Какие типичные значения сопротивления обмоток асинхронного двигателя. Как правильно измерить сопротивление обмоток мультиметром. Какие нормы сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса двигателя.
Типичные значения сопротивления обмоток асинхронного двигателя
Сопротивление обмоток асинхронного двигателя зависит от многих факторов, включая мощность, напряжение и конструкцию двигателя. Однако можно выделить некоторые типичные диапазоны значений:
- Для двигателей малой мощности (до 1 кВт) — от 1 до 100 Ом
- Для двигателей средней мощности (1-10 кВт) — от 0.5 до 10 Ом
- Для мощных двигателей (свыше 10 кВт) — от 0.1 до 1 Ом
Важно отметить, что сопротивление обмоток одной фазы не должно отличаться более чем на 5% от других фаз.
Методика измерения сопротивления обмоток мультиметром
Для корректного измерения сопротивления обмоток асинхронного двигателя мультиметром необходимо выполнить следующие шаги:
- Отключить двигатель от сети питания
- Установить мультиметр в режим измерения сопротивления (Ом)
- Подключить щупы мультиметра к выводам обмоток
- Провести измерения между всеми парами выводов
- Сравнить полученные значения между собой и с паспортными данными двигателя
При измерении важно учитывать схему соединения обмоток (звезда или треугольник) и правильно интерпретировать результаты.
Нормы сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса
Сопротивление изоляции обмоток асинхронного двигателя относительно корпуса является важным параметром, характеризующим состояние изоляции. Минимально допустимые значения регламентируются стандартами и зависят от номинального напряжения двигателя:
- Для двигателей до 1000 В — не менее 0.5 МОм
- Для двигателей свыше 1000 В — не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения
Измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром на напряжение 500-1000 В. Низкие значения сопротивления изоляции могут свидетельствовать о повреждении или старении изоляционных материалов.
Факторы, влияющие на сопротивление обмоток асинхронного двигателя
На сопротивление обмоток асинхронного двигателя могут влиять различные факторы:
- Температура обмоток — при нагреве сопротивление увеличивается
- Влажность — повышенная влажность может снизить сопротивление изоляции
- Загрязнение — попадание токопроводящей пыли снижает сопротивление
- Механические повреждения — могут привести к частичному замыканию витков
- Старение изоляции — со временем сопротивление изоляции снижается
Учет этих факторов необходим для правильной интерпретации результатов измерений и оценки состояния двигателя.
Таблица типовых значений сопротивления обмоток асинхронных двигателей
Ниже приведена таблица ориентировочных значений сопротивления обмоток для асинхронных двигателей различной мощности:
| Мощность двигателя, кВт | Сопротивление обмотки, Ом |
|---|---|
| 0.25 — 0.55 | 20 — 50 |
| 0.75 — 1.5 | 10 — 25 |
| 2.2 — 4 | 5 — 15 |
| 5.5 — 11 | 2 — 7 |
| 15 — 30 | 0.5 — 3 |
| 37 — 75 | 0.2 — 1 |
Эти значения являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от конкретной модели и конструкции двигателя.
Интерпретация результатов измерений сопротивления обмоток
После проведения измерений сопротивления обмоток асинхронного двигателя важно правильно интерпретировать полученные результаты:
- Если сопротивление всех обмоток примерно одинаково и соответствует паспортным данным — двигатель исправен
- Значительное отличие сопротивления одной из обмоток может указывать на межвитковое замыкание
- Слишком низкое сопротивление всех обмоток может свидетельствовать о коротком замыкании
- Слишком высокое сопротивление может указывать на обрыв в обмотке
- Низкое сопротивление изоляции относительно корпуса говорит о повреждении изоляции
При обнаружении отклонений рекомендуется провести дополнительную диагностику и, при необходимости, ремонт двигателя.
Особенности измерения сопротивления обмоток многоскоростных двигателей
Многоскоростные асинхронные двигатели имеют несколько обмоток или секций обмоток, что усложняет процесс измерения их сопротивления. При работе с такими двигателями необходимо учитывать следующие особенности:
- Каждая обмотка или секция должна измеряться отдельно
- Необходимо точно идентифицировать выводы каждой обмотки
- Сопротивление может значительно отличаться для обмоток разных скоростей
- Важно сверять результаты с паспортными данными для каждой скорости
Правильная маркировка выводов и внимательность при измерениях позволят избежать ошибок в диагностике многоскоростных двигателей.
Ошибка 404. Страница не найдена!
Ошибка 404. Страница не найдена!К сожалению, запрошенная вами страница не найдена на портале. Возможно, вы ошиблись при написании адреса в адресной строке браузера, либо страница была удалена или перемещена в другое место.
Какое сопротивление обмоток асинхронного двигателя таблица
Электродвигатели применяются во многих бытовых устройствах, поэтому если прибор, в котором установлен агрегат начинает барахлить, то, во многих случаях, диагностические мероприятия следует начинать с прозвона обмотки движка. Как прозвонить электродвигатель мультиметром, и сделать это правильно, будет подробно описано ниже.
Как прозвонить: условия
Прежде чем проверить электродвигатель на неисправность, необходимо убедиться в том, что шнур и вилка прибора абсолютно исправны. Обычно об отсутствии нарушения подачи электрического тока в устройство, можно судить по светящейся контрольной лампе.
Убедившись в том, что электрический ток поступает к электродвигателю, необходимо осуществить демонтаж его из корпуса устройства, при этом сам прибор должен быть полностью обесточен, во время выполнения данной операции.
Проверка якоря и статора электродвигателя производится мультиметром. Последовательность измерений зависит от модели электрического агрегата, при этом, прежде чем прозвонить электродвигатель, следует убедиться в исправности измерительного прибора.
Наиболее частой «поломкой» мультиметров является уменьшение заряда батареи, в этом случае можно получить искажённые результаты замеров сопротивления.
Ещё одним важным условием для того чтобы прозвонить электрический агрегат правильно, является полное приостановление каких-либо других дел и полностью посвятить время на выполнение диагностических работ, иначе можно легко пропустить какой-либо участок обмотки электродвигателя, в котором и может быть причина неполадок.
Прозвонка асинхронного двигателя
Данный вид электродвигателя довольно часто используется в бытовых устройствах работающих от сети 220 В. После демонтажа агрегата из прибора и визуального осмотра, при котором не будут обнаружено короткое замыкание, диагностика осуществляется в такой последовательности:
Произвести замеры сопротивления между выводами двигателя.
Данная операция может быть осуществлена мультиметром, который должен быть переведён в режим измерения сопротивления до 100 Ом. Исправный асинхронный двигатель должен иметь между одним крайним и средним выводом подключаемой обмотки сопротивление около 30 — 50 Ом, а между другим крайним и средним контактом — 15 — 20 Ом. Данные измерения указывают на полную исправность пусковой и основной обмотки агрегата.- Провести диагностику утечки тока на «массу».
Чтобы прозвонить агрегат на утечки электрического тока, необходимо перевести режим работы мультиметра в положение измерения сопротивления до 2 000 кОм и поочерёдным соединением каждой клеммы с корпусом электродвигателя определить наличие или отсутствие повреждения изоляции. Во всех случаях, на дисплее мультиметра не должно отображаться каких-либо показаний. Если для измерения утечки используется аналоговый прибор, то стрелка не должна отклоняться в процессе проведения диагностических манипуляций.
Произвести замеры сопротивления между выводами двигателя. Если в процессе измерений были выявлены отклонения от нормы, то агрегат необходимо разобрать для более детальных исследований. Наиболее распространённой поломкой асинхронных электродвигателей является межвитковое замыкание.
При такой неисправности, прибор перегревается и не развивает полной мощности, а если эксплуатацию устройства не прекратить, то можно полностью вывести из строя электрический агрегат.
Чтобы прозвонить межвитковые замыкания, мультиметр переводится в режим измерения сопротивления до 100 Ом.
Необходимо прозвонить каждый контур статора, и сравнить полученные результаты. Если величина сопротивление в одном из них будет существенно отличаться, то таким образом можно с уверенностью диагностировать межвитковое замыкание обмотки асинхронного электродвигателя.
Как прозвонить коллекторный двигатель
Коллекторный агрегат также можно прозвонить мультиметром. Данный тип электродвигателей используется в цепи постоянного тока.
Коллекторные двигатели переменного тока встречаются реже, например в различных электроинструментах. Наиболее качественно прозванивать такие изделия можно в том случае, если полностью разобрать электрический двигатель.
Проверить якорь электродвигателя, а также прозвонить обмотку статора можно будет с помощью мультиметра, который должен быть переведён в режим измерения сопротивления до 200 Ом.
Наиболее часто статор коллекторного агрегата состоит из двух независимых обмоток, которые и требуется прозвонить мультиметром для определения их исправности.
Точное значение данного показателя, можно узнать в документации к электродвигателю, но о работоспособности обмотки можно судить в том случае, если прибор покажет небольшое значение сопротивления.
В мощных двигателях постоянного тока электрооборудования автомобиля, значение сопротивления статора будет настолько малым, что его отличие от короткозамкнутого проводника, может составлять десятые доли Ома. Менее мощные устройства имеют сопротивление обмотки статора в пределах 5 — 30 Ом.
Для того чтобы прозвонить мультиметром обмотки статора коллекторного электродвигателя, необходимо соединить щупы измерительного прибора с выводами данных обмоток. Если в процессе диагностических мероприятий будет выявлено отсутствие сопротивления даже в одном контуре, дальнейшая эксплуатация агрегата не осуществляется.
Ротор коллекторного электродвигателя состоит из значительно большего количества обмоток, но проверка якоря не займёт много времени.
Для того чтобы прозвонить эту деталь, необходимо включить мультиметр в режим измерения сопротивления до 200 Ом и расположить щупы мультиметра на коллекторе таким образом, чтобы они находились на максимальном удалении друг от друга.
Таким образом щупы займут место щёток двигателя и одну из нескольких обмоток якоря можно будет прозвонить. Если мультиметр покажет какое-либо значение, то не снимая щупов измерительного устройства с коллектора, следует провернуть слегка ротор, до момента соединения следующей обмотки со щупами устройства.
Таким образом проверить обмотку можно без особых усилий. Если мультиметр покажет примерно одинаковое значение сопротивления каждого контура, то это будет означать, что якорь устройства абсолютно исправен.
Для того чтобы правильно прозвонить данный тип двигателя, необходимо осуществить проверку возможной утечки электрического тока на «массу».
Это нарушение может привести не только к выходу из строя электродвигателя, но и к увеличению вероятности получения электротравмы. Проверить якорь и статор коллекторного двигателя на пробой не составит большого труда, для этого необходимо включить режим измерения сопротивления до 2 000 кОм. Для проверки статора достаточно подключить одну клемму к корпусу, а вторую к одной из обмоток.
Чтобы прозвонить эту часть электродвигателя правильно, во время выполнения данной операции запрещается прикасаться руками к металлической части щупов мультиметра, или к корпусу статора и проводки измеряемого контура.
Если не придерживаться этого правила, то можно получить ложноположительные результаты, так как через тело человека будет проходить достаточный электрический потенциал. В этом случае мультиметр покажет сопротивление человека, а не «пробой» между корпусом статора и обмоткой.
Аналогичным образом измеряется и возможная утечка электротока на корпус якоря электродвигателя.
Чтобы прозвонить отсутствие «пробоя» на массу устройства, необходимо поочерёдно присоединять щупы мультиметра к корпусу и различным обмоткам ротора электромотора.
Для того чтобы прозвонить различные типы электродвигателей с помощью мультиметра, необходимо приобрести мультиметр, который имеет режим измерения сопротивления.
Сверхточность, при осуществлении подобных действий, не требуется, поэтому можно с успехом использовать дешёвые китайские устройства. Прежде чем прозвонить обмотки двигателя мультиметром, необходимо убедиться в его исправности.
Следует также иметь в виду, что неисправность электродвигателя может иметь различные признаки. Даже в том случае если электрический прибор находится в рабочем состоянии, но обороты двигателя не достигают максимального значения, следует незамедлительно прозвонить возможные повреждения обмоток.
После того как будет произведены все диагностические мероприятия, и электродвигатель будет отремонтирован, производится испытание устройства прежде чем устанавливать его в бытовой прибор или инструмент.
