Дефекты электродвигателей. Неисправности электродвигателей: причины возникновения и способы устранения

Какие бывают основные неисправности электродвигателей. Как выявить электрические и механические повреждения двигателя. Какие существуют методы диагностики и ремонта электродвигателей. На что обратить внимание при обслуживании двигателей.

Основные виды неисправностей электродвигателей

Электродвигатели являются одним из ключевых элементов промышленного оборудования. Их надежная и бесперебойная работа критически важна для производственных процессов. Однако в процессе эксплуатации двигатели подвергаются различным нагрузкам и воздействиям, что может приводить к возникновению неисправностей.

Основные виды неисправностей электродвигателей можно разделить на три большие группы:

• Электрические неисправности
• Механические неисправности
• Комбинированные электромеханические неисправности

Рассмотрим подробнее наиболее распространенные проблемы, возникающие при работе электродвигателей.

Электрические неисправности двигателей

К основным электрическим неисправностям электродвигателей относятся:

Пробой изоляции обмоток

Пробой изоляции является одной из самых серьезных проблем, приводящих к выходу двигателя из строя. Причинами могут быть:

• Перегрев обмоток
• Механические повреждения изоляции
• Воздействие влаги и агрессивных сред
• Старение изоляционных материалов

При пробое изоляции возникает межвитковое замыкание или замыкание обмотки на корпус. Это приводит к локальному перегреву и выгоранию обмоток.

Обрыв обмоток статора или ротора

Обрыв обмоток может произойти из-за:

• Механических повреждений при неаккуратном обращении
• Вибрации и усталостных явлений в проводниках
• Коррозии и окисления контактных соединений

При обрыве части обмотки нарушается симметрия магнитного поля, что вызывает повышенную вибрацию и перегрев двигателя.

Неисправности в цепях питания

К неисправностям в цепях питания относятся:

• Обрыв фазы питающей сети
• Перекос фаз напряжения
• Повышенное или пониженное напряжение питания

Эти проблемы приводят к перегрузкам двигателя по току, его перегреву и преждевременному выходу из строя.

Механические неисправности электродвигателей

Среди механических неисправностей наиболее часто встречаются:

Повреждения подшипников

Подшипниковые узлы являются одним из самых уязвимых элементов двигателя. Их выход из строя может быть вызван:

• Недостаточной или избыточной смазкой
• Попаданием в подшипники пыли и абразивных частиц
• Перекосом вала и повышенными радиальными нагрузками
• Естественным износом

Повреждение подшипников приводит к повышенной вибрации, шуму и перегреву двигателя.

Нарушение центровки вала

Нарушение соосности вала двигателя и приводимого механизма вызывает:

• Повышенные нагрузки на подшипники
• Ускоренный износ муфтовых соединений
• Вибрацию и шум при работе

Причиной может быть некачественный монтаж или деформация фундамента/опорной рамы.

Дисбаланс ротора

Дисбаланс вращающихся частей приводит к вибрации двигателя. Он может быть вызван:

• Неравномерным распределением масс ротора
• Отложением грязи на лопастях вентилятора
• Обрывом части обмотки или стержней беличьей клетки

При значительном дисбалансе возникают повышенные нагрузки на подшипники и возможна деформация вала.

Методы диагностики неисправностей электродвигателей

Для своевременного выявления неисправностей двигателей применяются различные методы диагностики:

Измерение сопротивления изоляции

Этот метод позволяет оценить состояние изоляции обмоток. Измерения проводят мегаомметром. Снижение сопротивления изоляции ниже допустимых значений указывает на ее повреждение или увлажнение.

Измерение токов и напряжений

Контроль рабочих токов и напряжений позволяет выявить:

• Перегрузку двигателя
• Обрыв фазы питания
• Асимметрию напряжений

Для измерений используют токоизмерительные клещи и мультиметры.

Тепловизионное обследование

Тепловизор позволяет бесконтактно определить зоны локального перегрева, которые могут свидетельствовать о:

• Повреждении изоляции обмоток
• Проблемах с подшипниками
• Плохом контакте в клеммной коробке

Вибродиагностика

Анализ вибрационных характеристик двигателя дает возможность выявить:

• Дисбаланс ротора
• Нарушение центровки
• Повреждения подшипников
• Ослабление крепежа

Для измерений используются портативные виброметры и анализаторы спектра вибрации.

