зазор в подшипниках скольжения.
• Разрушение подшипников качения.
• Слабое крепление узлов двигателя.

Обычно причиной вибрации становятся сразу несколько пунктов из вышеперечисленных. Величина вибрации замеряется вибрографом или виброметром.

Как устранить вибрацию электродвигателя

Прежде чем решать, как устранить вибрацию электродвигателя, необходимо точно установить ее причину. Проверьте, надежно ли закреплен агрегат, не нарушена ли сварка частей фундаментной рамы, не разрушен ли бетон фундамента. При включенном движке определите на ощупь и сравните вибрацию лап, болтов крепления и рамы около лап. Положите палец на стык лапы и болта. Если вы чувствуете, что лапа двигателя вибрирует сильно, а болт вибрирует незначительно или совсем не вибрирует, а при работе они смещаются относительно друг друга, причина – недостаточная затяжка болта. При вибрации лапы и болта проверьте тем же способом разницу вибрации на стыках:

• рамы и лапы;
• вертикальной части рамы и верхней полки;
• верхней и нижней полок и ребра жесткости;
• фундамента и нижней полки рамы.

Также на нарушение прочного сопряжения деталей указывают брызги масла или пузыри в местах стыков. Разъедание бетона маслом является причиной нарушения сопряжения между фундаментом и рамой. В этом случае остановите движок и удалите весь пропитанный бетон (даже тот, что на вид сохраняет прочность), затем замените его свежим. При отсутствии видимых дефектов крепления агрегата и рабочего устройства, рамы, фундамента, рассоедините муфту между рабочим механизмом и двигателем и запустите движок на холостом ходу. Если вибрации нет, причина может быть в нарушении центровки, износе полумуфт и/или пальцев, дисбалансе приводного устройства. Вибрация на холостом ходу указывает на дефекты электродвигателя. Отключите его от сети и посмотрите, исчезнет ли вибрация сразу после этого. Если она исчезла – зазор между статором и ротором неравномерен, и его нужно выровнять. Когда двигатель, запущенный на холостом ходу, вибрирует очень сильно, причины могут быть две – либо неравномерный зазор, либо (если зазор равномерен) обрыв стержня ротора. Во втором случае обмотку ротора необходимо отремонтировать. Если после отключения от сети вибрация пропадает не сразу, а постепенно снижается, проверьте баланс ротора. К его неправильному балансу могут привести:

• неуравновешенность полумуфты;
• смещение обмотки;
• изгиб вала или трещины на нем;
• отрыв бочки ротора от вала.

Снимите полумуфту и запустите двигатель без нее. Если после этого он работает нормально, значит, полумуфта не сбалансирована. Установите ее на оправку и проточите на токарном станке по всей наружной поверхности. При вибрации агрегата со снятой полумуфтой выньте ротор и проверьте его на предмет отсутствия дефектов на валу и надежности крепления роторной бочки. Если дефектов не обнаружено, отбалансируйте ротор на станке. Дефекты подшипников качения определяются по уровню производимого ими шума и нагреву. Проблема решается заменой подшипников. Дефекты соединительной муфты, являющиеся причиной вибрации, чаще всего вызваны:

• неуравновешенностью полумуфт;
• разным весом пальцев;
• несоосностью отверстий полумуфт;
• неравномерным износом пальцев;
• сильным износом мягких шайб.

Взвесьте пальцы и пару, имеющую одинаковый вес, установите в противоположные отверстия полумуфт. На сработавшихся пальцах замените кожу или резину. Замените полумуфты с несоосными отверстиями.

Выявление дефектов двигателя посредством анализа зон неисправности

Персонал по техническому обслуживанию электрооборудования в течение многих лет ограничивался поиском и устранением неисправностей с помощью всего лишь одной двуручки и мегомметра. К сожалению, это не дает достаточно информации, чтобы большинство электриков чувствовали себя полностью уверенно при определении наличия электрической проблемы.

Механический оператор однажды сказал: «Если проблема существует с частью оборудования, и в пределах 10 футов от него есть электрический кабель, то это, должно быть, проблема с электричеством!»

Если вы занимаетесь обслуживанием электрооборудования, вы, вероятно, когда-то слышали в своей карьере: «Это, должно быть, двигатель.«Если вы занимаетесь техобслуживанием механических устройств, вы, вероятно, слышали:« Вероятно, это насос. Давай разъединим его.

Это постоянная битва, и до недавнего времени технология в основном разрабатывалась для механической стороны. Вибрация показывает двукратный всплеск линейной частоты (2F L), и это должно означать, что она электрическая. Верно? Неправильный!

Сегодня существует так много переменных, которые приводят к появлению 2F L, что вывод двигателя из эксплуатации для ремонта электрической части только из-за высокого значения 2F L является ошибкой.Вполне возможно, что это дорогое удовольствие. Лучшее, на что вы могли надеяться, – это то, что ремонтный центр перезвонит и спросит: «Что вы хотите сделать?» к этому совершенно хорошему мотору.

«Устойчивость к заземлению или тестирование мегомметром – все, что нам нужно». Мне трудно поверить в это утверждение. Сколько раз мы, электрики, нервничали, перезапустив отключившийся двигатель после того, как убедились с нашим верным Меггером, что «двигатель в порядке».

На самом деле, может существовать множество причин, вызывающих отключение двигателя, которое не будет обнаружено мегомметром, например, межвитковое замыкание.Пробой изоляции между отдельными витками обмотки может происходить внутри паза статора или в конце витка и быть полностью изолированным от земли. Таким же образом могут возникать межфазные короткие замыкания.

Если оставить эти неисправности без внимания, они могут привести к быстрому износу обмотки, что может привести к полной замене двигателя. Повторный запуск отключившегося двигателя следует рассматривать только после устранения этих неисправностей.

Поиск и устранение неисправностей электродвигателя, у которого есть подозрение на электрическую проблему, не должно приводить к заявлению: «Двигатель в порядке.”

Хотя кто-то с многолетним опытом и огромным авторитетом может обойтись без такого простого утверждения, большинство электриков не найдут такой же положительной реакции от своего начальника, инженера или руководителя завода.