При осуществлении любых электромонтажных или диагностических работ, необходимо полностью отсоединить прибор от сети 220 В. или трёхфазного тока.
Наладку асинхронных двигателей выполняют в следующем объеме:
• проверка механической части;
• измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками;
• измерение сопротивлений обмоток постоянному току;
• испытание обмоток повышенным напряжением промышленной частоты;
Внешний осмотр асинхронного двигателя начинают со щитка.
На щитке должны быть следующие данные:
• наименование или товарный знак завода-изготовителя,
• тип и заводской номер,
• номинальные данные (мощность, напряжение, сила тока, частота вращения, схема соединения обмотки, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности),
• масса и ГОСТ на двигатель.
Ознакомление со щитком двигателя в начале работы является обязательным. Затем проверяют состояние внешней поверхности двигателя, его подшипниковых узлов, выходного конца вала, вентилятора и состояние клеммных выводов.
Если трехфазный двигатель не имеет составных и секционированных обмоток на статоре, то выводы обозначают в соответствии с табл. 1, а при наличии таких обмоток — выводы обозначают теми же буквами, что и простые обмотки, но с дополнительными цифрами впереди прописных букв. Для многоскоростных асинхронных двигателей впереди букв ставят цифры, указывающие на число полюсов данной секции.
Примечание: клеммы с нумерацией П — подключены к сети, С – свободны, З – закорочены
Маркировку щитков многоскоростных двигателей и способы их включения на разные скорости можно объяснить с помощью табл. 2.
При внешнем осмотре асинхронного двигателя особое внимание надо обращать на состояние коробки выводов и выводные концы, в которых очень часто встречаются различные нарушения изоляции, при этом измеряют расстояние между токоведущими частями и корпусом. Оно должно быть достаточно велико, чтобы не происходило перекрытия по поверхности. Не менее важной является величина выбега вала в осевом направлении, которая по нормам не должна превышать 2 мм (по 1 мм в одну сторону) для двигателей до 40 кВт.
Большое значение имеет величина воздушного зазора, так как оказывает существенное влияние на характеристики асинхронных двигателей, поэтому после ремонтов или в случае неудовлетворительной работы двигателя измеряют воздушный зазор в четырех диаметрально противоположных точках. Зазоры должны быть одинаковы по всей окружности и не должны отличаться в любой из этих четырех точек более, чем на 10% от среднего значения.
К асинхронным двигателям целого ряда станков, таких как резьбошлифовальные и зубошлифовальные, предъявляют особые требования с точки зрения биения и вибраций. На биение вала и вибрации электрических машин большое влияние оказывает точность обработки и состояние вращающихся частей машины. Особенно велики биения и вибрации при прогнутом вале двигателя.
Биение — отклонение от заданного (правильного) взаимного расположения поверхностей вращающихся или колеблющихся деталей типа тел вращения. Различают радиальные и торцовые биения.
Для всех машин биения нежелательны, так как при этом нарушается нормальная работа подшипниковых узлов и машины в целом. Величину биения измеряют с помощью часового индикатора, который позволяет измерять биения от 0,01 мм до 10 мм. При измерении биения вала наконечник индикатора упирают в вал, вращающийся с небольшой скоростью. По отклонению стрелки часового индикатора судят о величине биения, которая не должна превышать значений, указанных в технических условиях на станок или двигатель.
Изоляция электрической машины является важным показателем, так как от ее состояния зависит долговечность и надежность машины. Согласно ГОСТ сопротивление изоляции обмоток в МОм электрических машин должно быть не меньше
где U н— номинальное напряжение обмотки, В; P н — номинальная мощность машины, кВт.
Сопротивление изоляции измеряют перед пробным пуском двигателя, а затем в процессе эксплуатации периодически, кроме того, контролируют после длительных перерывов в работе и после каждого аварийного отключения привода.
Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками измеряют при холодных обмотках и в нагретом состоянии, при температуре обмоток, равной температуре номинального режима, непосредственно перед проверкой электрической прочности изоляции обмоток.
Если в двигателе выведены начало и конец каждой фазы, то сопротивление изоляции измеряют отдельно для каждой фазы относительно корпуса и между обмотками. У многоскоростных двигателей сопротивление изоляции проверяют для каждой обмотки в отдельности.
Для измерения сопротивления изоляции электродвигателей напряжением до 1000 В применяют мегомметры на 500 и 1000 В.
Измерение проводят следующим образом, зажим мегомметра «Экран» присоединяют к корпусу машины, а второй зажим гибким проводом с надежной изоляцией присоединяют к выводу обмотки. Концы проводников должны быть заделаны в ручки из изоляционного материала с металлическим штырем, заостренным на конце, для обеспечения надежного контакта.
Ручку мегомметра вращают с частотой, примерно равной 2 об/с. Двигатели небольшой мощности имеют небольшую емкость, поэтому стрелка прибора устанавливается в положение, соответствующее сопротивлению изоляции обмотки машины.
Для новых машин сопротивление изоляции, как показала практика, колеблется при температуре 20° С в пределах от 5 до 100 МОм. К двигателям малоответственных приводов небольшой мощности и напряжением до 1000 В «Правила устройств электроустановок» не предъявляют конкретных требований к величине R. Из практики известны случаи, когда двигатели, имеющие сопротивления менее 0,5 МОм, вводились в работу, их сопротивление изоляции повышалось и в дальнейшем они работали безотказно.
Снижение сопротивления изоляции в процессе эксплуатации вызывается поверхностной влажностью, загрязнением поверхности изоляции токопроводящей пылью, проникновением в толщу изоляции влаги, химическим разложением изоляции. Для уточнения причин снижении сопротивления изоляции необходимо произвести измерение с помощью двойного моста, например Р-316, при двух направлениях тока в контролируемой цепи. При разных результатах замеров наиболее вероятная причина — проникновение влаги в толщу изоляции.
Конкретно вопрос о включении асинхронного двигателя в работу должен решаться только после проведения испытания обмоток повышенным напряжением. Включение двигателя, имеющего малое значение сопротивления изоляции, без испытания повышенным напряжением допускается только в исключительных случаях, когда решается вопрос, что выгоднее: подвергнуть опасности двигатель или допустить простой дорогостоящего оборудования.
В процессе эксплуатации двигателя возможны повреждения изоляции, приводящие к снижению ее электрической прочности ниже допустимых норм . Согласно ГОСТ испытание электрической прочности изоляции обмоток по отношению к корпусу и между собой производят при отключенном от сети двигателе в течение 1 мин испытательным напряжением, величина которого должна быть не менее величины, приведенной в табл. 3.
Повышенное напряжение подают на одну из фаз, а остальные фазы присоединяют к корпусу двигателя. Если обмотки соединены внутри двигателя в звезду или треугольник, то испытание изоляции между обмоткой и корпусом проводят одновременно для всей обмотки. При выполнении испытаний напряжение нельзя прикладывать мгновенно. Испытание начинают с 1/3 испытательного напряжения, затем постепенно поднимают напряжение до испытательного, причем время подъема от половинного до полного испытательного напряжения должно составлять не менее 10 с.
Полное напряжение выдерживают в течение 1 мин, после чего его плавно снижают до 1/3Uисп и отключают испытательную установку. Результаты испытания считают удовлетворительными, если во время испытания не происходило пробоя изоляции или перекрытий по поверхности изоляции, при этом по приборам не наблюдались резкие толчки, свидетельствующие о частичных повреждениях изоляции.
Если при испытании произошел пробой, находят ею место и ремонтируют обмотку. Место пробоя можно найти путем повторного приложения напряжения с последующим наблюдением за появлением искр, дыма или легким потрескиванием при искрении, невидимом снаружи.
Измерение сопротивления обмоток постоянному току , которое проводят для уточнения технических данных элементов схемы, дает возможность в некоторых случаях определить наличие короткозамкнутых витков. Температура обмоток при измерении не должна отличаться от окружающей более чем на 5° С.
Измерения выполняют с помощью одинарного или двойного моста, по методу амперметра—вольтметра или методом микроомметра. Величины сопротивлений не должны отличаться от средней более чем на 20%.
Согласно ГОСТ при измерении сопротивления обмоток каждое сопротивление должно быть измерено 3 раза. При измерении сопротивления обмотки по методу амперметра—вольтметра каждое сопротивление должно быть измерено при трех различных значениях тока. За действительную величину сопротивления принимают среднее арифметическое из трех измерений.
Метод амперметра—вольтметра (рис. 1) применяют в тех случаях, когда не требуется большой точности измерения. Измерение методом амперметра—вольтметра основано на законе Ома:
где R х— измеряемое сопротивление, Ом; U — показание вольтметра, В; I — показание амперметра, А.
Точность измерения при этом методе определяется суммарной погрешностью приборов. Так, если класс точности амперметра 0,5%, а вольтметра — 1%, то суммарная погрешность составит 1,5%.
Для того чтобы метод амперметра—вольтметра давал более точные результаты, необходимо соблюдать следующие условия:
1. точность измерения в значительной степени зависит от надежности контактов, поэтому перед измерением рекомендуется контакты пропаять;
2. источником постоянного тока должна служить сеть или хорошо заряженная батарея напряжением 4—6 В, для того чтобы избежать влияния падения напряжения на источнике;
3. отсчет по приборам должен производиться одновременно.
Измерение сопротивления с помощью мостов применяется главным образом в тех случаях, когда необходимо получить большую точность измерения. Точность мостовых методов достигает 0,001%. Пределы измерений мостов колеблются от 10-5 до 106 Ом.
Микроомметром измеряют при большом числе замеров, например переходных сопротивлений контактов, межкатушечных соединений.
Рис. 1. Схема измерения сопротивления обмоток постоянному току по методу амперметра—вольтметра
Рис. 2. Схема измерении сопротивления обмотки статора асинхронного двигателя, соединенной в звезду (а) и в треугольник (б)
Измерения проводят быстро, так как отсутствует необходимость в регулировке прибора. Сопротивление обмотки постоянному току для двигателей до 10 КВт измеряют не ранее, чем через 5 ч по окончании его работы, а для двигателей более 10 кВт — не менее чем через 8 ч при неподвижном роторе. Если у статора двигателя выведены все шесть концов обмоток, то измерение проводят на обмотке каждой фазы отдельно.
При внутреннем соединении обмоток в звезду попарно измеряют сопротивление двух последовательно соединенных фаз (рис. 2, а). При этом сопротивление каждой фазы
При внутреннем соединении в треугольник измеряют сопротивление между каждой парой выводных концов линейных зажимов (рис. 2, б). Считая, что сопротивления всех фаз равны, определяют сопротивление каждой фазы:
Для многоскоростных двигателей аналогичные измерения проводят для каждой обмотки или для каждой секции.
Проверка правильности включения обмоток машин переменного тока. Иногда, особенно после ремонтов водные концы асинхронного двигателя оказываются непромаркированными, возникает необходимость определения начал и концов обмоток. Наиболее распространены два способа определения.
По первому способу сначала определяют попарно концы обмоток отдельных фаз. Затем собирают схему согласно рис. 3, а. «Плюс» источника присоединяют к началу одной из фаз, «минус» — к концу.
Условно принимают C1, С2, С3 за начало фаз 1, 2, 3, а С4, С 5 , С 6 — за концы 4, 5, 6. В момент включения тока в обмотках других фаз (2—3) индуктируется электродвижущая сила с полярностью «минус» на началах С2 и C3 и «плюс» на концах С5 и С6. В момент отключения тока в фазе 1 полярность на концах фаз 2 и 3 противоположна полярности при их включении.
После маркировки фазы 1 источник постоянного тока присоединяют к фазе 3, если при этом стрелка милливольтметра или гальванометра отклоняется в ту же сторону, то все концы обмоток замаркированы правильно.
Для определения начал и концов по второму способу соединяют обмотки двигателя в звезду или треугольник (рис. 3, б), а на фазу 2 подают однофазное пониженное напряжение. В этом случае между концами C1 и С2, а также С2 н С3 возникает напряжение, несколько большее подведенного, а между концами C1 и С3 напряжение оказывается равным нулю. Если концы фаз 1 и 3 включены неправильно, то напряжение между концами С1 и С2, С2 и С3 будет меньше подведенного. После взаимного определения маркировки первых двух фаз аналогично определяют третью.