Способы устранения неисправностей электродвигателей

После выявления причин неисправности двигателя необходимо провести ремонтные работы. Основные способы устранения неисправностей:

Ремонт или замена обмоток

При повреждении изоляции или обрыве обмоток проводят:

• Пропитку обмоток лаком для восстановления изоляции
• Частичную перемотку поврежденных секций
• Полную замену обмоток статора

Замена подшипников

Изношенные или поврежденные подшипники необходимо заменить. При этом важно:

• Правильно подобрать тип и размер подшипников
• Обеспечить качественный монтаж
• Заложить нужное количество смазки

Балансировка ротора

Для устранения дисбаланса проводят динамическую балансировку ротора на специальном станке. При этом:

• Измеряют величину и угол дисбаланса
• Устанавливают корректирующие грузы
• Проводят контрольные измерения

Центровка валов

Для обеспечения соосности валов двигателя и механизма выполняют:

• Проверку и выравнивание фундамента/рамы
• Точную центровку с помощью лазерных систем
• Регулировку положения двигателя прокладками

Профилактика неисправностей электродвигателей

Для предотвращения преждевременного выхода двигателей из строя необходимо проводить профилактические мероприятия:

Периодические осмотры и измерения

Регулярные проверки позволяют своевременно выявить:

• Ухудшение состояния изоляции
• Повышенную вибрацию
• Перегрев отдельных узлов
• Утечки смазки из подшипников

Очистка и продувка двигателей

Периодическая очистка необходима для:

• Удаления пыли с обмоток и вентиляционных каналов
• Предотвращения загрязнения подшипников
• Улучшения теплоотвода от активных частей

Контроль смазки подшипников

Правильное обслуживание подшипниковых узлов включает:

• Периодическое пополнение смазки
• Замену смазки при загрязнении
• Очистку подшипниковых щитов

Проверка и подтяжка креплений

Необходимо периодически проверять и при необходимости подтягивать:

• Крепление двигателя к фундаменту
• Болты подшипниковых щитов
• Контактные соединения в клеммной коробке

Заключение

Своевременное выявление и устранение неисправностей электродвигателей позволяет:

• Предотвратить аварийные ситуации
• Увеличить срок службы оборудования
• Снизить затраты на ремонты и простои
• Повысить энергоэффективность производства

Комплексный подход к диагностике, ремонту и обслуживанию электродвигателей обеспечивает их надежную и эффективную работу в течение длительного времени.

Пресс-центр компании «Диполь»

4 февраля 2018

подписаться подписаться

В промышленности электродвигатели используются повсеместно, они становятся технически все сложнее, что часто может осложнять поддержание их работы на пике эффективности. Важно помнить, что причины неисправностей электродвигателей и приводов не ограничиваются одной областью специализации: они могут быть как механического, так и электрического характера. И только нужные знания разделяют дорогостоящий простой и продление срока службы.

Наиболее частые неисправности электродвигателей — повреждения изоляции обмоток и износ подшипников, возникающие по множеству разных причин. Эта статья посвящена заблаговременному обнаружению 13 наиболее распространенных причин повреждений изоляции и выхода из строя подшипников.

Качество электроэнергии

1. Переходное напряжение
2. Асимметрия напряжений
3. Гармонические искажения

Частотно-регулируемые приводы

4. Отражения на выходных ШИМ-сигналах привода
5. Среднеквадратичное отклонение тока
6. Рабочие перегрузки

Механические причины

7. Нарушение центрирования
8. Дисбаланс вала
9. Расшатанность вала
10. Износ подшипника

Факторы, связанные с неправильной установкой

11. Неплотно прилегающее основание
12. Напряжение трубной обвязки
13. Напряжение на валу

Качество электроэнергии

1. Переходное напряжение

Переходные напряжения могут происходить из множества источников как на самом предприятии, так и за его пределами. Включение и выключение нагрузки поблизости, батареи конденсаторов коррекции коэффициента мощности или даже погодные явления — все это может создавать переходные напряжения в распределительных сетях. Эти процессы с произвольной амплитудой и частотой могут разрушать или повреждать изоляцию обмоток электродвигателей.