Чтобы достоверно сообщить об электрическом состоянии двигателя и убедиться, что к вашей рекомендации серьезно относятся, существует шесть областей интереса, известных как зоны неисправности, на которые следует обратить внимание при поиске и устранении неисправностей. Отсутствие любой из этих зон может привести к упущению проблемы и потере доверия к нашим навыкам.

Шесть зон электрических повреждений:

1. Качество электроэнергии

2. Силовая цепь

3. Изоляция

4. Статор

5. Ротор

6. Воздушный зазор

Качество электроэнергии

В последнее время качество электроэнергии привлекло всеобщее внимание из-за отмены государственного регулирования и популярности приводов переменного и постоянного тока. С дерегулированием конкуренция между коммунальными предприятиями усилила обеспокоенность штрафами за высокие уровни искажений.

Частотно-регулируемые приводы (VFD) и другие нелинейные нагрузки могут значительно увеличить уровни искажений напряжения и тока. Как можно минимизировать это искажение? Какое оборудование требуется, и является ли проблема чисто финансовой или оборудование находится под угрозой?

Во-первых, давайте разберемся, о чем мы на самом деле говорим, когда говорим о проблемах с качеством электроэнергии. Гармонические искажения напряжения и тока, скачки напряжения, несимметрия напряжения и коэффициент мощности – вот лишь некоторые из многих факторов, вызывающих беспокойство при обсуждении качества электроэнергии.Хотя все они важны, мы остановимся лишь на некоторых, начиная с гармонических искажений.

Гармонические искажения всегда звучат как такая глубокая концепция. Он станет более элементарным, если разложить его на основные основы. Наиболее частым упоминанием в этом разделе является полное гармоническое искажение (THD).

THD – это отношение среднеквадратичного содержания гармоник к среднеквадратичному значению основной величины, выраженное в процентах от основной гармоники.

Проще говоря, это среднеквадратичное значение сигнала без линейной частоты (основной). Идеальная синусоида с частотой 60 герц (Гц) будет иметь 0 процентов THD. Таким образом, все, кроме основной частоты линии (60 Гц), будет считаться гармоническим искажением.

Общие нелинейные (переключающие) нагрузки включают компьютеры, люминесцентное освещение и частотно-регулируемые приводы (VFD), как упоминалось ранее. Присутствие гармоник в системе распределения приводит к чрезмерному нагреву из-за повышенных требований по току.

Нагрузка, рассчитанная на 100 ампер при полной нагрузке, теперь может потреблять 120 ампер, если гармонические искажения высоки. Этот дополнительный ток может привести к повреждению изоляции и, возможно, к катастрофическому отказу. Избыточные гармоники нулевой последовательности будут собираться обратно в трансформаторе, что приведет к перегрузке и возможному выходу из строя.

Эти высокие токи нулевой последовательности возвращаются к источнику через нейтральную шину и, если они чрезмерны, могут вызывать значительное нагревание и даже возгорание. Чтобы избежать таких катастрофических событий, многие компании модифицируют свои системы распределения.

Два популярных вида деятельности – установка k-трансформаторов, предназначенных для работы с большими нагрузками, генерируемыми гармониками, и увеличение размера их нейтрали в мил.

Хотя эти усилия ничего не делают для уменьшения гармоник, они уменьшают риск отказа. Удаление гармоник требует установки фильтрующих механизмов, таких как фильтры нулевой последовательности.

Некоторые из новых частотно-регулируемых приводов, в которых используются IGBT, могут значительно превышать линейное напряжение менее чем за микросекунду.Старые изоляционные системы класса B имеют низкую стойкость к такому быстрому нарастанию и могут очень быстро выйти из строя.

При использовании приводов настоятельно рекомендуется использовать двигатели, предназначенные для работы с инвертором. Чрезмерная длина кабеля между приводом и двигателем может вызвать несоответствие высокого сопротивления, которое способствует скачкам высокого напряжения в соединительной коробке двигателя. Изготовитель привода обычно указывает правильное расстояние между кабелями.

Общие рекомендации, указанные в таблице 3.3.1 IEEE 519-1992, рекомендуют менее 5% THD напряжения для систем, работающих при напряжении менее 69 киловольт. Они также рекомендуют, чтобы индивидуальные гармонические искажения напряжения составляли менее 3 процентов. На рисунке 1 показан пример недопустимого уровня искажения напряжения. Эти высокие уровни гармоник можно увидеть в сигнале напряжения в виде импульсов, движущихся на основной частоте (рисунок 2).

Рисунок 1

Высокие пятая и седьмая гармоники указывают на наличие 6-пульсного воздействия привода на систему распределения.Каждая из отдельных гармоник должна составлять менее 3 процентов от основной гармоники согласно IEEE 519-1992.

Рисунок 2

На рисунке 2 показан основной сигнал напряжения 60 Гц с 6 импульсами, возникающими на протяжении каждой синусоидальной волны. Это произошло из-за нефильтрованного 6-пульсного привода, подключенного к распределительной системе.

Силовая цепь

Что такое силовая цепь? Под силовой цепью понимаются все проводники и соединения, которые существуют от точки, в которой начинается испытание, до соединений на двигателе.Это могут быть автоматические выключатели, предохранители, контакторы, перегрузки, разъединители и наконечники.

Демонстрационный проект 1994 года по промышленным системам распределения электроэнергии показал, что соединители и проводники были источником 46 процентов неисправностей, снижающих КПД двигателей. Часто двигатель, изначально находящийся в отличном состоянии, подключается к неисправной силовой цепи.

Это вызывает такие проблемы, как гармоники, дисбаланс напряжения, дисбаланс тока и т. Д. По мере того, как эти проблемы становятся более серьезными, мощность вашего двигателя падает, вызывая повышение температуры и повреждение изоляции.

Этот двигатель заменяют много раз, и цикл отказа начинается снова. Как видно на рисунке 3, соединения с высоким сопротивлением, приводящие к дисбалансу напряжений, значительно уменьшат номинальную мощность в лошадиных силах.