Первоначальное включение асинхронного двигателя. Для выяснения полной исправности двигателя испытывают его в режиме холостого хода и под нагрузкой. Предварительно вновь проверяют состояние механических частей, наполнение смазкой подшипников.
Легкость хода двигателя проверяют путем проворачивания вала вручную, при этом не должно быть слышно треска, скрежета и тому подобных звуков, свидетельствующих о соприкосновении ротора и статора, а также вентилятора и кожуха, затем проверяют правильность направления вращения, для этого двигатель включают кратковременно.
Продолжительность первого включения 1—2 с. Одновременно наблюдают величину пускового тока. Кратковременный пуск двигателя целесообразно повторить 2—3 раза, постепенно увеличивая продолжительность включения, после чего двигатель можно включить на более длительный период. За время работы двигателя на холостом ходу наладчик должен убедиться в хорошем состоянии ходовых частей: отсутствии вибраций, толчков тока, отсутствии нагрева подшипников.
При удовлетворительных результатах пробных пусков двигатель включают совместно с механической частью или подвергают испытанию на специальном стенде. Время проверки работы двигателя колеблется от 5 до 8 ч, при этом контролируют температуру основных узлов и обмоток машины, коэффициент мощности, состояние смазки подшипников узлов.
В идеале чтобы была произведена проверка обмоток электродвигателя, необходимо иметь специальные приборы, предназначенные для этого, которые стоят немалых денег. Наверняка не у каждого в доме они есть. Поэтому проще для таких целей научиться пользоваться тестером, имеющим другое название мультиметр. Такой прибор имеется практически у каждого уважающего себя хозяина дома.
Электродвигатели изготавливают в различных вариантах и модификациях, их неисправности также бывают самыми разными. Конечно, не любую неисправность можно диагностировать простым мультиметром, но наиболее часто проверка обмоток электродвигателя таким простым прибором вполне возможна.
Любой вид ремонта всегда начинают с осмотра устройства: наличие влаги, не сломаны ли детали, наличие запаха гари от изоляции и другие явные признаки неисправностей. Чаще всего сгоревшую обмотку видно. Тогда не нужны никакие проверки и измерения. Такое оборудование сразу отправляется на ремонт. Но бывают случаи, когда отсутствуют внешние признаки поломки, и требуется тщательная проверка обмоток электродвигателя.
Виды обмоток
Если не вникать в подробности, то обмотку двигателя можно представить в виде куска проводника, который намотан определенным образом в корпусе мотора, и вроде бы в ней ничего не должно ломаться.
Однако, дело обстоит гораздо сложнее, так как обмотка электродвигателя выполнена со своими особенностями:
- Материал провода обмотки должен быть однородным по всей длине.
- Форма и площадь поперечного сечения провода должны иметь определенную точность.
- На проволоку, предназначенную для обмотки, в обязательном порядке в промышленных условиях наносится слой изоляции в виде лака, который должен обладать определенными свойствами: прочностью, эластичностью, хорошими диэлектрическими свойствами и т.д.
- Провод обмотки должен обеспечивать прочный контакт при соединении.
Если имеется какое-либо нарушение этих требований, то электрический ток будет проходить уже в совершенно других условиях, а электрический мотор ухудшит свои эксплуатационные качества, то есть, снизится мощность, обороты, а может и вообще не работать.
Проверка обмоток электродвигателя 3-фазного мотора . Прежде всего, отключить ее от цепи. Основная часть существующих электродвигателей имеет обмотки, соединенные по схемам, соответствующим звезде или треугольнику.
Концы этих обмоток подключают обычно на колодки с клеммами, которые имеют соответствующие маркировки: «К» — конец, «Н» — начало. Бывают варианты соединений внутреннего исполнения, узлы находятся внутри корпуса мотора, а на выводах применяется другая маркировка (цифрами).
На статоре 3-фазного электродвигателя применяются обмотки, имеющие равные характеристики и свойства, одинаковые сопротивления. При замере мультиметром сопротивлений обмоток может оказаться, что у них разные значения. Это уже дает возможность предположить о неисправности, имеющейся в электродвигателе.
Возможные неисправности
Визуально не всегда можно определить состояние обмоток, так как доступ к ним ограничен особенностями конструкции двигателя. Практически проверить обмотку электродвигателя можно по электрическим характеристикам, так как все поломки мотора в основном выявляются:
- Обрывом, когда провод разорван, либо отгорел, ток по нему проходить не будет.
- Коротким замыканием, возникшим из-за повреждения изоляции между витками входа и выхода.
- Замыкание между витками, при этом изоляция повреждается между соседними витками. Вследствие этого поврежденные витки самоисключаются из работы. Электрический ток идет по обмотке, в которой не задействованы поврежденные витки, которые не работают.
- Пробиванием изоляции между корпусом статора и обмоткой.
Способы
Проверка обмоток электродвигателя на обрыв
Это самый простой вид проверки. Неисправность диагностируется простым измерением значения сопротивления провода. Если мультиметр показывает очень большое сопротивление, то это означает, что имеется обрыв провода с образованием воздушного пространства.
Проверка обмоток электродвигателя на короткое замыкание
При коротком замыкании в моторе отключится его питание установленной защитой от замыкания. Это происходит за очень короткое время. Однако даже за такой незначительный промежуток времени может возникнуть видимый дефект в обмотке в виде нагара и оплавления металла.
Если измерять приборами сопротивление обмотки, то получается малое его значение, которое приближается к нулю, так как из измерения исключается кусок обмотки из-за замыкания.
Проверка обмоток электродвигателя на межвитковое замыкание
Это самая трудная задача по определению и выявлению неисправности. Чтобы проверить обмотку электродвигателя, пользуются несколькими способами измерений и диагностик.
Проверка обмоток электродвигателя способом омметра
Этот прибор действует от постоянного тока, измеряет активное сопротивление. Во время работы обмотка образует кроме активного сопротивления, значительную индуктивную величину сопротивления.
Если будет замкнут один виток, то активное сопротивление практически не изменится, и определить омметром его сложно. Конечно, можно произвести точную калибровку прибора, скрупулезно замерять все обмотки на сопротивление, сравнивать их. Однако, даже в таком случае очень трудно выявить замыкание витков.
Результаты гораздо точнее выдает мостовой метод, с помощью которого измеряется активное сопротивление. Этим методом пользуются в условиях лаборатории, поэтому обычные электромонтеры им не пользуются.
Измерение тока в каждой фазе
Соотношение токов по фазам изменится, если произойдет замыкание между витками, статор будет нагреваться. Если двигатель полностью исправен, то на всех фазах ток потребления одинаков. Поэтому измерив эти токи под нагрузкой, можно с уверенностью сказать о реальном техническом состоянии электродвигателя.
Проверка обмоток электродвигателя переменным током
Не всегда можно измерить общее сопротивление обмотки, и при этом учесть индуктивное сопротивление. У неисправного двигателя проверить обмотку можно переменным током. Для этого применяют амперметр, вольтметр и понижающий трансформатор. Для ограничения тока в схему вставляют резистор, либо реостат.
Чтобы проверить обмотку электродвигателя, применяется низкое напряжение, проверяется значение тока, которое не должно быть выше значений по номиналу. Измеренное падение напряжения на обмотке делится на ток, в итоге получается полное сопротивление. Его значение сравнивают с другими обмотками.
Такая же схема дает возможность определить вольтамперные свойства обмоток. Для этого необходимо сделать измерения на различных значениях тока, затем записать их в таблицу, либо начертить график. Во время сравнения с другими обмотками не должно быть больших отклонений. В противном случае имеется межвитковое замыкание.
Проверка обмоток электродвигателя шариком
Этот метод основывается на образовании электромагнитного поля с вращающимся эффектом, если обмотки исправны. На них подключается симметричное напряжение с тремя фазами, низкого значения. Для таких проверок используют три понижающих трансформатора с одинаковыми данными. Их подключают отдельно на каждую фазу.
Чтобы ограничить нагрузки, опыт проводят за короткий промежуток времени.
Подают напряжение на обмотки статора, и сразу вводят маленький стальной шарик в магнитное поле. При исправных обмотках шарик крутится синхронно внутри магнитопровода.
Если имеется замыкание между витками в какой-либо обмотке, то шарик сразу остановится там, где есть замыкание. При проведении проверки нельзя допускать превышения тока выше номинального значения, так как шарик может вылететь из статора с большой скоростью, что является опасно для человека.
Определение полярности обмоток электрическим методом
У обмоток статора имеется маркировка выводов, которой иногда может не быть по разным причинам. Это создает сложности при проведении сборки.
Чтобы определить маркировку, применяют некоторые способы:
- Слабым источником постоянного тока и амперметром.
- Понижающим трансформатором и вольтметром.
Статор выступает в роли магнитопровода с обмотками, действующими по принципу трансформатора.
Определение маркировки выводов обмотки амперметром и батарейкой
На наружной поверхности статора имеется шесть проводов от трех обмоток, концы которых не промаркированы, и подлежат определению по их принадлежности.
Применяя омметр, находят выводы для каждой обмотки, и отмечают цифрами. Далее, делают маркировку одной из обмоток конца и начала, произвольно. К одной из оставшихся двух обмоток присоединяют стрелочный амперметр, чтобы стрелка находилась на середине шкалы, для определения направления тока.
Минусовой вывод батарейки соединяют с концом выбранной обмотки, а выводом плюса кратковременно касаются ее начала.
Импульс в первой обмотке трансформируется во вторую цепь, которая замкнута амперметром, при этом повторяет исходную форму. Если полярность обмоток совпала с правильным расположением, то стрелка прибора в начале импульса пойдет вправо, а при размыкании цепи стрелка отойдет влево.
Если показания прибора совсем другие, то полярность выводов обмотки меняют местами и маркируют. Остальные обмотки проверяются подобным образом.
Определение полярности вольтметром и понижающим трансформатором
Первый этап аналогичен предыдущему способу: определяют принадлежность выводов обмоткам.
Далее, произвольным образом маркируют выводы первой любой обмотки для соединения их с понижающим трансформатором (12 вольт).
Две другие обмотки соединяют двумя выводами в одной точке случайным образом, оставшуюся пару соединяют с вольтметром и включают питание. Напряжение выхода трансформируется в другие обмотки с таким же значением, так как у них одинаковое количество витков.
Посредством последовательной схемы подключения 2-й и 3-й обмоток вектора напряжения суммируются, а результат покажет вольтметр. Далее маркируют остальные концы обмоток и проводят контрольные измерения.
Какое сопротивление обмоток асинхронного двигателя таблица
Главная » Разное » Какое сопротивление обмоток асинхронного двигателя таблица5 схем проверки электродвигателя мультиметром
Мне часто в последнее время друзья и соседи стали задавать вопрос: как проверить электродвигатель мультиметром? Вот я и решил написать небольшой обзор инструкцию для начинающих электриков.
Сразу замечу, что один мультиметр не позволяет выявить со 100% гарантией все возможные неисправности: мало его функций. Но порядка 90% дефектов им вполне можно найти.
Постарался сделать инструкцию универсальной для всех типов движков переменного тока. Эти же методики при вдумчивом подходе можно использовать в цепях постоянного напряжения.
Содержание статьи
Что следует знать о двигателе перед его проверкой: 2 важных момента
В рамках излагаемой темы достаточно представлять упрощенный принцип работы и особенности конструкции любого двигателя.
Принцип работы: какие электротехнические процессы необходимо хорошо представлять при ремонте
Любой движок состоит из стационарно закрепленного корпуса — статора и вращающегося в нем ротора, который еще называют якорь.
Его круговое движение создается за счет воздействия на него вращающегося магнитного поля статора, формируемого протеканием электрических токов по статорным обмоткам.
Когда обмотки исправны, то по ним текут номинальные расчетные токи, создающие магнитные потоки оптимальной величины.
Если сопротивление прводов или их изоляция нарушена, то создаются токи утечек, коротких замыканий и другие повреждения, влияющие на работу электродвигателя.
Между статором и ротором выполнен минимально возможный зазор. Его могут нарушить:
- разбитые подшипники;
- попавшие внутрь механические частицы;
- неправильная сборка и другие причины.