Обнаружение источника переходных процессов может оказаться сложной задачей, поскольку они происходят нерегулярно, а их последствия могут проявляться по-разному. Например, переходные процессы могут проявиться в контрольных кабелях и необязательно нанесут вред непосредственно оборудованию, но они могут нарушить его работу.

Воздействие: повреждение изоляции обмотки электродвигателя приводит к раннему возникновению неисправностей и незапланированному простою.

Прибор для измерения и диагностики: трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 435-II.

Критичность: высокая.

2. Асимметрия напряжений

Трехфазные распределительные сети часто питают однофазные нагрузки. Асимметрия сопротивления или нагрузки может быть причиной асимметрии напряжений на всех трех фазах. Возможные неисправности могут находиться в проводке электродвигателя, на клеммах электродвигателя, а также в самих обмотках.

Эта асимметрия может вызывать перегрузки в каждой фазной цепи трехфазной сети. Одним словом, напряжение на всех трех фазах всегда должно быть одинаковым.

Воздействие: асимметрия является причиной сверхтоков в одной или нескольких фазах, которые вызывают перегрев и повреждение изоляции.

Инструмент для измерения и диагностики: трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 435-II.

Критичность: средняя.

3. Гармонические искажения

Проще говоря, гармоники — это любые нежелательные дополнительные высокочастотные колебания напряжения или тока, поступающие на обмотки электродвигателя. Эта дополнительная энергия не используется для вращения вала электродвигателя, а циркулирует в обмотках и в конечном итоге приводит к потере внутренней энергии. Эти потери рассеиваются в виде тепла, которое со временем ухудшает изолирующие свойства обмоток. Некоторые гармонические искажения формы тока являются нормой для систем, питающих электронную нагрузку. Гармонические искажения можно измерить с помощью анализатора качества электроэнергии, проконтролировав величины токов и температуры на трансформаторах и убедившись, что они не перегружены. Для каждой гармоники утвержден приемлемый уровень искажений, который регламентируется стандартом IEEE 519-1992.

Воздействие: снижение эффективности электродвигателя приводит к дополнительным расходам и увеличению рабочей температуры.

Инструмент для измерения и диагностики: трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 435-II.

Критичность: средняя.

Частотно-регулируемые приводы

4. Отражения на выходных ШИМ-сигналах привода

Частотно-регулируемые приводы используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для управления выходным напряжением и частотой питания электродвигателя. Отражения возникают из-за несогласованности полных сопротивлений источника и нагрузки. Несогласованность полных сопротивлений может произойти в результате неправильной установки, неправильного выбора компонентов или ухудшения состояния оборудования со временем. Пик отражения в цепи электропривода может достигать уровня напряжения шины постоянного тока.

Воздействие: повреждение изоляции обмотки электродвигателя приводит к незапланированному простою.

Прибор для измерения и диагностики: Fluke 190-204 ScopeMeter® , 4-канальный портативный осциллограф с высокой частотой выборки.

Критичность: высокая.

5. Среднеквадратичное отклонение тока

По своей сути среднеквадратичное отклонение тока — это паразитные токи, циркулирующие в системе. Среднеквадратичное отклонение тока образуется как результат частоты сигнала, уровня напряжения, емкости и индуктивности в проводниках. Эти циркулирующие токи могут выйти через системы защитного заземления, вызывая ложное размыкание или, в некоторых случаях, нагревание обмотки. Среднеквадратичное отклонение тока можно обнаружить в проводке электродвигателя, это сумма тока с трех фаз в любой момент времени. В идеальной ситуации сумма этих трех токов должна равняться нулю. Иными словами, обратный ток от привода будет равняться току, поступающему на привод. Среднеквадратичное отклонение тока можно также представить в виде асимметричных сигналов в нескольких проводниках, имеющих емкостную связь с заземляющим проводником.

Воздействие: произвольное размыкание цепи из-за прохождения тока по защитному заземлению.

Прибор для измерения и диагностики: изолированный 4-канальный портативный осциллограф Fluke 190-204 ScopeMeter с широкополосными (10 кГц) токовыми клещами (Fluke i400S или аналогичные).

Критичность: низкая.