Рисунок 3 Ссылка: NEMA Standards MG 1-14.35

Один из методов обнаружения соединений с высоким сопротивлением – это проверка межфазного сопротивления. На трехфазном двигателе три измерения сопротивления должны быть почти идентичными.Если все три показания одинаковы, резистивный дисбаланс составит 0 процентов. По мере того как одна или несколько фаз развивают высокое сопротивление, резистивный дисбаланс увеличивается, что указывает на неисправность.

Вот некоторые из механизмов неисправности, которые вызывают соединения с высоким сопротивлением:

Корродированные клеммы

Свободные кабели

Ослабленные шины

Зажимы предохранителей коррозии

Корродированные контакты

Открытые лиды

Проводники разного диаметра

Разнородные металлы

Рисунок 4

На рисунке 4 показаны три различные точки измерения сопротивления, которые можно использовать для определения фактического местоположения соединения с высоким сопротивлением.Положение X перед предохранителями. Если резистивный дисбаланс все еще высок, вы можете перейти в положение Y после контактора. Если дисбаланс все еще очевиден в положении Y, тестирование в клеммной коробке двигателя, положение Z, изолирует двигатель от силовой цепи и определит, какая область является проблемной.

Состояние изоляции

Это относится к изоляции между обмотками и землей. Высокие температуры, возраст, влажность и загрязнение приводят к сокращению срока службы изоляции.Было сказано, что если бы заводы просто использовали имеющиеся обогреватели, чтобы изоляция оставалась сухой, то удвоение срока службы наших двигателей не исключалось бы.

Системы изоляции сегодня лучше, чем когда-либо, и способны выдерживать все более высокие температуры без значительного сокращения срока службы. Однако мы все еще ищем способы разрушить нашу изоляцию намного раньше, чем следовало ожидать.

Имейте в виду, что, хотя изоляция часто бывает повреждена, на эту зону повреждения сильно влияют другие проблемы.Силовая цепь для одного может сильно повлиять на изоляцию. Если перед двигателем имеется соединение с высоким сопротивлением, которое развивается лучше, чем 5-процентный дисбаланс напряжения, и мы продолжаем работу двигателя с его нормальной номинальной мощностью, мы увидим сокращение срока службы изоляции.

Токи обратной последовательности, создающие вращающиеся магнитные поля в противоположном направлении, не только уменьшат крутящий момент, но и могут позволить температуре выйти из-под контроля и превысить даже предел в 150 градусов Цельсия в ваших изоляционных системах класса F.

Была ли система изоляции настоящей причиной отказа двигателя или это был всего лишь симптом? Легко диагностировать явное нарушение изоляции как механизм неисправности, но это повторится снова с другим двигателем, если проблема не будет устранена. Тогда каково будет объяснение?

Опять же, тестирование с помощью Megger не расскажет вам всего, но это хорошее начало, когда дело доходит до тестирования изоляции. Когда дело доходит до ограничений IEEE (Института инженеров по электротехнике и электронике) на сопротивление заземлению, люди часто упускают из виду ссылку на 40 ° C.

Простое тестирование мегомметром без учета температуры приведет к сопротивлению показаниям заземления, которые сильно колеблются от высоких до низких значений в зависимости от температуры обмоток. Температурная коррекция показаний не только будет соответствовать требованиям тестирования IEEE, но и даст гораздо лучшую тенденцию, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5

Мы должны понимать, что попадание влаги может привести к тому, что показания с поправкой на температуру будут неверными.Убедитесь, что нагреватели находятся под напряжением, когда двигатель не работает, чтобы этого не произошло.

Испытанием на изоляцию, которое выпало из внимания, является испытание индекса поляризации. Применение постоянного напряжения постоянного тока в форме теста мегомметром в течение 10 минут приведет к постепенному увеличению показания сопротивления заземления (RTG).

Это результат зарядки системы изоляции, как у конденсатора, что приводит к уменьшению тока поглощения.По закону Ом, I (ток) = V (напряжение) / R (сопротивление). Следовательно, уменьшение этого тока поглощения должно приводить к увеличению сопротивления.

Если мы возьмем 10-минутный РИТЭГ и разделим его на 1-минутный РИТЭГ, IEEE сочтет приемлемым значение 2,0 или выше. К сожалению, двигатели с нестабильной системой изоляции могут давать значения, близкие или превышающие 2,0, но все же неисправны.

Рисунок 6

На рисунке 6, когда 10-минутное показание (примерно 600 МОм) разделено на минутное показание (примерно 300 МОм), результат равен 1.94. Это почти соответствует спецификации IEEE как хорошая система изоляции и, вероятно, будет принято в полевых условиях. Однако вы можете видеть, что эта система изоляции очень нестабильна. Всегда смотрите на профиль PI, а не только на индекс.

Ограничивающим фактором при испытании сопротивления постоянному току относительно заземления является то, что сигнал постоянного тока во многих случаях не дает наилучшей оценки истинного состояния изоляции. Изоляция двигателя – это естественный диэлектрический материал.

Следовательно, это плохой проводник постоянного тока.Это хорошо, потому что вы не хотите чрезмерной утечки на землю, но плохо, потому что система изоляции в ухудшенном состоянии может занять немного больше времени для идентификации с помощью сигнала постоянного тока или мегомметра. Однако переменный ток не позволяет диэлектрику заряжаться и намного легче проходит через диэлектрик.

Это хорошо, потому что позволяет использовать сигнал переменного тока для гораздо более раннего выявления ухудшения изоляции, и плохо, потому что он может быть разрушительным, как в случае с AC Hi-Pot. Однако испытания емкости на землю при низком напряжении являются неразрушающими и очень хорошими ранними индикаторами режимов деградации в ваших изоляционных системах.Эти значения будут считываться в пикофарадах (пФ), и их можно будет эффективно изменять с течением времени.

Состояние статора

Что такое статор? Когда мы упоминаем статор, мы имеем в виду обмотки постоянного или трехфазного переменного тока, изоляцию между витками обмотки, паяные соединения между катушками и сердечником статора или пластинами.