Когда происходит задевание вращающихся частей о неподвижный корпус, то создается их разрушение и дополнительные механические нагрузки. Все это требует тщательного осмотра, анализа состояния внутренних частей до начала электрических проверок.
Довольно часто не квалифицированный разбор является дополнительной причиной поломок. Пользуйтесь специальным инструментом и съемниками, исключающими повреждения граней валов.
После разборки сразу во время осмотра проверяют люфты, свободный ход подшипников, их чистоту и смазку, правильность посадочных мест.
Кроме этого у коллекторного электродвигателя могут быть сильно изношены пластины или щетки.
Все это необходимо проверять до подачи рабочего напряжения.
Особенности конструкций, влияющие на технологию поиска дефектов
Обычно производитель электрические характеристики указывает на табличке, прикрепленной на корпусе. Этим сведениям стоит верить.
Однако часто во время ремонта или перемотки конструкция статора изменяется, а табличка остается прежняя. Этот вариант следует тоже учитывать.
Для бытовой сети 220 вольт могут использоваться двигатели:
- коллекторные с щеточным механизмом;
- асинхронные однофазные;
- синхронные и асинхронные трехфазные.
В схемах 380 вольт работают трехфазные синхронные и асинхронные электродвигатели.
Все они отличаются по конструкции, но, в силу работы по общим законам электротехники, позволяют использовать одинаковые методики проверок, заключающиеся в замерах электрических характеристик косвенными и прямыми методами.
Как проверить обмотку электродвигателя на статоре: общие рекомендации
Трехфазный статор имеет три встроенные обмотки. Из него выходит шесть проводов. В отдельных конструкциях можно встретить 3 или 4 вывода, когда соединение треугольник или звезда собрано внутри корпуса. Но так делается редко.
Определить принадлежность выведенных концов обмоткам позволяет прозвонка их мультиметром в режиме омметра. Надо просто один щуп поставить на произвольный вывод, а другим — поочередно замерять активное сопротивление на всех остальных.
Пара проводов, на которой будет обнаружено сопротивление в Омах, будет относиться к одной обмотке. Их следует визуально отделить и пометить, например, цифрой 1. Аналогично поступают с другими проводами.
Здесь надо хорошо представлять, что по закону Ома ток в обмотке создается под действием приложенного напряжения, которому противодействует полное сопротивление, а не активное, замеряемое нами.
Учитываем, что обмотки наматываются из одного провода с одинаковым числом витков, создающих равное индуктивное сопротивление. Если провод в процессе работы будет закорочен или оборван, то его активная составляющая, как и полная величина, нарушится.
Межвитковое замыкание тоже сказывается на величине активной составляющей.
Поэтому замеры активного сопротивления обмоток и их сравнение позволяют достоверно судить об исправности статорных цепей, делать вывод, что их целостность не нарушена.
Однофазный асинхронный двигатель: особенности статорных обмоток
Такие модели создаются с двумя обмотками: рабочей и пусковой, как, например, у стиральной машины. Активное сопротивление у рабочей цепочки в подавляющем большинстве случаев всегда меньше.
Поэтому когда из статора выведено всего три конца, то это означает, что между всеми ими надо измерять сопротивление. Результаты трех замеров покажут:
- меньшая величина — рабочую обмотку;
- средняя — пусковую;
- большая — последовательное соединение первых двух.
Как найти начало и конец каждой обмотки
Метод позволяет всего лишь выявить общее направление навивки каждого провода. Но для практической работы электродвигателя этого более чем достаточно.
Статор рассматривается как обычный трансформатор, что в принципе и есть на самом деле: в нем протекают те же процессы.
Для работы потребуется небольшой источник постоянного напряжения (обычная батарейка) и чувствительный вольтметр. Лучше стрелочный. Он более наглядно отображает информацию. На цифровом мультиметре сложно отслеживать смену знака быстро меняющегося импульса.
К одной обмотке подключают вольтметр, а на другую кратковременно подают напряжение от батарейки и сразу его снимают. Оценивают отклонение стрелки.
Если при подаче «плюса» в первую обмотку во второй трансформировался электромагнитный импульс, отклонивший стрелку вправо, а при его отключении наблюдается движение ее влево, то делается вывод, что провода имеют одинаковое направление, когда «+» прибора и источника совпадают.
В противном случае надо переключить вольтметр или батарейку — то есть поменять концы одной из обмоток. Следующая третья цепочка проверяется аналогично.
А далее я просто взял свой рабочий асинхронный движок с мультиметром и показываю на нем фотографиями методику его оценки.
Личный опыт: проверка статорных обмоток асинхронного электродвигателя
Для статьи я использовал свой новый карманный мультиметр Mestek MT102. Заодно продолжаю выявлять недостатки его конструкции, которые уже показал в статье раньше.
Электрические проверки выполнялись на трехфазном двигателе, подключенном в однофазную сеть через конденсаторы по схеме звезды.
Общая оценка состояния изоляции обмоток
Поскольку на клеммных выводах все обмотки уже собраны вместе, то замеры начал с проверки сопротивления их изоляции относительно корпуса. Один щуп стоит на клеммнике сборки нуля, а второй — на гнезде винта крепления крышки. Мой Mestek показал отсутствие утечек.
Другого результата я и не ожидал. Этот способ замера состояния изоляции очень неточный и большинство повреждений он выявить просто не сможет: питания батареек 3 вольта явно недостаточно.
Но все же лучше делать хоть так, чем полностью пренебрегать такой проверкой.
Для полноценного анализа диэлектрического слоя проводников необходимо использовать высокое напряжение, которое вырабатывают мегаомметры. Его величина обычно начинается от 500 вольт и выше. У домашнего мастера таких приборов нет.
Можно обойтись косвенным методом, используя бытовую сеть. Для этого на клеммы обмотки и корпуса подают напряжение 220 вольт через контрольную лампу накаливания мощностью порядка 75 ватт (токоограничивающее сопротивление, исключающее подачу потенциала фазы на замыкание) и последовательно включенный амперметр.
Ожидаемый ток утечки через нормальную изоляцию не превысит микроамперы или их доли, но рассчитывать надо на аварийный режим и начинать замеры на пределах ампер. Измерив ток и напряжение, вычисляют сопротивление изоляции.
Однако такая работа производится под действующим напряжением. Она опасна. Выполнять ее можно только
Омическое сопротивление обмоток электродвигателя
Цель проведения измерений сопротивления обмоток электродвигателей постоянному току – выявление дефектов (некачественных соединений, витковых замыканий), ошибок в схеме соединений, а также уточнение параметров, используемых при расчетах и наладке режимов, регуляторов и др.
Измерения, особенно у крупных электродвигателей, следует выполнять с особой тщательностью и высокой точностью. Сопротивление обмоток электродвигателей постоянному току измеряют либо с помощью амперметра и вольтметра, либо двойным мостом . Если сопротивление больше 1 Ома, то необходимая точность измерений достигается одинарным мостом .
У электродвигателей, имеющих только три вывода обмотки статора (соединение обмоток в звезду или треугольник выполнено внутри электродвигателя), сопротивление постоянному току измеряют между выводами попарно. Сопротивление отдельных фаз в этом случае определяется из следующих выражений:
1. Для соединения в звезду (рис. 1,а)
При одинаковых значениях измеренных сопротивлений:
2. Для соединения в треугольник (рис. 1,б)
При одинаковых значениях измеренных сопротивлений:
Рис. 1. Схемы измерения сопротивления обмоток трёхфазных электродвигателей при соединении обмоток: а – в звезду; б – в треугольник
При измерении сопротивления особое значение имеет правильное определение температуры обмотки. Для измерения температуры применяют как заложенные температурные индикаторы, так и встраиваемые термометры и температурные индикаторы, которые должны быть введены не позднее чем за 15 мин до начала измерения сопротивления.
Для измерения температуры обмоток электродвигателей мощностью до 10 кВт устанавливают один термометр или температурный индикатор, для электродвигателей мощностью до 100 кВт – не менее двух, для электродвигателей мощностью от 100 до 1000 кВт – не менее трех, для электродвигателей свыше 1000 кВт – не менее четырех.
В качестве температуры обмоток принимается среднее арифметическое измеренных значений. При измерении сопротивлений обмоток электродвигателя в практически холодном состоянии температура обмоток не должна отличаться от температуры окружающей среды более чем на ± 3 °С.
Если невозможно непосредственно измерить температуру обмоток, электродвигатель должен находиться в нерабочем состоянии до измерения сопротивления обмоток в течение времени, достаточного для того, чтобы все части электродвигателя практически приняли температуру окружающей среды. Изменение температуры окружающей среды за это время не должно быть более ± 5 °С. В качестве температуры обмоток электродвигателя при этом принимают температуру окружающей среды в момент измерения сопротивлений. Измерение сопротивления повторяют несколько раз.
Измерения с помощью амперметра и вольтметра выполняют три раза при различных значениях тока. При применении мостовых схем перед каждым измерением следует нарушать равновесие моста. Результаты измерений одного и того же сопротивления не должны отличаться от среднего более чем на 0,5 %, в качестве действительного сопротивления принимается среднее арифметическое результатов всех измерений, удовлетворяющих этому требованию.
Результаты измерений по отдельным фазам сравниваются между собой, а также с результатами предыдущих (в том числе заводских) измерений. Для сравнения результатов измерений, проведенных при различных температурах обмоток, измеренные значения приводят к одной температуре (обычно к 15 или 20 °С).
Пересчёт сопротивлений с одной температуры на другую может быть произведён по выражениям: (для алюминия):
где Rt1 и Rt2 – сопротивления обмоток при температурах и соответственно.
В идеале чтобы была произведена проверка обмоток электродвигателя, необходимо иметь специальные приборы, предназначенные для этого, которые стоят немалых денег. Наверняка не у каждого в доме они есть. Поэтому проще для таких целей научиться пользоваться тестером, имеющим другое название мультиметр. Такой прибор имеется практически у каждого уважающего себя хозяина дома.
Электродвигатели изготавливают в различных вариантах и модификациях, их неисправности также бывают самыми разными. Конечно, не любую неисправность можно диагностировать простым мультиметром, но наиболее часто проверка обмоток электродвигателя таким простым прибором вполне возможна.
Любой вид ремонта всегда начинают с осмотра устройства: наличие влаги, не сломаны ли детали, наличие запаха гари от изоляции и другие явные признаки неисправностей. Чаще всего сгоревшую обмотку видно. Тогда не нужны никакие проверки и измерения. Такое оборудование сразу отправляется на ремонт. Но бывают случаи, когда отсутствуют внешние признаки поломки, и требуется тщательная проверка обмоток электродвигателя.
Виды обмоток
Если не вникать в подробности, то обмотку двигателя можно представить в виде куска проводника, который намотан определенным образом в корпусе мотора, и вроде бы в ней ничего не должно ломаться.
Однако, дело обстоит гораздо сложнее, так как обмотка электродвигателя выполнена со своими особенностями:
- Материал провода обмотки должен быть однородным по всей длине.
- Форма и площадь поперечного сечения провода должны иметь определенную точность.
- На проволоку, предназначенную для обмотки, в обязательном порядке в промышленных условиях наносится слой изоляции в виде лака, который должен обладать определенными свойствами: прочностью, эластичностью, хорошими диэлектрическими свойствами и т.д.
- Провод обмотки должен обеспечивать прочный контакт при соединении.
Если имеется какое-либо нарушение этих требований, то электрический ток будет проходить уже в совершенно других условиях, а электрический мотор ухудшит свои эксплуатационные качества, то есть, снизится мощность, обороты, а может и вообще не работать.
Проверка обмоток электродвигателя 3-фазного мотора . Прежде всего, отключить ее от цепи. Основная часть существующих электродвигателей имеет обмотки, соединенные по схемам, соответствующим звезде или треугольнику.
Концы этих обмоток подключают обычно на колодки с клеммами, которые имеют соответствующие маркировки: «К» — конец, «Н» — начало. Бывают варианты соединений внутреннего исполнения, узлы находятся внутри корпуса мотора, а на выводах применяется другая маркировка (цифрами).
На статоре 3-фазного электродвигателя применяются обмотки, имеющие равные характеристики и свойства, одинаковые сопротивления. При замере мультиметром сопротивлений обмоток может оказаться, что у них разные значения. Это уже дает возможность предположить о неисправности, имеющейся в электродвигателе.