6. Рабочие перегрузки

Перегрузка электродвигателя возникает, когда он работает под повышенной нагрузкой. Основными признаками перегрузки электродвигателя являются чрезмерное потребление тока, недостаточный крутящий момент и перегрев. Избыточное тепловыделение электродвигателя является главной причиной его неисправности. При перегрузке электродвигателя его отдельные компоненты — включая подшипники, обмотки и другие части — могут работать нормально, но электродвигатель будет перегреваться. Поэтому начинать поиски неисправности следует с проверки именно перегруженности электродвигателя. Поскольку 30% всех неисправностей электродвигателей происходят именно из-за их перегруженности, важно понимать, как измерять и определять перегрузку электродвигателя.

Воздействие: преждевременный износ электрических и механических компонентов электродвигателя, ведущий к необратимому выходу из строя.

Инструмент для измерения и диагностики: цифровой мультиметр Fluke 289.

Критичность: высокая.

7. Нарушение центрирования

Нарушение центрирования возникает при неправильном выравнивании вала привода относительно нагрузки или смещении передачи, которая их соединяет. Многие специалисты считают, что гибкое соединение устраняет и компенсирует смещение, тем не менее, гибкое соединение защищает от смещения только саму передачу. Даже с гибким соединением не отцентрированный вал будет передавать повреждающие циклические усилия по своей длине на электродвигатель, вызывая повышенный износ электродвигателя и увеличивая фактическую механическую нагрузку. Кроме того, нарушение центрирования может быть причиной вибрации валов как нагрузки, так и электропривода. Существует несколько типов нарушения центрирования:

• Угловое смещение: оси валов пересекаются, но не параллельны;
• Параллельное смещение: оси валов параллельны, но не соосны;
• Сложное смещение: сочетание углового и параллельного смещений. (Примечание: практически всегда нарушение центрирования является сложным, но практикующие специалисты рассматривают их как сумму составляющих смещений, поскольку устранять нарушение центрирования проще по отдельности — угловую и параллельную составляющие).

Влияние: преждевременный износ механических компонентов привода, вызывающий преждевременные неисправности.

Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830.

Критичность: высокая.

8. Дисбаланс вала

Дисбаланс — это состояние вращающейся детали, когда центр масс расположен не на оси вращения. Иными словами, когда центр тяжести находится где-то на роторе. Хотя устранить дисбаланс двигателя полностью невозможно, можно определить, не выходит ли он за рамки приемлемых значений, и предпринять меры для исправления ситуации.

Дисбаланс может быть вызван различными причинами:

• скопление грязи;
• отсутствие балансировочных грузов;
• отклонения при производстве;
• неравная масса обмоток двигателя и другие факторы, связанные с износом.

Тестер или анализатор вибрации поможет определить, сбалансирован вращающийся механизм или нет.

Влияние: преждевременный износ механических компонентов привода, вызывающий преждевременные неисправности.

Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810.

Критичность: высокая.

9. Расшатанность вала

Расшатанность возникает из-за чрезмерного зазора между деталями. Расшатанность может возникать в нескольких местах:

• Расшатанность с вращением возникает из-за чрезмерного зазора между вращающимися и неподвижными частями машины, например, в подшипнике.
• Расшатанность без вращения возникает между двумя обычно неподвижными деталями, например, между опорой и основанием или корпусом подшипника и машиной.

Как и в случаях со всеми другими источниками вибрации, важно уметь определить расшатанность и устранить проблему, избежав убытков. Определить наличие расшатанности во вращающейся машине можно с помощью тестера или анализатора вибрации.

Влияние: ускоренный износ вращающихся компонентов, вызывающий механические неисправности.

Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810.

Критичность: высокая.

10. Износ подшипника

Неисправный подшипник имеет повышенное трение, сильнее нагревается и имеет пониженную эффективность из-за механических проблем, проблем со смазкой или износа. Неисправность подшипника может быть следствием различных факторов:

• нагрузка, превышающая расчетную;
• недостаточная или неправильная смазка;
• неэффективная герметизация подшипника;
• нарушение центрирования вала;
• неправильная установка;
• нормальный износ;
• наведенное напряжение на валу.