Одной из распространенных неисправностей обмоток двигателя является межвитковая неисправность. Это происходит, когда изоляция между двумя витками одной и той же катушки разрушается и снижает способность катушки создавать сбалансированное магнитное поле.

Несбалансированные магнитные поля приводят к вибрации, которая затем может вызвать ухудшение изоляции, а также выход подшипников из строя. Локальный нагрев вокруг короткого замыкания также может распространяться на другие катушки, что приводит к замыканию между катушками.

Чрезмерный нагрев в конечном итоге не только разрушит обмотки двигателя, но также повредит изоляцию между пластинами сердечника статора.

Еще одна неисправность, которая может возникнуть в обмотках двигателя, – это межфазное замыкание.Это происходит в результате разрыва изоляции между двумя отдельными фазами, обычно лежащими рядом друг с другом в одном и том же слоте.

Более высокая разность потенциалов приводит к очень быстрому ускорению неисправности. Пазовая бумага устанавливается между разными фазами в одном и том же слоте, чтобы уменьшить возможность утечки между фазами.

Межвитковое или межфазное короткое замыкание может происходить много раз, не вызывая немедленного замыкания на землю. Из-за этого тестирование с помощью только мегомметра для профилактического обслуживания или после отключения двигателя может не выявить неисправность.

Это может привести к тому, что небольшой сбой обмотки может перерасти в серьезный катастрофический отказ. Необратимое повреждение сердечника может потребовать замены всего двигателя.

Тестирование статора может быть выполнено путем подключения непосредственно к двигателю, а также подключения к MCC. Во время теста в двигатель посылаются высокочастотные сигналы переменного тока. Эти сигналы создают магнитные поля вокруг обмоток, которые должны быть согласованы между фазами.

Затем измерение индуктивности для каждой фазы сравнивается с другими фазами и вычисляется индуктивный дисбаланс.Этот дисбаланс за вычетом влияния ротора используется для сравнения способности каждой из фаз создавать сбалансированное магнитное поле.

Также во время теста в двигатель посылаются сигналы постоянного тока. По этим сигналам измеряется фактическое сопротивление обмотки или обмоток. Три значения сопротивления трехфазного асинхронного двигателя сравниваются и рассчитываются для получения резистивного дисбаланса. Если этот дисбаланс превышает заданный уровень, в паяных соединениях между катушками могут существовать соединения с высоким сопротивлением.

Существует два основных типа конфигураций обмотки статора. Первый соединен звездой (или «Y»), а второй – треугольником. Чтобы более полно понять, о чем говорят показания индуктивности, может помочь простое понимание конфигурации обмотки.

Рисунок 7

Обмотка Y-образной конфигурации с межвитковым замыканием приведет к двум показаниям низкой индуктивности и одному показанию высокой индуктивности, если смотреть на межфазную индуктивность.

Рисунок 8

Обмотка треугольной конфигурации с межвитковым замыканием приведет к одному показанию низкой индуктивности и двум показаниям высокой индуктивности при рассмотрении межфазной индуктивности.

Состояние ротора

Это относится к стержням ротора, пластинам ротора и концевым кольцам ротора. В 1980-х годах совместные усилия EPRI и General Electric показали, что 10 процентов отказов двигателей происходят из-за ротора.Ротор, хотя и составляет небольшой процент проблем с двигателем, может повлиять на выход из строя других зон неисправности.

Когда двигатель запускается со сломанной или треснутой штангой ротора, вокруг места разрыва выделяется сильное тепло. Это может распространиться на другие стержни ротора и разрушить изоляцию вокруг соседних пластин. Это также может повлиять на другие части двигателя. Что находится всего в нескольких миллиметрах от ротора? Статор!

Изоляция статора не выдерживает сильного нагрева, выделяемого сломанной штангой ротора, и в конечном итоге выйдет из строя.К сожалению, во многих случаях сломанные стержни ротора нелегко увидеть без технологий, и их можно не заметить как первопричину поломки. Это приведет к перемотке двигателя и замене подшипников, но не к ремонту ротора. Когда двигатель возвращается в эксплуатацию, он снова сталкивается с той же проблемой, только с новой изоляцией, которую необходимо разрушить.

Одним из методов проверки состояния ротора является проверка влияния ротора (RIC). RIC – это испытание, выполняемое на асинхронных двигателях переменного тока, синхронных двигателях и двигателях с фазным ротором, которое демонстрирует магнитную связь между ротором и статором.Это соотношение указывает на состояние ротора и воздушного зазора внутри двигателя.

Проверка влияния ротора выполняется путем вращения ротора с определенными приращениями (определяемыми числом полюсов) над однополюсной группой и записью изменений в измерениях индуктивности для каждой фазы трехфазного двигателя. Для надлежащего разрешения рекомендуется 18 измерений индуктивности на группу полюсов. Чтобы определить количество полюсов в двигателе, используйте следующее уравнение.

F = NP / 120

F = Частота линии (обычно 60 Гц в U.С.)

N = Скорость двигателя в об / мин

P = количество полюсов

Пересчитано: P = 7200 / об / мин

Пример: сколько полюсов будет у двигателя с паспортной табличкой RPM = 1780?

Р = 7200/1780

= 4 полюса

Без исторических данных необходимо выполнить RIC, чтобы получить любую информацию о стандартном индукционном роторе с короткозамкнутым ротором.Такие неисправности, как сломанные стержни ротора или поврежденные пластины, могут существовать даже при низком балансе индуктивности. Если вы основываете решение выполнить RIC только на том, насколько высок баланс индуктивности на базовом тесте, вы можете упустить из виду поздние стадии дефекта стержня ротора.

Рисунок 9

На рисунке 9 показаны ожидаемые изменения индуктивности для ротора с сломанными стержнями ротора. Обратите внимание на неустойчивые значения индуктивности на пике синусоидальных волн для каждой фазы.Сломанные стержни ротора вызывают перекос магнитного поля, создаваемого стержнями ротора и вокруг них. У нормального ротора не будет перекоса или беспорядочного рисунка индуктивности, как показано на Рисунке 10.