Возможные неисправности
Визуально не всегда можно определить состояние обмоток, так как доступ к ним ограничен особенностями конструкции двигателя. Практически проверить обмотку электродвигателя можно по электрическим характеристикам, так как все поломки мотора в основном выявляются:
• Обрывом, когда провод разорван, либо отгорел, ток по нему проходить не будет.
• Коротким замыканием, возникшим из-за повреждения изоляции между витками входа и выхода.
• Замыкание между витками, при этом изоляция повреждается между соседними витками. Вследствие этого поврежденные витки самоисключаются из работы. Электрический ток идет по обмотке, в которой не задействованы поврежденные витки, которые не работают.
• Пробиванием изоляции между корпусом статора и обмоткой.
Способы
Проверка обмоток электродвигателя на обрыв
Это самый простой вид проверки. Неисправность диагностируется простым измерением значения сопротивления провода. Если мультиметр показывает очень большое сопротивление, то это означает, что имеется обрыв провода с образованием воздушного пространства.
Проверка обмоток электродвигателя на короткое замыкание
При коротком замыкании в моторе отключится его питание установленной защитой от замыкания. Это происходит за очень короткое время. Однако даже за такой незначительный промежуток времени может возникнуть видимый дефект в обмотке в виде нагара и оплавления металла.
Если измерять приборами сопротивление обмотки, то получается малое его значение, которое приближается к нулю, так как из измерения исключается кусок обмотки из-за замыкания.
Проверка обмоток электродвигателя на межвитковое замыкание
Это самая трудная задача по определению и выявлению неисправности. Чтобы проверить обмотку электродвигателя, пользуются несколькими способами измерений и диагностик.
Проверка обмоток электродвигателя способом омметра
Этот прибор действует от постоянного тока, измеряет активное сопротивление. Во время работы обмотка образует кроме активного сопротивления, значительную индуктивную величину сопротивления.
Если будет замкнут один виток, то активное сопротивление практически не изменится, и определить омметром его сложно. Конечно, можно произвести точную калибровку прибора, скрупулезно замерять все обмотки на сопротивление, сравнивать их. Однако, даже в таком случае очень трудно выявить замыкание витков.
Результаты гораздо точнее выдает мостовой метод, с помощью которого измеряется активное сопротивление. Этим методом пользуются в условиях лаборатории, поэтому обычные электромонтеры им не пользуются.
Измерение тока в каждой фазе
Соотношение токов по фазам изменится, если произойдет замыкание между витками, статор будет нагреваться. Если двигатель полностью исправен, то на всех фазах ток потребления одинаков. Поэтому измерив эти токи под нагрузкой, можно с уверенностью сказать о реальном техническом состоянии электродвигателя.
Проверка обмоток электродвигателя переменным током
Не всегда можно измерить общее сопротивление обмотки, и при этом учесть индуктивное сопротивление. У неисправного двигателя проверить обмотку можно переменным током. Для этого применяют амперметр, вольтметр и понижающий трансформатор. Для ограничения тока в схему вставляют резистор, либо реостат.
Чтобы проверить обмотку электродвигателя, применяется низкое напряжение, проверяется значение тока, которое не должно быть выше значений по номиналу. Измеренное падение напряжения на обмотке делится на ток, в итоге получается полное сопротивление. Его значение сравнивают с другими обмотками.
Такая же схема дает возможность определить вольтамперные свойства обмоток. Для этого необходимо сделать измерения на различных значениях тока, затем записать их в таблицу, либо начертить график. Во время сравнения с другими обмотками не должно быть больших отклонений. В противном случае имеется межвитковое замыкание.
Проверка обмоток электродвигателя шариком
Этот метод основывается на образовании электромагнитного поля с вращающимся эффектом, если обмотки исправны. На них подключается симметричное напряжение с тремя фазами, низкого значения. Для таких проверок используют три понижающих трансформатора с одинаковыми данными. Их подключают отдельно на каждую фазу.
Чтобы ограничить нагрузки, опыт проводят за короткий промежуток времени.
Подают напряжение на обмотки статора, и сразу вводят маленький стальной шарик в магнитное поле. При исправных обмотках шарик крутится синхронно внутри магнитопровода.
Если имеется замыкание между витками в какой-либо обмотке, то шарик сразу остановится там, где есть замыкание. При проведении проверки нельзя допускать превышения тока выше номинального значения, так как шарик может вылететь из статора с большой скоростью, что является опасно для человека.
Определение полярности обмоток электрическим методом
У обмоток статора имеется маркировка выводов, которой иногда может не быть по разным причинам. Это создает сложности при проведении сборки. Чтобы определить маркировку, применяют некоторые способы:
Статор выступает в роли магнитопровода с обмотками, действующими по принципу трансформатора.
Определение маркировки выводов обмотки амперметром и батарейкой
На наружной поверхности статора имеется шесть проводов от трех обмоток, концы которых не промаркированы, и подлежат определению по их принадлежности.
Применяя омметр, находят выводы для каждой обмотки, и отмечают цифрами. Далее, делают маркировку одной из обмоток конца и начала, произвольно. К одной из оставшихся двух обмоток присоединяют стрелочный амперметр, чтобы стрелка находилась на середине шкалы, для определения направления тока.
Минусовой вывод батарейки соединяют с концом выбранной обмотки, а выводом плюса кратковременно касаются ее начала.
Импульс в первой обмотке трансформируется во вторую цепь, которая замкнута амперметром, при этом повторяет исходную форму. Если полярность обмоток совпала с правильным расположением, то стрелка прибора в начале импульса пойдет вправо, а при размыкании цепи стрелка отойдет влево.
Если показания прибора совсем другие, то полярность выводов обмотки меняют местами и маркируют. Остальные обмотки проверяются подобным образом.
Определение полярности вольтметром и понижающим трансформатором
Первый этап аналогичен предыдущему способу: определяют принадлежность выводов обмоткам.
Далее, произвольным образом маркируют выводы первой любой обмотки для соединения их с понижающим трансформатором (12 вольт).
Две другие обмотки соединяют двумя выводами в одной точке случайным образом, оставшуюся пару соединяют с вольтметром и включают питание. Напряжение выхода трансформируется в другие обмотки с таким же значением, так как у них одинаковое количество витков.
Посредством последовательной схемы подключения 2-й и 3-й обмоток вектора напряжения суммируются, а результат покажет вольтметр. Далее маркируют остальные концы обмоток и проводят контрольные измерения.
Раздел 1. Общие правила
Глава 1.8. Нормы приемо-сдаточных испытаний
Электродвигатели переменного тока
1.8.15. Электродвигатели переменного тока до 1 кВ испытываются по п. 2, 4, 6, 10, 11. ¶
Электродвигатели переменного тока выше 1 кВ испытываются по п. 1-4,7,9-11. ¶
По п. 5, 6, 8 испытываются электродвигатели, поступающие на монтаж в разобранном виде. ¶
1. Определение возможности включения без сушки электродвигателей напряжением выше 1 кВ. Следует производить в соответствии с разд. 3 «Электрические машины» СНиП 3.05.06-85. «Электротехнические устройства» Госстроя России. ¶
2. Измерение сопротивления изоляции. Допустимые значения сопротивления изоляции электродвигателей напряжением выше 1 кВ должны соответствовать требованиям инструкции, указанной в п. 1. В остальных случаях сопротивление изоляции должно соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.8.8. ¶
Таблица 1.8.8. Допустимое сопротивление изоляции электродвигателей переменного тока. ¶
Напряжение мегаомметра, кВ
Обмотка статора напряжением до 1 кВ
Не менее 0,5 МОм при температуре 10-30 °С
Обмотка ротора синхронного электродвигателя и электродвигателя с фазным ротором
Не менее 0,2 МОм при температуре 10-30 °С (допускается не ниже 2 кОм при +75 °С или 20 кОм при +20 °С для неявнополюсных роторов)
Подшипники синхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ
Не нормируется (измерение производится относительно фундаментной плиты при полностью собранных маслопроводах)
3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты. Производится на полностью собранном электродвигателе. ¶
Испытание обмотки статора производится для каждой фазы в отдельности относительно корпуса при двух других, соединенных с корпусом. У двигателей, не имеющих выводов каждой фазы в отдельности, допускается производить испытание всей обмотки относительно корпуса. ¶
Значения испытательных напряжений приведены в табл. 1.8.9. Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин. ¶
4. Измерение сопротивления постоянному току: ¶
а) обмоток статора и ротора. Производится при мощности электродвигателей 300 кВт и более. ¶
Измеренные сопротивления обмоток различных фаз должны отличаться друг от друга или от заводских данных не более чем на 2%; ¶
б) реостатов и пускорегулировочных резисторов. Измеряется общее сопротивление и проверяется целость отпаек. Значение сопротивления должно отличаться от паспортных данных не более чем на 10%. ¶
5. Измерение зазоров между сталью ротора и статора. Размеры воздушных зазоров в диаметрально противоположных точках или точках, сдвинутых относительно оси ротора на 90°, должны отличаться не более чем на 10% среднего размера. ¶
Таблица 1.8.9. Испытательное напряжение промышленной частоты для электродвигателей переменного тока. ¶
Испытательное напряжение, кВ
Мощность до 1 МВт, номинальное напряжение выше 1 кВ
Мощность выше 1 МВт, номинальное напряжение до 3,3 кВ
Мощность выше 1 МВт, номинальное напряжение выше 3,3 до 6,6 кВ
Мощность выше 1 МВт, номинальное напряжение выше 6,6 кВ
Обмотка ротора синхронного электродвигателя
8Uном системы возбуждения, но не менее 1,2
Обмотка ротора электродвигателя с фазным ротором
Реостат и пускорегулировочный резистор
Резистор гашения поля синхронного электродвигателя
6. Измерение зазоров в подшипниках скольжения. Размеры зазоров приведены в табл. 1.8.10. ¶
7. Измерение вибрации подшипников электродвигателя. Значения вибрации, измеренной на каждом подшипнике, должны быть не более значений, приведенных ниже: ¶
Синхронная частота вращения электродвигателя, Гц
Допустимая вибрация, мкм
8. Измерение разбега ротора в осевом направлении. Производится для электродвигателей, имеющих подшипники скольжения. Осевой разбег не должен превышать 2-4 мм. ¶
9. Испытание воздухоохладителя гидравлическим давлением. Производится избыточным гидравлическим давлением 0,2-0,25 МПа (2-2,5 кгс/см 2 ). Продолжительность испытания 10 мин. При этом не должно наблюдаться снижение давления или утечки жидкости, применяемой при испытании. ¶
10. Проверка работы электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом. Продолжительность проверки не менее 1 ч. ¶
11. Проверка работы электродвигателя под нагрузкой. Производится при нагрузке, обеспечиваемой технологическим оборудованием к моменту сдачи в эксплуатацию. При этом для электродвигателя с регулируемой частотой вращения определяются пределы регулирования. ¶
Таблица 1.8.10. Наибольший допустимый зазор в подшипниках скольжения электродвигателей. ¶
Расчет и выбор резисторов для асинхронного двигателя с фазным ротором
В автоматизированном электроприводе для решения определенных задач часто применяются асинхронные двигатели с фазным ротором. Несмотря на более сложную конструкцию и повышенную стоимость по сравнению с АД с короткозамкнутым ротором, этот двигатель позволяет достаточно просто реализовать регулирование частоты вращения, ограничение и регулирование тока и момента. Изменение этих координат электропривода осуществляется путем введения дополнительных резисторов (чаще всего активных) в цепи обмотки фазного ротора.
Длительное регулирование частоты вращения таким способом энергетически нецелесообразно, т.к. при малых скольжениях большая часть потребляемой двигателем электроэнергии расходуется на нагрев реостатов в цепи ротора. Как правило, АД с фазным ротором применяется так, чтобы включение резисторов было по возможности кратковременным, например, где по условиям работы электропривода требуется получить необходимые пускорегулировочные характеристики. При этом такой АД почти всегда работает с комплектом добавочных резисторов для изменения сопротивления цепи фазного ротора. От правильного выбора резисторов зависит работа двигателя на искусственных характеристиках (их величина определяет форму механических и электромеханических характеристик) и его тепловая загрузка (эти сопротивления ограничивают токи в обмотках АД в переходных режимах).