Когда неисправности подшипников начинают проявляться, это также вызывает каскадный эффект, ускоряющий выход двигателя из строя. 13% неисправностей двигателя вызваны неисправностями подшипников, и более 60 % механических неисправностей на предприятии вызваны износом подшипников, поэтому важно знать, как устранять эти потенциальные проблемы.

Влияние: ускоренный износ вращающихся компонентов приводит к выходу подшипников из строя.

Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810.

Критичность: высокая.

Факторы, связанные с неправильной установкой

11. Неплотно прилегающее основание

Неплотное прилегание вызывается неровным монтажным основанием двигателя или приводимого в движение компонента или неровной монтажной поверхностью, на которой располагается монтажное основание. Данное состояние может создать неприятную ситуацию, при которой затяжка монтажных болтов на самом деле привносит новые нагрузки и нарушение центрирования. Неплотное прилегание опоры часто возникает между двумя диагонально расположенными крепежными болтами, как, например, в случае с неровным стулом или столом, которые раскачиваются по диагонали. Существуют два типа неплотного прилегания основания:

• Параллельное неплотное прилегание основания —возникает, когда одна монтажная опора расположена выше, чем три другие;
• Угловое неплотное прилегание основания —возникает, когда одна из монтажных опор не параллельна или не перпендикулярна по отношению к монтажной поверхности.

В обоих случаях неплотное прилегание основания может быть вызвано неровностями в монтажной опоре механизма или в монтажном основании, на котором находится опора. В любом случае найти и устранить неплотное прилегание необходимо до центрирования вала. Качественный лазерный инструмент для центрирования может определить неплотное прилегание основания данной вращающейся машины.

Влияние: нарушение центрирования компонентов механического привода.

Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830.

Критичность: средняя.

12. Напряжение трубной обвязки

Натяжением трубной обвязки называется состояние, при котором новые нагрузки, натяжения и силы, действующие на остальное оборудование и инфраструктуру, передаются назад на двигатель и привод, приводя к нарушению центрирования. Наиболее часто встречающимся примером этого являются простые схемы с электродвигателем/насосом, когда что-то оказывает воздействие на трубопроводы, например:

• смещение в фундаменте;
• недавно установленный клапан или другой компонент;
• предмет, ударяющий, сгибающий или просто давящий на трубу;
• сломанные или отсутствующие крепления для труб или настенная арматура.

Эти силы могут оказывать угловое или смещающее воздействие, что в свою очередь приводит к смещению вала двигателя/насоса. По этой причине важно проверять центрирование машины не только во время установки — точное центрирование является временным состоянием и может изменяться с течением времени.

Влияние: нарушение центрирования вала и последующие нагрузки на вращающиеся компоненты, приводящие к преждевременным неисправностям.

Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830.

Критичность: низкая.

13. Напряжение на валу

Когда напряжение на валу электродвигателя превышает изолирующие характеристики смазки подшипника, происходит пробой на внешний подшипник, что вызывает точечную коррозию и образование канавок на дорожке качения подшипника. Первыми признаками проблемы являются шум и перегрев, возникающие по мере того, как подшипники теряют первоначальную форму, а также появление металлической крошки в смазке и увеличение трения подшипника. Это может привести к разрушению подшипника уже через несколько месяцев работы электродвигателя. Неисправность подшипника — это дорогостоящая проблема как с точки зрения восстановления электродвигателя, так и с точки зрения простоя оборудования, поэтому предотвращение этого посредством измерения напряжения на валу и тока в подшипниках является важной частью диагностики. Напряжение на валу присутствует только тогда, когда на двигатель подается питание, и он вращается. Угольная щетка, устанавливаемая на щуп, позволяет измерять напряжение на валу при вращении электродвигателя.

Влияние: дуговые разряды на поверхности подшипника вызывают точечную коррозию и образование канавок, что в свою очередь приводит к чрезмерной вибрации и последующей неисправности подшипника.

Прибор для измерения и диагностики: изолированный 4-канальный портативный осциллограф Fluke-190-204 ScopeMeter, щуп AEGIS с угольными щетками для измерения напряжения на валу.

Критичность: высокая.