Рисунок 10

Взаимосвязь ротора и статора

Это соотношение относится к воздушному зазору между ротором и статором. Если этот воздушный зазор неравномерно распределен вокруг двигателя на 360 градусов, могут возникнуть неравномерные магнитные поля. Эти магнитные дисбалансы могут вызвать движение обмоток статора, что приведет к повреждению обмотки, и электрически индуцированные вибрации, что приведет к выходу из строя подшипников.Неправильное соотношение между ротором и статором также называется эксцентриситетом.

Рисунок 11

Первый тип называется статическим эксцентриситетом. На рисунках 11 и 12 показаны примеры того, как выглядит статический эксцентриситет, физически и индуктивно. Этот тип эксцентриситета вызван такими проблемами, как смещение концевой втулки или низко расположенный вал в подшипнике. Физический результат состоит в том, что вал всегда находится в одном и том же месте вне электрического центра.

Рисунок 12

Результатом индукции является изменение пиков синусоидальной волны, как показано на рисунке 12.

Рисунок 13

Второй тип эксцентриситета называется динамическим эксцентриситетом. Это происходит, когда ротор не остается на одном месте, а может двигаться в пространстве статора, как показано на Рисунке 13.

Результатом индукции является перемещение всех трех значений индуктивности вверх или вниз, в зависимости от того, какая фаза ближе всего к ротору при данном градусе вращения.Это показано на рисунке 14.

Рисунок 14

В заключение, термина «Мотор в порядке» недостаточно для того, чтобы к нам относились серьезно и чтобы была проведена истинная оценка состояния мотора. Если решение о том, что делать в случае устранения неполадок или диагностики, зависит от вас, посмотрите на всю картину. По возможности не принимайте быстрых решений.

Разбейте систему на отдельные зоны разлома, полностью протестируйте каждую зону разлома с использованием всех доступных вам технологий и, наконец, сделайте свои рекомендации в письменной или устной форме, используя терминологию, используемую при анализе зон разлома, чтобы выразить вашу уверенность и возможности.

Об авторе:

Ной Бетел в настоящее время отвечает за разработку новой и существующей технологии PdMA для корпорации PdMA. Он является выпускником Университета штата Нью-Йорк и Школы и учебного центра военно-морской ядерной энергетики. Для получения дополнительной информации посетите www.pdma.com.

Важны ли для вас эти преимущества и недостатки промышленных электродвигателей?

Согласно Allied Market Research, мировой рынок электродвигателей прогнозируется на уровне 136 долларов.4 миллиарда к 2025 году, при среднегодовом темпе роста 4,5%.

Как и на любом растущем рынке, возникает необходимость обслуживать этот рост. В RSAW мы специализируемся на ремонте, хранении и продаже больших и малых промышленных электродвигателей, чтобы обеспечить бесперебойную работу предприятий и заводов наших клиентов и исключить простои.

Сегодняшний пост рассматривает несколько преимуществ и недостатков некоторых распространенных типов двигателей, которые мы обслуживаем, храним и продаем, и почему наличие правильного партнера по решениям может иметь реальное экономическое значение.

Давайте взглянем …

• Когда дело доходит до электродвигателей с автоматической коммутацией, в RSAW мы фокусируемся на электродвигателях постоянного тока с щетками , которые обладают такими преимуществами, как простое регулирование скорости и низкая начальная стоимость. К недостаткам можно отнести более сложное обслуживание (особенно щеток), средний срок службы, а также дорогостоящий коммутатор и щетки. Это означает, что опыт проверки и ремонта может сыграть важную роль в снижении общей стоимости владения и повышении экономической ценности вашего актива.
• В области асинхронных двигателей переменного тока вы обнаружите, что мы работаем над многофазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором или с фазным ротором (SCIM или WRIM) переменного тока , которые обладают рядом преимуществ, включая самозапуск, низкую стоимость, надежность и надежность. К недостаткам можно отнести необходимость высокого пускового тока, а также более низкий КПД из-за необходимости намагничивания. Важно, чтобы ваши протоколы обслуживания и поддержки учитывали эти и другие соображения, чтобы максимизировать производительность и надежность.
• И, наконец, что касается синхронных двигателей переменного тока, мы специализируемся на синхронных двигателях с фазным ротором (WRSM) , которые обладают преимуществами синхронной скорости, более эффективным асинхронным двигателем и низким коэффициентом мощности. К недостаткам можно отнести более высокие инвестиционные затраты, а это означает, что надлежащее обслуживание, ремонт и хранение могут быть критическими факторами, которые необходимо учитывать при попытке максимизировать время безотказной работы и срок службы вашего двигателя, а также повысить рентабельность инвестиций.

Возникли вопросы о ремонте промышленных электродвигателей и о том, как повысить экономическую ценность этих важнейших производственных фондов? Вы пришли в нужное место.Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.

Основные преимущества и недостатки электродвигателей

На протяжении более 64 лет Hatten Electric Service & Bak-Vol являлась основным магазином в Гастингсе, штат Небраска, по ремонту электродвигателей, генераторов, автомобильных стартеров и генераторов. Обладая многолетним опытом, эти компетентные специалисты обсуждают основные преимущества и недостатки электродвигателей.

Преимущества электродвигателей

Электродвигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными двигателями.Первоначальная стоимость электродвигателя намного ниже, чем двигатель на ископаемом топливе с той же мощностью в лошадиных силах. У электродвигателей относительно мало движущихся частей, что означает, что они имеют более длительный срок службы. Как правило, электродвигатель, находящийся в надлежащем техническом обслуживании, обеспечивает до 30 000 часов работы без необходимости капитального ремонта. В целом электродвигатели требуют минимального технического обслуживания.

Кроме того, электродвигатели обладают высокой эффективностью, а автоматизированное управление позволяет выполнять функции автоматического и дистанционного запуска и остановки.Электродвигатели не требуют топлива, поэтому нет необходимости в обслуживании моторного масла или аккумулятора, и они не замерзают при минусовых температурах.