Таким образом, расчет и выбор резисторов напрямую связан с подбором необходимого АД с фазным ротором для соответствующих систем автоматизированного электропривода. При этом выбор АД по мощности проводится по методике, изложенной в задаче 1, а, в случае необходимости, допустимое число включений определяется при использовании алгоритма, представленного в задаче 2 настоящих методических указаний.
За номинальные параметры резисторов принимаются: сопротивление, напряжение, ток и продолжительность включения. Соответственно, для включения резисторов в цепь обмотки фазного ротора необходимо учитывать напряжение EРНи ток в обмотке ротора I2Н. Основные характеристики АД с фазным ротором представлены в Приложении 2, Табл. 3, 4 соответственно при ПВН = 40% и ПВН = 25%.
Переключение ступеней резисторов при регулировании координат осуществляется с помощью серийных контроллеров, тип которых выбирается в зависимости от параметров электропривода. Для электроприводов переменного тока применяются силовые кулачковые контроллеры типа ККТ60А и его модификации, предназначенные для применения в конкретных системах электропривода:
- ККТ61А, при коммутации в цепях обмоток статора и ротора, схема включения контактов симметричная, регулирование частоты вращения неустойчивое до 1:3;
- ККТ68А, при коммутации в цепи обмотки ротора, схема включения контактов симметричная, регулирование частоты вращения неустойчивое до 1:2;
- ККТ62А, при коммутации в цепях обмоток ротора двух АД, схема включения контактов симметричная, регулирование частоты вращения неустойчивое до 1:3.
Кулачковые контроллеры используются при напряжениях до 500 В и мощности АД до 30 кВт. Они имеют до 12 силовых контактов на номинальные токи до 63 А и маломощные контакты для коммутации цепей управления. Управление переключением осуществляется вручную, число позиций рукоятки (маховика) — до 6 положений в одну сторону от нулевого (среднего) положения.
Наиболее широкое применение в современном электроприводе (крановый, экскаваторный и т.д.) получили магнитные контроллеры, которые представляют собой сложные комплектные коммутационные устройства, обеспечивающие ряд программ переключений в главных цепях с помощью контакторов с электромагнитным приводом путем подачи оператором соответствующих команд по цепям управления. Магнитные контроллеры предназначены для пуска, регулирования частоты вращения, торможения, реверса и отключения электродвигателя. Они имеют преимущества по сравнению с кулачковыми контроллерами:
- для управления магнитным контроллером независимо от мощности привода используются командконтроллеры или кнопочные станции, требующие минимальные затраты энергии оператора;
- износостойкость в 5-8 раз выше, чем у кулачковых контроллеров за счет коммутации осуществляемой контакторами;
- большой запас по коммутации, способны пропускать без повреждений ток до 15 IН на время срабатывания защиты;
- в связи с заранее запрограммированной системой пуска и торможения возможность недопустимой перегрузки сведена к минимуму;
- применение магнитного контролера по сравнению с кулачковым позволяет повысить степень автоматизации электропривода и тем самым производительность рабочей машины или механизма.
Магнитные контроллеры типа ТА, ТСА, ТСД, ДТА относятся к контроллерам переменного тока общего назначения. Они отличаются своими функциональными возможностями. Например, ТСД обеспечивает регулирование скорости 1:8, а остальные типы контроллеров не имеют гарантированного регулирования скорости электропривода (фактически могут обеспечить регулирование 1:3).
Для механизмов с высокой степенью использования применяются магнитные контроллеры серий К, КС, ДКС, в которых применяются контакторы с электромагнитным приводом постоянного тока. Они могут обеспечить фактическое регулирование скорости 1:3.
Область применения того или иного типа магнитного контроллера определяют характеристики электропривода и АД, в фазах обмотки ротора которого производятся соответствующие переключения ступеней сопротивлений. В Приложении 2 Табл. 5 представлены характеристики магнитных контроллеров с предельным током в обмотке ротора до 160 А. Для каждой ступени переключения в числители указывается относительное значение сопротивлений, %, а в знаменателе — токовая нагрузка, %. Кроме того, определяется допустимый ток ротора, который задает диапазон применения контроллера и рабочие ступени резистора.
При проектировании контроллеров сопротивления ступеней резисторов рассчитываются по известным методам теории электропривода [1,2,3].
В электроприводе применяются элементы резисторов четырех конструктивных исполнений:
- с рассеиваемой мощностью 25-150 Вт и сопротивлением от 1 до 30 000 Ом типа ПЭВ, представляющие собой фарфоровые цилиндры, на которые навита нихромовая проволока и которые покрыты нагревостойкой стекловидной эмалью;
- с рассеиваемой мощностью 250-400 Вт и сопротивлением от 0,7 до 96 Ом, выполненные в виде плоских элементов с константановой, фехралевой или нихромовой проволоки диаметром от 0,5 до 1,6 мм, намотанной на фарфоровые изоляторы, закрепленные на металлическом держателе;
- с рассеиваемой мощностью 850 — 1000 Вт и сопротивлением от 0,078 до 0,154 Ом из фехралевой ленты размерами от 0,8×6 до 1,6×1,5 мм, намотанной на ребро. Лента в виде спирали надета на фарфоровые изоляторы, опирающиеся на металлический держатель коробчатого сечения;
- с рассеиваемой мощностью 115-230 Вт при соответствующем токе 55 и 215 А и сопротивлением от 0,005 до 0,28 Ом из чугунных элементов типа НС400 и НС401.
Сопротивления для АД с фазным ротором выполняются в виде отдельных элементов или, чаще всего, блоков резисторов. При мощности электропривода до 300 кВт блоки составляются из элементов первых трех конструкций. Во всех остальных случаях (мощность ЭП до нескольких тысяч кВт) применяются ящики резисторов типа ЯС100, ЯС101 с чугунными элементами.
Для рассматриваемого типа электропривода применяются стандартные блоки резисторов типа БФ 6 и BK 12, а так же отдельные элементы, специально рассчитанные для использования совместно с конкретными двигателями постоянного или переменного тока. Блоки БФ 6 выполняются в виде 6 элементов из фехралевой ленты, а БК 12 — из 12 проволочных фехралевых или константановых элементов. Данные по нормализованным блокам резисторов представлены в Приложении 2, Табл. 6, 7.
Технические данные отдельных элементов представляют как ток продолжительного режима работы, так и ток повторно-кратковременного режима с ПВН =12,5;25;35%. Для блоков резисторов определен только ток продолжительного режима работы, при ПВН=100%. Чаще всего в типовом электроприводе для АД используются именно резисторные блоки.
В реальном процессе резисторы на каждой ступени работают со своей продолжительностью включения. Поэтому для того, чтобы они нагревались до допустимой температуры, их следует использовать при большем токе нагрузки.
При расчетном токе IР резистор, работающий в повторно-кратковременном режиме, следует выбирать на эквивалентный по перегреву длительный ток:
IЭ = KIР.
где К < 1, и значение К определяется в общем случае по универсальным справочным кривым в зависимости от режима работы. Этот коэффициент зависит от времени работы резистора за цикл и продолжительности его включения. Чем они меньше, тем ниже значение коэффициента, и, следовательно, тем на меньше значение тока нужно выбирать резистор.
В общем случае расчетный ток резистора определяется:
IР = I2Н , А,
где PР — расчетная мощность привода, зависящая от системы электропривода, его режима работы и параметров нагрузки, кВт; I2Н — номинальный ток ротора, А; PН — номинальная мощность электродвигателя, кВт.
Чаще всего, при известной системе электропривода тип панели управления уже определен и по относительным значениям сопротивлений для каждой ступени (RРn—Рm) вычисляется их омическая величина (в одной фазе):
RРn-Pm =RН , Ом
где Rcmyn,%— определено для каждой ступени панели управления; RН — номинальное сопротивление обмотки ротора, Ом.
RН = ,
где EРН — номинальное напряжение ротора, В.
Для выбора резисторов необходимо определить значения расчетных токов по ступеням. Для этого первоначально определяем среднюю мощность потерь в резисторах (в трех фазах), кВт:
для торможения противовключением
РР,Т = ,
для динамического торможения
РР,Т = ,
в которых мощность статической нагрузки РСТ, кВт
РСТ = МСТпH / 9550,
ηЭКВ = ,
где ηЭКВ,Б — эквивалентный базовый КПД, определяется системой электропривода, для асинхронного электропривода с АД с фазным ротором при торможении противовключением он равен 0,76, при динамическом торможении — 0,81;
kТ — коэффициент нагрузки, зависит от режима работы и выбранной системы электропривода для асинхронного электропривода с АД с фазным ротором при соотношении J/(1,2JД)>5 и торможении противовключением он равен 0,65, при динамическом торможении — 0,85, соответственно при J/(1,2JД)<5: противовключение — 1,2, динамическое торможение — 1,3;
ηЭКВN — КПД, зависит от продолжительности включения, типа электропривода и способа торможения. Для ПВН = 40%:при торможении противовключением — 0,72, при динамическом — 0,76; для ПВН = 25% соответственно — 0,68 и 0,71; при длительном режиме работы (ПВН = 100%) ηЄКВ,Б = ηЄКВN.
J — приведенный момент инерции, кг · м2;
МС — момент нагрузки, Н · м;
ɛ = ПВН/100, о.е. — коэффициент включения АД;
а — коэффициент использования привода, для общих механизмов а=1;
nMAX — максимальная частота вращения, для асинхронных двигателей это синхронная частота вращения, n1, об/мин;
nБАЗ — базовая частота вращения, nБАЗ = 1000 об/мин;
паспортные значения АД — коэффициент полезного действия ηДВ, о.е., номинальная частота вращения ηН, об/мин, момент инерции JД, кг · м2, продолжительность включения ПВН, % (Приложение 2, Табл. 3, 4)
При симметричной схеме включения резисторов в фазы обмотки ротора, мощность приходящаяся на одну фазу, кВт
РР,Тф = PР,Т / 3.
Далее определяется расчетный тепловой ток резистора, А
IР,Т =
где R% и I% — относительные значения сопротивления ступени и тока нагрузки, %, определяемые по используемому типу магнитного контроллера.
Для каждой ступени резистора вычисляется расчетное значение теплового тока, А
IРn—Pm = IP.T.
По найденным расчетным значениям сопротивлений и токов по ступеням резистора определяются необходимые блоки резисторов, разрабатываются схемы соединений элементов блока для получения требуемых сопротивлений и токов. Основными требованиями при подборе являются:
- длительный ток в реостате ступени должен быть больше или равен соответствующему расчетному тепловому току;
- выбранное сопротивление не должно отличаться от расчетного в «+» — на 15%, в «-» — на 10%;
Расчет и выбор сопротивлений проводится для одной фазы. При симметричном сопротивлении в цепи ротора, в двух других фазах резисторы и схемы соединения элементов будут аналогичны.
Как рассчитать сопротивление обмоток электродвигателя
- Нет смысла хранить в мастерской по ремонту электродвигателей обмоточный провод всех существующих диаметров. Какой провод должен быть всегда под рукой зависит от мощности электродвигателей чаще всего поступающих в ремонт. В этой статье расскажу как пересчитать обмотку при отсутствии провода нужного диаметра.
Допустим, требуется перемотать электродвигатель 5,5 кВт. 1000 оборотов в минуту. Обмоточные данные электродвигателя: напряжение 380 вольт, соединение обмотки в звезду, витков в пазу 20, намотан в два провода диаметр каждого d=1,04 с шагом обмотки по пазам у=11;9;7, количество параллельных ветвей а=1, количество пазов Z 1 =54.
Первый способ пересчета.