Четыре стратегии для достижения успеха

Системы управления электродвигателями используются в важных процессах на заводах. Поломка оборудования может привести к большим финансовым потерям, связанным как с потенциальной заменой электродвигателя и его деталей, так и с простоем систем, зависящих от данного электродвигателя. Обеспечивая обслуживающих инженеров и техников необходимыми знаниями, определяя приоритеты работ и проводя профилактическое обслуживание для контроля оборудования и устранения трудно обнаруживаемых проблем, зачастую можно избежать неисправностей, вызванных рабочими нагрузками, и сократить потери от простоя.

Существуют четыре ключевые стратегии для устранения или предотвращения преждевременных поломок электродвигателя и вращающихся деталей:

1. Запись рабочих условий, технических характеристик оборудования и диапазонов допусков рабочих характеристик.
2. Регулярный сбор и запись критических измерений при установке, до и после технического обслуживания.
3. Создание архива эталонных измерений для анализа тенденций и обнаружения изменения состояния.
4. Построение графиков отдельных измерений для выявления основных тенденций.Любые изменения в линии тенденций более чем на +/- 10-20% (или любую другую определенную величину, в зависимости от эксплуатационных характеристик или критичности системы) необходимо исследовать для выявления причин возникновения проблем.

Неисправности электродвигателей постоянного тока

Подробности

Категория: Электрические машины

• электродвигатель
• повреждения
• постоянный ток

Неисправности электродвигателей постоянного тока и рекомендации по их устранению

Неисправность и ее признаки	Причины неисправности	Определение и устранение неисправностей
Искрят все щетки или часть их	Щетки установлены неправильно	Проверить положение щеток по заводским меткам, имеющимся на траверсе
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. Щетки слабо прилегают к коллектору. Поставлены угольные щетки неподходящей марки (слишком мягкие или твердые).	Угольные щетки имеют неровную обгоревшую рабочую поверхность с царапинами; плохо пришлифованы; их края обломаны или обгорели. Следует правильно установить щеткодержатели и щетки. Угольные щетки тщательно пришлифовать к коллектору стеклянной шкуркой (наждачной бумагой не рекомендуется) Сильнее прижать щетки, в случае надобности укоротить нажимную пружину, но лучше заменить ее новой**. Установить щетки в соответствии с указанием завода-изготовителя.
Равномерно перегрета вся машина. Других признаков ненормальной работы нет	Машина перегружена. Вентиляционные пути машины засорились; активная сталь и обмотки покрылись теплоизолирующим слоем мелких волокон и пыли. Засорились воздушные фильтры	Снизить нагрузку. При отсутствии искрения щеток усилить вентиляцию машины. Тщательно очистить машину и продуть сжатым, чистым и сухим воздухом (давление не более 0,2 МПа). Матерчатые фильтры очистить от грязи и пыли
Двигатель не запускается. В якоре нет тока при включенном пусковом реостате	Перегорели предохранители. Обрыв в пусковом реостате или в проводах. Обрыв в обмотках якоря.	Поставить новые предохранители. Найти с помощью контрольной лампы или мегомметра поврежденное место и устранить обрыв Обрыв большей частью происходит в соединениях между коллектором и обмоткой, редко в самой обмотке. Найти место обрыва

* Расстояние от обоймы щеткодержателя до поверхности коллектора должно составлять 2,5…3 мм у крупных машин; 1,5…2,5 мм у машин ПН28,5. ..ПН550 и около 1 мм у машин ПН5…ПН17.5.
** Нажатие на щетку должно соответствовать определенному удельному давлению, зависящему от марки щеток и окружной скорости коллектора или контактных колец.

• Назад
• Вперёд

РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ОТКАЗЫ И НЕИСПРАВНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Мануэль Болотинья

Мануэль Болотинья

Инженер-электрик (энергетические системы) [IST-Instituto Superior Técnico/1974]; Магистр инженера-электрика и компьютеров [FCT / UNL — 2017]

Опубликовано 28 января 2017 г.

+ Подписаться

Важно знать и понимать отказы и неисправности двигателя, чтобы определить наиболее подходящие защитные устройства для каждого случая.

Будучи нестатическими машинами, двигатели подвергаются электрическим и механическим нагрузкам.

Отказы двигателей бывают трех основных типов: электрические, механические и механические, переходящие в электрические.