Недостатки электродвигателей

Но у электродвигателей есть и недостатки. Например, многие большие электродвигатели нелегко переносить, и необходимо учитывать правильное электроснабжение и напряжение. Иногда дорогостоящее расширение линий необходимо в удаленных местах, где нет электричества.Кроме того, если вы используете двигатель большой мощности и низкий коэффициент нагрузки, у вас могут быть высокие затраты на час работы.

Как правило, электродвигатель работает более эффективно и с меньшими затратами по сравнению с другими двигателями. Для получения дополнительной информации об электродвигателях или услугах, предлагаемых Hatten Electric Service & Bak-Vol, включая продажу и ремонт, посетите веб-сайт или позвоните в центр Hastings по телефону (402) 463-4596.

(PDF) Выявление дефектов при производстве статоров электродвигателей с помощью систем технического зрения: электрические соединители

с резервированием, повышающие надежность.Был спроектирован и построен испытательный стенд

для проверки системы технического зрения. Было проведено исследование случая

с 20 электрическими соединителями, в котором было получено

100% правильных показаний. Несмотря на то, что количество анализируемых соединителей

было относительно небольшим, испытания были повторены в различных условиях, а результаты

остались прежними. Следующие шаги будут направлены на проверку предлагаемой системы технического зрения

на промышленной производственной линии.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Авторы благодарят за поддержку CNPq. И все же R.C.C. Флещ

благодарит CNPq за финансовую поддержку в рамках проекта

номер 311024 / 2015-7.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

[1] PCM Ламим Филхо, Дж. Н. Брито и Р. Педерива, «Обнаружение повреждений обмотки статора

в индукционных машинах с помощью внутреннего датчика потока»,

Международный симпозиум IEEE по диагностике электрических машин,

стр.432-437, 2007.

[2] PCM Lamim Filho, JN Brito, VAD Silva и R. Pederiva,

«Обнаружение электрических неисправностей в асинхронных двигателях с помощью анализа вибрации

», Journal of Quality in Maintenance Engineering, vol. . 19,

pp.364–380, 2013.

[3] Р. Саидур, «Обзор использования энергии электродвигателями и экономии энергии

», Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 14, п. 3, pp.

877-898, апрель 2010 г.

[4] WEG, Motors: Specification of Electric Motors, доступно по адресу:

motors-50039409-manual- english.pdf>. Доступ 2 февраля 2015 г.

[5] FR Leta, FF Feliciano, IL de Souza и E. Cataldo, «Обсуждение точности

в автоматической системе измерения с использованием методов компьютерного зрения

», Серия симпозиумов ABCM по мехатронике, т.2, pp. 645–

652, 2006.

[6] Р. Б. Фишер, Т. П. Брекон и К. Доусон-Хау, А. Фитцгиббон, К.

Робертсон, Э. Трукко, К. И. Уильямс, «Словарь компьютера.

видение и обработка изображений », Вили, Нью-Джерси, январь 2014 г.

[7] Р. К. Гонсалес, Р. Р. Вудс, Цифровая обработка изображений. New

Jersey, Prentice Hall, 2008.

[8] Г. С. Гилл, А. Кумар и Р. Агарвал, «Неразрушающая сортировка черного чая

на основе физических параметров путем анализа текстуры», Biosystems

Engineering, vol.116, №2, стр. 198-204, октябрь 2013 г.

[9] Х. Гольнаби и А. Асадпур, «Разработка и применение промышленных систем машинного зрения

», Робототехника и компьютерная интеграция

Производство, т. 23, п. 6, стр. 630-637, декабрь 2007 г.

[10] П. Джампана, С.Л. Шах и Р. Кадали, «Контроль уровня интерфейса

на основе компьютерного зрения в разделительных ячейках», Control Enginnering

Practice, стр. 349 -357. Январь 2010 г.

[11] А. Джиролами, Ф. Наполитано, Д. Фараоне и А. Брагьери,

«Измерение цвета мяса с помощью системы компьютерного зрения», Meat

Science, стр. 111-118. Август 2012 г.

[12] Г. Элмасри, С. Куберо, Э. Мольто и Дж. Бласко, «Поточная сортировка

картофеля неправильной формы с использованием автоматизированной компьютерной системы машинного зрения

», Journal of Food Engineering, pp. 60-68, January 2012.

[13] MEМ. Хэртель, Т. Л. Ф. да Коста Пинту и А. А. Гонсалвес Жуниор.

«Тринокулярная стереосистема с пространственно-ориентированной корреляцией для контроля внутренней трубы

», Измерения, т. 73, pp. 162-170, 2015.

[14] Н. Херакови и Д. Ноэ, «Экспериментальный анализ условий для управления машинным зрением

в процессе сборки электромагнитного статора», IFAC

Международный семинар по интеллектуальной сборке и Разборка, т.

5, н.1, pp. 96-101, May 2007.

[15] COGNEX, система Vision окупается за одну неделю, предотвращая два дорогостоящих дефекта

, доступно по адресу:

историй / Vision-system-платит-за-за-одну-неделю-предотвращая-два-

дорогостоящих-дефектов /? Id = 4196 & langtype = 1033>. По состоянию на 02 февраля 2015 г.

Ремонт двигателей переменного и постоянного тока: выявление дефектов двигателей – электродвигатели и их перемотка в Техасе – Community Motors, Inc.

Ремонт двигателей переменного и постоянного тока: выявление дефектов двигателя – электродвигатели и их перемотка в Техасе

Одна из самых больших проблем, с которыми сталкивается при анализе электрического оборудования, – это определение истинной проблемы.Следует использовать анализ зоны разлома, чтобы убедиться, что обнаруживается реальная проблема, а не просто вторичная проблема, вызванная реальной проблемой. В этой статье будет обсуждаться процесс диагностики электродвигателей и выделены шесть конкретных зон неисправности, на которые следует обратить внимание, включая силовую цепь, состояние изоляции, состояние статора, состояние ротора, воздушный зазор и качество электроэнергии.