- В первом способе сама обмотка не пересчитывается, а подбирается общее сечение имеющихся в наличии параллельных проводов вместо отсутствующего провода нужного диаметра. При этом не важно во сколько параллельных проводов намотана заводская обмотка, в один, два или более провода, задача обмотчика подобрать общее сечение новых проводов равным общему сечению проводов заводской обмотки . Таблица сечений круглого провода. Заводская обмотка выполнена в два провода диаметром d=1,04, сечение провода 1,04 равно S=0,849, складываем сечения обоих проводников 0,849+0,849=1,698. В таблице сечений круглого провода находим провод с сечением S=1,698, это провод диаметром 1,47 мм., но обмоточные провода с таким диаметром не выпускаются, а рядом в таблице есть провод с диаметром 1,45 мм. Допустимое уменьшение сечения провода 3%, проверяем 1,698-3%=1,647 сечение провода 1,45 равно S=1,651 поэтому мы можем вместо двух проводов 1,04 использовать один с диаметром 1,45. Представим себе что у нас нет провода 1,45, тогда подберем нужное сечение в два или более проводов. К имеющемуся проводу с диаметром 1,12 S=0,916 найдем второй провод, 1,698-0,916=0,782, по таблице сечений круглого провода можно воспользоваться проводом с диаметром 1,00. Можно рассчитать и в три провода, общее сечение делим на три 1,698/3=0,566 получился провод 0,85. При данном расчете витки, напряжение, шаг, количество параллельных ветвей не изменяются, изменяется только диаметр провода, но общее сечение проводников остается неизменной. Расчет можно использовать для трехфазных и однофазных электродвигателей.
Второй способ пересчета.
- Вторым способом изменяют количество параллельных ветвей обмотки, соответственно изменяются диаметр провода, витки и схема соединений катушек в обмотке. Сначала надо определить на сколько параллельных ветвей возможно пересчитать данный для примера двигатель. Воспользуемся схемой укладки рис. №1. По рисунку видно, что в каждой фазе по три катушки, соответственно возможное количество параллельных ветвей а=1 или а=3. При увеличении количества параллельных ветвей, число проводников в пазу увеличивается, а сечение провода уменьшается в число раз параллельных ветвей. При уменьшении количества параллельных ветвей, число проводников в пазу уменьшается, а сечение провода увеличивается в число раз параллельных ветвей. Прежде чем переходить к составлению схемы, рассчитаем новые диаметр провода и количество витков в пазу. При переходе с одной параллельной ветви на три сечение провода уменьшаем в три раза 1,698/3=0,566 получился провод 0,85, а количество витков в пазу увеличиваем в три раза 20×3=60. У нас получилась обмотка с новыми данными: витков в пазу 60, диаметр провода 0,85. Теперь нужно изменить схему соединений катушек в обмотке с одной параллельной ветви на три параллельные ветви.
- На рисунке №2 показана схема соединений катушек в одну параллельную ветвь для данного двигателя. Так как соединения катушек в фазах одинаковые рассмотрим на примере фазы А желтого цвета. По рисунку видно, что все катушки первой фазы соединены последовательно конец первой соединяется с началом четвертой, а конец четвертой соединяется с началом седьмой. Вспомните правила составления схемы соединений катушек в обмотке электродвигателя. Направление тока показано стрелками от вывода С 1 к выводу С 4 .
Рис. 2
- При составлении схемы соединения в три параллельные ветви направление тока не должно измениться рис. №3. Направление тока осталось от вывода С 1 к выводу С 4 .
Рис. 3
- Также можно расширить возможности для расчета, если перейти от однослойной обмотки на двухслойную рис. №4. Возможное количество параллельных ветвей: а=1 , a=2 , a=3 , a=6 , соответственно увеличивается возможность подбора нужного провода.
Рис. 4
- Расчет можно использовать для трехфазных и однофазных электродвигателей.
Третий способ пересчета.
- Третий способ расчета можно использовать только для трёхфазных электродвигателей и обмотчик должен знать какое напряжение будет подаваться на вывода электродвигателя . Обмоточные данные нашего электродвигателя: напряжение 380 вольт, соединение обмотки в звезду. Мы можем пересчитать обмотку на соединение фаз в треугольник, оставив при этом напряжение питания электродвигателя 380 вольт. При пересчете обмотки со звезды на треугольник сечение провода уменьшают в 1,73 раза, а количество витков увеличивают в 1,73 раза. При пересчете обмотки с треугольника на звезду сечение провода увеличивают в 1,73 раза, а количество витков уменьшают в 1,73 раза. Так как мы пересчитываем двигатель со звезды на треугольник, то сечение провода уменьшаем в 1,73 раза S=1,698/1,73=0,981 в таблице сечений круглого провода находим провод с сечением S=0,981, подходит провод диаметром 1,12 мм. Количество витков требуется увеличить в 1,73 раза , 20×1,73=35 витков в пазу. После расчета получилась обмотка с новыми данными: витков в пазу 35, диаметр провода 1,12, соединение фаз в треугольник.
Четвертый способ пересчета.
- Четвертый способ расчета, это объединение всех выше перечисленных способов. Вы можете пересчитать данный для примера электродвигатель в три параллельные ветви, соединение фаз в треугольник, еще и в два или более провода. При пересчете обмотки двигателя в несколько параллельных проводников или в несколько параллельных ветвей, выбирайте более тонкую пазовую изоляцию.
Параллельные ветви при дробным «q».
- При пересчете в несколько параллельных ветвей электродвигателя с дробным «q», возможное количество параллельных ветвей равно количеству периодов в фазе. Для примера возьмем схему укладки обмотки электродвигателя с количеством пазов 33, 2p=4 1500 об. мин. рис. №5.
Рис. 5
- Порядок чередования катушечных групп в периоде для данного двигателя 2-3-3-3, одна катушка двухсекционная и три катушки трехсекционные. Общее количество катушек в периоде 4. По рисунку видно, что в каждой фазе по четыре катушки, поэтому максимальное количество параллельных ветвей для данного электродвигателя а=1 .
Параллельные секции в катушках.
Прежде чем применять данный вид обмотки, читаем на стр. 310 «Обмотки электрических машин» Жерве Г.К 1989 г.
- Если при всех выше перечисленных расчетах не удалось выйти на требуемый провод, расчет можно продолжить путем деления катушек обмотки на параллельные секции. Для примера возьмем обмотку двигателя 24 паза 3000 об/мин.
Рис. 6
- По рисунку №6 видно, что в катушке 4 секции, возможное количество параллельных секций а=1с, а=2с и а=4с.
Рис. 7. Схема укладки при параллельных секциях в катушке.
- Так как секции в катушкак
Как прозвонить электродвигатель на целостность ?
Как прозвонить электродвигатель на целостность ? Skip to contentИнформация для электрика
Информация и практические навыки для электрика
При помощи мультиметра и нескольких приспособлений, не особо разбираясь в принципе работы электродвигателей, можно проверить:
- Асинхронный трёхфазный двигатель с короткозамкнутым ротором – наиболее лёгкий для проверки, из-за его простого внутреннего устройства, благодаря которому, данный тип электродвигателя имеет наибольшую популярность;
- Асинхронный однофазный (двухфазный, конденсаторный) электродвигатель с короткозамкнутым ротором – часто используется в различной бытовой технике, подключаемой в сеть 220 В. (стиральные машины, пылесосы, вентиляторы).
- Коллекторный двигатель постоянного тока – массово применяется в автомобилях в качестве привода для стеклоочистителей (дворников), стеклоподъёмников, насосов, вентиляторов;
- Коллекторный двигатель переменного тока – используется в ручных электрических инструментах (дрели, перфораторы, болгарки и т.д.)
асинхронного двигателя — цепь ротора и статора
Эквивалентная схема асинхронного двигателя обеспечивает рабочие характеристики, которые оцениваются для условий установившегося режима. Асинхронный двигатель основан на принципе индукции напряжений и токов. Напряжение и ток индуцируются в цепи ротора из цепи статора для работы. Эквивалентная схема асинхронного двигателя аналогична схеме замещения трансформатора.
В комплекте:
Модель цепи статораМодель цепи статора асинхронного двигателя состоит из сопротивления фазной обмотки статора R 1 , реактивного сопротивления утечки фазной обмотки статора X 1 , как показано на принципиальной схеме ниже.
Ток холостого хода I 0 моделируется чисто индуктивным реактором X 0 , в котором используется намагничивающая составляющая I µ , и неиндуктивный резистор R 0 , переносящий ток потерь в сердечнике I ω . Таким образом,
Полный ток намагничивания I 0 значительно больше в случае асинхронного двигателя по сравнению с током трансформатора. Это происходит из-за более высокого сопротивления, вызванного воздушным зазором асинхронного двигателя.Как мы знаем, в трансформаторе ток холостого хода варьируется от 2 до 5% от номинального тока, тогда как в асинхронном двигателе ток холостого хода составляет примерно от 25 до 40% номинального тока в зависимости от размера двигателя. Значение намагничивающего реактивного сопротивления X 0 также очень мало в асинхронном двигателе.
Модель
Когда на обмотки статора подается трехфазное питание, в обмотках ротора машины индуцируется напряжение. Чем больше будет относительное движение ротора и магнитных полей статора, тем больше будет результирующее напряжение ротора.Наибольшее относительное движение происходит в состоянии покоя. Это состояние также известно как состояние заблокированного ротора или заблокированного ротора. Если индуцированное напряжение ротора в этом состоянии составляет E 20 , то индуцированное напряжение при любом скольжении определяется уравнением, показанным ниже.
Сопротивление ротора постоянно и не зависит от скольжения. Реактивное сопротивление асинхронного двигателя зависит от индуктивности ротора и частоты напряжения и тока в роторе.
Если L 2 — это индуктивность ротора, реактивное сопротивление ротора определяется приведенным ниже уравнением.
Но, как известно,
Следовательно,
Где, X 20 — реактивное сопротивление ротора в состоянии покоя.
Схема ротора показана ниже.
Импеданс ротора определяется уравнением ниже.
Ток ротора по фазе определяется уравнением, показанным ниже.
Здесь I 2 представляет собой ток частоты скольжения, создаваемый напряжением sE 20 , индуцированным частотой скольжения, действующим в цепи ротора, имеющим полное сопротивление на фазу (R 2 + jsX 20 ).
Теперь, разделив уравнение (5) на промах s, мы получим следующее уравнение.
R 2 — это постоянное сопротивление и переменное реактивное сопротивление утечки sX 20 . Аналогично, схема ротора, показанная ниже, имеет постоянное реактивное сопротивление рассеяния X 20 и переменное сопротивление R 2 / с.
Уравнение (6) выше объясняет вторичную цепь воображаемого трансформатора с постоянным соотношением напряжений и одинаковой частотой с обеих сторон. Этот воображаемый неподвижный ротор несет тот же ток, что и реальный вращающийся ротор. Это позволяет передавать полное сопротивление вторичного ротора на сторону первичного статора.
Примерная эквивалентная схема асинхронного двигателя
Эквивалентная схема дополнительно упрощается путем смещения ветвей полного сопротивления шунта R 0 и X 0 на входные клеммы, как показано на принципиальной схеме ниже.
Примерная схема основана на предположении, что V 1 = E 1 = E ’ 2 . В приведенной выше схеме единственный компонент, который зависит от скольжения, — это сопротивление. Все остальные количества постоянны. Следующие уравнения могут быть записаны на любом заданном бланке s следующим образом: —
Импеданс за пределами AA ’равен
Подставляя значение ZAA ’из уравнения (7) в уравнение (8), получаем
Следовательно,
Ток холостого хода I 0 —
Полный ток статора рассчитывается по приведенному ниже уравнению.
Общие потери в сердечнике рассчитываются по приведенному ниже уравнению.
Мощность воздушного зазора на фазу равна
Развиваемый крутящий момент определяется уравнением, приведенным ниже.
Каков максимальный крутящий момент асинхронного двигателя
В статье под названием Уравнение крутящего момента асинхронного двигателя мы видели развиваемый крутящий момент и его уравнение. Здесь обсуждается условие максимального крутящего момента асинхронного двигателя. Крутящий момент, создаваемый асинхронным двигателем, в основном зависит от следующих трех факторов. Это сила тока ротора; магнитный поток взаимодействует между ротором двигателя и коэффициентом мощности ротора.Значение крутящего момента при работающем двигателе определяется уравнением, показанным ниже.
Полный импеданс RC-цепи всегда находится в пределах от 0 ° до 90 °. Импеданс — это сопротивление, которое элемент электронной схемы оказывает протеканию тока. Если предполагается, что полное сопротивление обмотки статора пренебрежимо мало. Таким образом, для заданного напряжения питания V 1 , E 20 остается постоянным.