Общие отказы и неисправности двигателя:

• Перегрев
• Пробой изоляции
• Перегрузки (электрические и механические)
• Дисбаланс фаз и любой дисбаланс напряжения приведут к еще большему дисбалансу тока.
• Выход из строя подшипника
• Движение задним ходом
• Несоосность вала
• Заблокированный ротор
• Вибрация

Перегрев может произойти из-за недостаточного размера двигателя, недостаточного охлаждения на низкой скорости при использовании частотно-регулируемых приводов (VSD), изменений нагрузки на двигатель, таких как заклинивание оборудования и жаркие условия окружающей среды.

Пробой изоляции, приводящий к сгоранию обмоток , подразумевают короткое замыкание внутри двигателя или в цепи питания двигателя и могут быть вызваны перегревом, перегрузками и перенапряжениями.

Около 80% отказов электродвигателей происходит в результате повреждения обмотки статора двигателя и неисправности подшипников.

Выход из строя подшипников двигателей может указывать на то, что подшипники не подходят для применения.

Для двигателя, установленного вертикально, требуются другие подшипники, чем для двигателя, установленного горизонтально. Для двигателя с большим или многоременным приводом потребуются подшипники, способные выдерживать большие радиальные нагрузки. Двигатель, прикрепленный болтами к искривленной опорной плите, будет крутиться.

Подшипники обычно имеют небольшие размеры по сравнению с другими основными компонентами двигателя, что делает их особенно уязвимыми к повреждениям и износу; некоторые исследования связывают более половины всех отказов двигателей с неисправностями подшипников, большинство из которых происходит из-за слишком малого или избыточного смазывания. Еще одной серьезной причиной выхода из строя подшипников является несоосность.

Несоосность вала разрушает подшипники задолго до их полного срока службы.

Вал двигателя должен находиться прямо на одной линии с приводным валом.

Этого можно добиться только с помощью методов точного выравнивания, таких как лазер.

Другими проблемами, которые могут возникнуть с двигателями, являются попадание воды и пыли в обмотки статора или клеммную коробку, что приводит к коротким замыканиям, опоры двигателя с мягкими лапами прикручены болтами не по уровню), неправильный монтаж двигателя или тип корпуса и электрические или механический дисбаланс.

Шум указывает на проблемы с двигателем, но обычно не вызывает повреждений. Однако шум обычно сопровождается вибрацией.

Вибрация может привести к повреждению несколькими способами. Он имеет тенденцию расшатывать обмотки и механически повреждать изоляцию, растрескивая, отслаивая или истирая материал. Охрупчивание подводящих проводов из-за чрезмерного движения и искрения щеток на коллекторах или токосъемных кольцах также является результатом вибрации. Наконец, вибрация может ускорить выход подшипников из строя, вызывая «бриннеллевское» движение шариков, деформацию подшипников скольжения или расшатывание корпусов в вкладышах.

При обнаружении шумов или вибраций в работающем двигателе источник должен быть быстро изолирован и устранен. То, что кажется очевидным источником шума или вибрации, может быть симптомом скрытой проблемы. Поэтому часто требуется тщательное обследование.

Шум и вибрации могут быть вызваны несоосностью вала двигателя или могут передаваться на двигатель от приводимой машины или системы передачи мощности. Они также могут быть результатом электрического или механического дисбаланса в двигателе.

Электрический дисбаланс возникает, когда магнитное притяжение между статором и ротором неравномерно по периферии двигателя. Это приводит к тому, что вал отклоняется при вращении, создавая механический дисбаланс. Электрический дисбаланс обычно указывает на электрическую неисправность, такую ​​как обрыв обмотки статора или ротора, обрыв стержня или кольца в двигателях с короткозамкнутым ротором или короткое замыкание катушек возбуждения в синхронных двигателях. Неравномерный воздушный зазор, обычно из-за сильно изношенных подшипников скольжения, также вызывает электрический дисбаланс.

Основными причинами механического дисбаланса являются деформированная опора, изогнутый вал, плохая балансировка ротора, незакрепленные детали на роторе или неисправные подшипники. Шум также может исходить от ударов вентилятора о раму, кожух или посторонние предметы внутри кожуха. Если подшипники неисправны, о чем свидетельствует чрезмерный шум подшипников, определите, почему подшипники вышли из строя.