Электрообслуживающий персонал в течение многих лет ограничивался поиском неисправностей, используя только мультиметр и мегомметр.К сожалению, это не дает достаточно информации, чтобы позволить большинству технических специалистов быть полностью уверенными в определении наличия электрической проблемы или ее отсутствия. Механический оператор однажды сказал: «Если проблема существует с частью оборудования, и в пределах пятнадцати футов от него есть электрический кабель, то это, должно быть, проблема с электричеством!» Если вы занимаетесь обслуживанием электрооборудования, вы, вероятно, слышали в какой-то момент своей карьеры: «Это, должно быть, двигатель». Если вы занимаетесь техобслуживанием механических устройств, вы, вероятно, слышали: «Вероятно, это насос.Давай разъединим его.

Это была непрерывная битва, и до недавнего времени технология в основном разрабатывалась для механической стороны. Вибрация показывает двукратный всплеск линейной частоты (2FL), и это должно означать, что она электрическая. Верно? …. Неправильный!!!! Сегодня существует так много переменных, которые приводят к возникновению 2FL, что вывод двигателя из эксплуатации для ремонта электрической части только из-за высокого 2FL является ошибкой, возможно, дорогостоящей. Лучшее, на что вы могли надеяться, – это то, что ремонтная мастерская перезвонит и спросит: «Что вы хотите сделать с этим идеальным двигателем?» Совсем недавно поле битвы переместилось из игры Motor vs.насос к двигателю по сравнению с приводом. Кажется, что как только технология будет решена для разрешения спора, возникнут новые споры, продвигающие технологии еще дальше.

«Устойчивость к наземным испытаниям – это все, что нам нужно». Мне трудно поверить в это утверждение. Сколько раз мы нервничали при перезапуске отключившегося мотора после того, как проверили с помощью нашего надежного мегомметра, что «мотор в порядке». На самом деле, может существовать множество причин, вызывающих отключение двигателя, которое не будет обнаружено мегомметром, например, межвитковое замыкание.Пробой изоляции между отдельными витками обмотки может происходить внутри паза статора или в конце витка и быть полностью изолированным от земли. Таким же образом могут возникать межфазные короткие замыкания. Если оставить эти неисправности без внимания, они могут привести к быстрому износу обмоток, что может привести к полной замене двигателя. Перезапуск двигателя, который отключился, следует рассматривать только после устранения этих неисправностей.

Поиск и устранение неисправностей электродвигателя, у которого есть подозрение на электрическую проблему, не должно приводить к утверждению: «Двигатель в порядке.«Хотя кто-то с многолетним опытом и огромным авторитетом может обойтись без такого простого утверждения, большинство технических специалистов не найдут такой же положительной реакции от своего руководителя, инженера или руководителя завода. Чтобы достоверно сообщить об электрическом состоянии двигателя и убедиться, что к вашей рекомендации серьезно относятся, существует шесть областей интереса, известных как зоны неисправности, на которые следует обратить внимание при поиске и устранении неисправностей. Отсутствие какой-либо из этих зон может привести к тому, что вы не заметите проблему и потеряете доверие к своим навыкам устранения неполадок.

Дефекты подшипников электродвигателей »Комплексные решения для обеспечения надежности

Заказчик: Hunter Valley Coal Mine

Дата: Сентябрь 2005 г.

Контактное лицо: Инженер по техническому обслуживанию

Отчет от: Марк Дрейтон

1.0 Ситуация

На объекте обнаруживалась высокая частота электродвигателя неисправности подшипников.Отчеты о мониторинге состояния определили конкретные двигатели как проявляющие дефекты подшипников и предположили, что «недостаток смазки» был существенным фактором, способствовавшим возникновению дефектов.

Анализ прошлых отчетов показал, что частота выравнивания подшипников, уплотнения или смазки отрицательно влияла на частоту неисправностей, связанных со смазкой.

Отчеты, представленные поставщиками услуг завода, показали, что частота смазки соответствовала спецификациям технического обслуживания и что двигатели смазывались по мере необходимости.Однако, несмотря на объем смазки, нанесенной на подшипники, дефекты по-прежнему поступали.

Рисунок 2 – Вид подшипникового узла в сечении

в разрезе

2.0 Анализ

Чтобы понять поток смазки между ниппелем и нагнетательным клапаном, группа IRS провела обзор всех корпусов подшипников электродвигателей, каналов для смазки и конструкции уплотнения.

Визуальный осмотр нескольких разобранных двигателей был проведен, чтобы определить, действительно ли смазка во время эксплуатации действительно продувала подшипник по мере необходимости.

3.0 Выводы

Обзор рабочих процедур на объекте показал следующее:

• Все специалисты соблюдают правильную процедуру смазки двигателей, снятия предохранительных крышек и удаления излишков смазки.
• Все проверенные двигатели содержат воду. После открытия крышек разгрузки с некоторых агрегатов было слито до 2 л воды.
• Есть признаки того, что некоторые дефекты подшипников являются результатом заноса. Это может произойти, когда двигатели напрямую соединены с коробками передач, и коробка передач несет нагрузку.В этой ситуации соосность очень близка, а нагрузка на подшипник ведомого двигателя недостаточна, чтобы заставить его вращаться. Подшипник скользит и может выйти из строя.
• Многие двигатели не имеют продувки консистентной смазкой через разгрузочный канал. Через ниппель было нанесено до 115 кубических сантиметров смазки, и по-прежнему было удалено небольшое количество смазки или вообще не было удалено через рельеф.
  Когда двигатели были разобраны, технические специалисты IRS смогли подтвердить, что подшипники хорошо смазаны.
• Последние отчеты подтверждают, что пока двигатели смазываются в достаточной степени, большая часть смазки протекает через торцевую крышку в область якоря, как показано на Рисунке 1.
• Смазка входит в подшипник с внутренней стороны и должна проходить через подшипник вниз в резервуар для смазки. Войлочное уплотнение на внутренней стороне подшипника (показано на рисунке 3) является единственным барьером, препятствующим попаданию смазки в якорь.
• Тщательный осмотр войлочного уплотнения показывает, что войлок изношен ниже поверхности втулки (Рисунок 4) и будет оказывать небольшое сопротивление потоку смазки.