Еще одной проблемой, с которой могут столкнуться двигатели, является длительное время пуска.

Если двигатель подвергается многократным последовательным пускам, обмотки ротора или стержни ротора могут нагреваться до такой степени, что электрические соединения между стержнями ротора и концевыми кольцами поврежден.

5 Распространенные неисправности электродвигателей

Электрические двигатели — это отличные инструменты, которые можно использовать по-разному, упрощая нашу повседневную жизнь и широкий спектр промышленных применений. Однако, когда эти двигатели выходят из строя, работа обычно останавливается, пока они не будут работать идеально. Диагноз поломки электродвигателя может варьироваться от обычного до совершенно странного.

Хотя список возможных причин неисправности можно продолжать бесконечно, мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных причин неисправности электродвигателей.

Распространенные причины отказов электродвигателей

Чтобы помочь вам лучше разобраться и понять наиболее распространенные отказы электродвигателей, мы перечислили обычные причины, которые могут возникнуть после консультации со специалистом.

1. Высокие температуры и перегрев

Большинство отказов и износа двигателя могут быть вызваны воздействием высоких температур. Ваша первая забота должна заключаться в том, чтобы убедиться, что ваш двигатель работает в диапазоне рабочих температур.

В большинстве случаев отказ электродвигателя приводит к чрезмерному выделению тепла. Исследования показывают, что дополнительное нагревание изоляции обмоток двигателя на 10° C сокращает срок службы вдвое. Даже незначительное повышение температуры может со временем вызвать проблемы.

2. Накопление пыли и мусора

Когда речь идет о защите электродвигателей от пыли и загрязняющих веществ, обычно используются кожухи. Однако, если корпуса не защищены от проникновения соответствующего класса, крошечные частицы все равно могут попасть внутрь.

Как и в случае с любой другой машиной, это воздействие может привести к повреждению деталей электродвигателя , что в конечном итоге может привести к выходу из строя. В зависимости от типа загрязнения повреждения могут варьироваться от деградации компонентов из-за коррозии до прерывания тока и других возможностей.

3. Внезапные скачки напряжения

Как и все другое электрическое оборудование, электродвигателям для эффективной работы требуется соболиное электричество. Вполне вероятно, что устройство вышло из строя, если подаваемое напряжение и ток превышают предел, установленный рассматриваемым устройством или двигателем. Вот почему во многих отраслях промышленности установлены приводы с регулируемой скоростью, чтобы уменьшить воздействие любых непредвиденных скачков напряжения. Подумайте о том, чтобы обратиться к специалисту, если в вашем электродвигателе отсутствуют приводы с регулируемой скоростью.

4. Износ и повреждение подшипников с течением времени

Подшипники необходимы для работы электродвигателя, но ими часто пренебрегают. Перегрев, плохая смазка и чрезмерное сопротивление — вот лишь некоторые из проблем, которые могут привести к поломке одного из этих крошечных подшипников. Проблемы с подшипниками могут быть вызваны различными факторами, наиболее распространенными из которых являются дисбаланс двигателя, управление экстремальными нагрузками и неправильная установка.

Больше интересует:  ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

На долю отказов подшипников в электродвигателях приходится 13% всех фактических отказов. Вы можете обнаружить преждевременный износ подшипников или признаки неисправности, постоянно контролируя двигатель. Это отличный способ определить, повреждены ли подшипники вашего электродвигателя, прежде чем это станет головной болью.

5.Влажность и влажность

Нельзя сказать, что электрооборудование хорошо справляется с влагой. И почти невозможно сохранить ваше помещение сухим и свободным от влаги и влажности. Изоляция вашего электродвигателя может быть повреждена влагой (и более сильным воздействием воды), что влияет на общий срок службы двигателя и подвергает опасности вашу жизнь.

По этой причине очень важно выбрать безопасное место для хранения мотора. Кроме того, постарайтесь установить рядом с двигателями устройства контроля влажности и контроля.

Несколько факторов и возможных причин могут вывести из строя электродвигатель и ухудшить его работу в долгосрочной перспективе. Ключом к тому, чтобы ваше оборудование продолжало работать с максимальной производительностью как можно дольше, является адаптация долгосрочного профилактического обслуживания, а также профилактического обслуживания к вашему объекту.