Рисунок 4 – Изношенное войлочное уплотнение

Рисунок 3 – Внутреннее войлочное уплотнение

• Смазка должна перемещаться через подшипник в полость для выпуска смазки, показанную в нижней части торцевой крышки, изображенной на Рисунке 5.
• Смазка выходит из корпуса подшипника через выпускное отверстие на правой стороне корпуса, показанное на фотографии на Рисунке 6.

Рисунок 6 – Выпускное отверстие для смазки в торцевой крышке

Рисунок 5 – Канал для смазки в торцевой крышке

4.0 Заключение

Поскольку консистентная смазка постоянно накатывается и обрабатывается, повышение давления будет выдавливать небольшое количество масла из матрицы супа. Как следствие, смазка может затвердеть в процессе эксплуатации. Более старая смазка будет иметь гораздо большее сопротивление течению, чем свежая смазка.

Старая густая смазка, проходящая через грубый литой резервуар, будет оказывать большее сопротивление потоку по сравнению со свежей смазкой, текущей во внутреннюю сторону подшипника напротив войлочного уплотнения.

По мере износа войлочного уплотнения открывается короткий проход для свежей смазки, которая может проникнуть в область якоря. Если смазка принимает наименьшее сопротивление и проходит в якорь, подшипник не будет должным образом промыт свежей смазкой.

Дефекты подшипника не являются результатом недостаточной смазки со стороны поставщика услуг, а, по всей видимости, возникают из-за недостаточной промывки смазки через подшипник.

IRS рекомендует систематизировать рекомендации относительно улучшения уплотнения на внутренней стороне подшипника, тем самым улучшая промывку смазки и улучшая характеристики подшипника.

Присутствие воды в двигателе вызывало озабоченность и подчеркивало важность соблюдения протоколов технического обслуживания, которые не допускают использования шлангов высокого давления для очистки электродвигателей с рейтингом IP всего 55.

Дефекты подшипников, связанные с проскальзыванием подшипников, могут быть Это можно облегчить заменой роликовых подшипников шарикоподшипниками с глубокими канавками, что повысит степень свободы тел качения, особенно в электродвигателях с прямым соединением.

Для получения дополнительной информации о смазке подшипников электродвигателя свяжитесь с Марком Дрейтоном в Integrated Reliability Solutions по телефону 0438 000 624.

Преимущества и недостатки Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель:

Почти 70% машин, используемых в настоящее время в промышленности, – это трехфазные асинхронные двигатели. Он работает по принципу индукции, когда электромагнитное поле (ЭДС) индуцируется в проводниках ротора, когда вращающееся магнитное поле статора разрезает неподвижные проводники ротора.Поскольку переменный ток используется в генерации, асинхронные двигатели для передачи и распределения занимают значительное место в промышленных приводах и не исключают двигателей постоянного тока, которые ранее использовались в промышленных приложениях. Асинхронные двигатели бывают двух типов по конструкции: асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и асинхронные двигатели с контактным кольцом. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором широко используются в двигателях и приводах. Некоторые из преимуществ асинхронных двигателей по сравнению с двигателями постоянного тока и синхронными двигателями.Также ниже приведены недостатки асинхронных двигателей по сравнению с другими двигателями:

Преимущества асинхронного двигателя

:

• Асинхронные двигатели имеют простую и прочную конструкцию. Преимущество асинхронных двигателей в том, что они надежны и могут работать в любых условиях окружающей среды
• Асинхронные двигатели дешевле из-за отсутствия щеток, коммутаторов и контактных колец
• Это двигатели, не требующие обслуживания, в отличие от двигателей постоянного тока и синхронных двигателей из-за отсутствия щеток, коммутаторов и контактных колец.
• Асинхронные двигатели могут эксплуатироваться в загрязненных и взрывоопасных средах, поскольку у них нет щеток, которые могут вызвать искрение
3-фазные асинхронные двигатели
• будут иметь самозапускающийся момент в отличие от синхронных двигателей, поэтому в отличие от синхронных двигателей не используются никакие методы пуска. Однако однофазные асинхронные двигатели не обладают самозапускаемым моментом и вращаются с помощью некоторых вспомогательных устройств.

Эти преимущества асинхронных двигателей делают их более заметными в промышленных и бытовых применениях.

Асинхронный двигатель Недостатки:

Некоторые из недостатков асинхронных двигателей по сравнению с двигателями постоянного тока и синхронными двигателями:

• Трехфазные асинхронные двигатели имеют низкий пусковой момент и высокие токи включения. Поэтому эти двигатели не используются широко для приложений, требующих высоких пусковых моментов, таких как тяговые системы. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет низкий пусковой момент. Пусковой крутящий момент в случае асинхронного двигателя с контактным кольцом сравнительно лучше из-за наличия внешнего резистора в цепи ротора во время пуска.Другим важным недостатком асинхронного двигателя является то, что он потребляет большие пусковые токи, вызывая сильное мгновенное падение напряжения во время запуска машины. Высокие пусковые токи можно снизить, используя некоторые методы пуска в асинхронном двигателе
.
• Асинхронные двигатели всегда работают с отстающим коэффициентом мощности, а в условиях малой нагрузки они работают с очень худшим коэффициентом мощности (от 0,2 до 0,4 с запаздыванием). К недостаткам плохой мощности относятся увеличение потерь I ² R в системе, снижение КПД системы.Следовательно, рядом с этими двигателями следует размещать некоторое оборудование для коррекции коэффициента мощности, такое как батареи статических конденсаторов, чтобы передавать им реактивную мощность.
• Одним из основных недостатков асинхронных двигателей является то, что регулирование скорости асинхронных двигателей затруднено. Следовательно, для точного регулирования скорости вместо асинхронных двигателей используются двигатели постоянного тока. Благодаря прогрессу в силовой электронике, частотно-регулируемые приводы с асинхронными двигателями теперь используются в промышленности для регулирования скорости.

Вот некоторые из недостатков асинхронных двигателей

. .