Развиваемый крутящий момент будет максимальным, когда правая часть уравнения (4) будет максимальной.Это условие возможно, когда значение знаменателя, показанного ниже, равно нулю.
Лет,
Следовательно. Развиваемый крутящий момент является максимальным, когда сопротивление ротора на каждую фазу равно реактивному сопротивлению ротора на каждую фазу в рабочих условиях. Помещая значение sX 20 = R 2 в уравнение (1), мы получаем уравнение для максимального крутящего момента .
Приведенное выше уравнение показывает, что максимальный крутящий момент не зависит от сопротивления ротора.
Если s M — значение скольжения, соответствующее максимальному крутящему моменту, то из уравнения (5)
Следовательно, скорость ротора при максимальном крутящем моменте определяется уравнением, показанным ниже.
Следующий вывод о максимальном крутящем моменте можно сделать из уравнения (7), приведенного ниже.
- Не зависит от сопротивления цепи ротора.
- Крутящий момент в максимальном состоянии изменяется обратно пропорционально реактивному сопротивлению ротора в состоянии покоя.Следовательно, для максимального крутящего момента X 20 и, следовательно, индуктивность ротора должна быть как можно меньшей.
- Изменяя сопротивление в цепи ротора, можно получить максимальный крутящий момент при любом желаемом скольжении или любой скорости. Это зависит от сопротивления ротора при скольжении (s M = R 2 / X 20 ).
Для развития максимального крутящего момента в состоянии покоя сопротивление ротора должно быть высоким и должно быть равно X 20 .Но для достижения максимального крутящего момента в рабочем состоянии сопротивление ротора должно быть низким.
.Что такое обмотка якоря? Поворот, катушка и обмотка
Обмотка якоря г — это обмотки, в которых индуцируется напряжение. Обмотка возбуждения — это обмотка, в которой создается основной магнитный поток поля при пропускании тока через обмотку. Некоторые из основных терминов , относящихся к обмотке якоря, определены следующим образом:
- Поворот : виток состоит из двух проводов, соединенных с одним концом концевым соединителем.
- Катушка : Катушка образуется путем последовательного соединения нескольких витков.
- Обмотка : Обмотка образуется путем последовательного соединения нескольких катушек.
Рисунок поворота показан ниже.
Рисунок катушки показан ниже.
Рисунок обмотки показан ниже.
Начало витка или витка обозначается символом (S) , что означает Начало , а конец витка или витка обозначается символом (F) , обозначающим Finish .
Понятие степени электрика очень важно при изучении машины.
Для машины с (P) полюсами электрическая степень определяется, как указано ниже.
Где,
? md — это механические градусы или угловая мера в пространстве.
? ed — электрические градусы или угловая мера в циклах.
Преимущество этого обозначения в том, что выражения, записанные в терминах электрических углов, применимы к машине с любым числом полюсов.
Угловое расстояние между центрами двух соседних полюсов на машине известно как шаг полюсов или шаг полюсов .
Шаг полюсов всегда составляет 180 градусов, независимо от количества полюсов в машине.
Две стороны катушки помещаются в два паза на поверхности статора. Расстояние между двумя сторонами катушки называется шагом катушки . Если шаг катушки равен одному полюсному шагу, он называется Full Pitch Coil .Если шаг катушки меньше одного шага полюсов, катушка называется Short Pitch или Fractional Pitch coil .
См. Также: Коэффициент пролета катушки
См. Также: Коэффициент распределения
.ECE 494 — Лаборатория 5: Испытания под нагрузкой трехфазного асинхронного двигателя и измерение пускового тока
Цели
- Для измерения пускового тока при запуске двигателя.
- Для получения нагрузочных характеристик трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Оборудование
- Два цифровых мультиметра и измеритель качества Fluke Power с банановыми кабелями со склада
- Один тахометр со склада.
- Измеритель мощности One Black Box
- Нагрузочная стойка с одним резистором. (Регулируемая тележка HMRL)
- Один трехфазный вариак.
- Один настольный источник питания постоянного тока с несколькими диапазонами (PSW 250-4,5)
Фон
Трехфазный асинхронный двигатель имеет трехфазную обмотку на статоре. Ротор либо намотанный, либо из меди. стержни закорочены на каждом конце, и в этом случае это называется короткозамкнутым ротором.Трехфазный ток, потребляемый статором от Трехфазный источник питания создает магнитное поле, вращающееся с синхронной скоростью в воздушном зазоре. Магнитный поле сокращает проводники ротора создают электродвижущие силы, которые вызывают в них токи. Согласно закону Ленца, ЭМП должны противодействовать причина, которая их производит; это означает, что ротор должен вращаться в направлении магнитного поле, созданное статор. Если бы ротор мог достигать синхронной скорости, в нем не было бы наведенной ЭДС.Но за счет потерь скорость всегда меньше синхронной скорости.
В этом эксперименте асинхронный двигатель приводит в действие генератор постоянного тока. Поле генератора постоянного тока возбуждается отдельно. Загрузка Генератор с помощью резисторной стойки нагрузки, в свою очередь, нагружает двигатель. Когда двигатель приводит в движение нагрузку, он должен создавать больший крутящий момент. Поскольку крутящий момент пропорционален произведению магнитного потока и тока, с увеличением нагрузки относительная скорость (скольжение) между ротором и вращающееся магнитное поле также должно увеличиваться.
Трехфазный асинхронный двигатель работает как трансформатор, вторичная обмотка которого может вращаться. Основное отличие в том, что нагрузка механическая. Кроме того, сопротивление магнитному полю больше из-за наличия воздушного зазора, через который мощность статора передается на ротор. Ток холостого хода двигателя иногда достигает 30-40% от полной нагрузки. стоимость. Производительность асинхронного двигателя может быть определена косвенно путем нагрузки генератора постоянного тока, соединенного с его валом, как есть. сделано в этом эксперименте.
Соответствующие уравнения
- Данные без нагрузки: I a0 = Линейный ток в амперах
- Данные нагрузочного теста:
- Прочие данные: R a = Измеренное сопротивление статора по фазе
- Потери в сердечнике (включая потери на трение и ветер) по
- Выходная механическая мощность
- Поскольку одна лошадиная сила равна 746 Вт, мы используем преобразование
- Крутящий момент
- Коэффициент мощности при любой нагрузке рассчитывается с использованием
- Эффективность определяется как
(5,1)
В t = Напряжение на клеммах в вольтах.
(5,2)
P 0 = Входная мощность (сумма обоих показаний ваттметра).
(5,3)
N 0 = Скорость двигателя в об / мин.
(5,4)
I a = Линейный ток в амперах.
(5,5)
В t = Напряжение на клеммах в вольтах.
(5,6)
P = входная мощность (сумма обоих показаний ваттметра).
(5,7)
N = скорость двигателя в об / мин.
(5,8)
(5,9)
(5.10)
(5,11)
Где(5,12)
(5,13)
N с = 120 f / p синхронная скорость
(5,14)
f = частота = (60 Гц)
(5,15)
p = количество полюсов = 4
(5,16)
(5.17)
P м (л.с.) = P м (Вт) / 746
(5,18)
(5,19)
(5,20)
Prelab
Асинхронным двигателям присваиваются коды NEMA, указывающие возможный диапазон их пускового тока.
| Буквы кода NEMA KVA | ||||
| Код KVA / HP Код KVA / HP | ||||
| А | 0–3,14 | L | 9,0–9,99 | |
| B | 3,15–3,54 | M | 10,0-11,19 | |
| С | 3,55–3,99 | N | 11.2-12.49 | |
| D | 4,0–4,49 | -П | 12,5-13,99 | |
| E | 4,5–4,99 | R | 14,0-15,99 | |
| Ф | 5,0-5,59 | S | 16,0-17,99 | |
| G | 5,6-6,29 | Т | 18.0-19,99 | |
| H | 6,3-7,09 | U | 20,0–22,39 | |
| Дж | 7,1–7,99 | В | 22,4 и выше | |
| К | 8,0–8,99 | |||
В таблице указано отношение пусковой кВА (суммарно по всем трем фазам) к номинальной мощности в л.с.
- Учитывая, что наши двигатели рассчитаны на 3 л.с. и имеют код J NEMA, рассчитайте пиковый пусковой ток на однофазный с линейным напряжением 208 В (фазное напряжение 120).
- Определите, как подключить счетчики к схеме рисунка 5.1 для измерения:
- Полная мощность (Вт) асинхронного двигателя. Показать соединения с аналоговыми ваттметрами мощности и измерителями качества электроэнергии (Fluke 43B). Подсказка: двухваттный метод измерения мощности.
- Клемма переменного напряжения В т асинхронного двигателя.
- Линейный ток I a .
- Напряжение генератора В пост. Тока
- Ток нагрузки генератора I dc
Часть I. Трехфазный асинхронный двигатель — испытания под нагрузкой
- Запишите спецификации асинхронного двигателя (IM)
- Установите и измерьте сопротивление грузовой стойки таким же образом, как в предыдущем эксперименте, для 6 различных чтения.Он должен находиться в диапазоне от 500 Ом до 30 Ом. Используйте последовательно две группы тележки, так как они рассчитаны на 120 В. Установки переключателей на двух банках должны быть одинаковыми.
- Подключите цепь, как показано на рисунке 5.1. и поверните реостат шунтирующего поля панели стола на максимальное сопротивление (CW). Примечание. Убедитесь, что ваши измерители мощности могут выдерживать ток, рассчитанный вами в предварительной лаборатории. Если они не могут тогда вам нужно закоротить катушку тока до тех пор, пока двигатель не будет запущен.Если в вашем измерителе мощности есть токовые клещи и номинальный ток меньше, чем вы определили, поместите зажим вокруг измеряемого провода только после запуска двигателя.
- Подключите источник питания переменного тока от стендовой панели к трехфазному вариатору и подключите его выход к цепи.
- Включите настольный источник питания постоянного тока и нажмите кнопку настройки, чтобы отрегулировать выходное напряжение до 240 В и ток (IF) до 0,275 А с помощью его ручек.Перед включением двигателя отрегулируйте выход трехфазного переменного тока на 208 В между фазами.
- Нажмите кнопку выхода источника постоянного тока, чтобы подключить источник постоянного тока 240 В к шунту возбуждения двигателя постоянного тока для генерации тока возбуждения IF.
- При отсутствии нагрузки, подключенной к стойке резисторной нагрузки, нажмите кнопку пуска на панели стенда, чтобы запустить двигатель, отсоедините провод, замыкающий токовую катушку ваттметра, или поместите токовые клещи вокруг провода, чтобы получить показания мощности.Если индикатор ваттметра отклоняется в неправильном направлении, просто поменяйте местами соединения. на стороне напряжения счетчика. Запишите напряжение переменного тока на клеммах В т , скорости, показания обоих ваттметров и постоянного напряжения нагрузки V dc . в таблице 5.1 (без данных нагрузки)
- Подключите стойку нагрузки резисторов к выводам якоря генератора. Для каждого значения нагрузки запишите показания V t , I a , W 1 , W 2 , V dc скорость N и I dc (шкала 10 А) в таблице 5.1. (Данные нагрузочного теста)
- Отключите питание; отключите двигатель от источника питания. Измерьте сопротивление между двумя выводами привода асинхронный двигатель. Резистор обмотки статора R а составляет половину сопротивления значение, измеренное между клеммами источника питания асинхронного двигателя с маркировкой L 1 и L 2 на скамейке. Это происходит потому, что в схеме звезды соединены две фазы. последовательно между клеммами L 1 и L 2 .
Отчет
- Показать технические характеристики асинхронного двигателя.
- Полная таблица 5.2.
- Постройте график КПД η, коэффициента мощности pf, скорости N, мощности и крутящего момента. T м от входного тока I a вкл. тот же график.
- Объясните формы графиков pf, об / мин и КПД
Часть II. Пусковой ток.
В этой части вы будете измерять пусковой ток вашего асинхронного двигателя. Буквы кода NEMA на двигателе проинформируйте пользователя о примерном пусковом токе. Убедитесь, что вы записали код NEM A и номинальную мощность машины.
Используйте USB-кабель с оптической связью для подключения глюкометра к компьютеру. Запустите программное обеспечение Flukeview на компьютере и убедитесь, что он подключен к вашему счетчику. Если нет, посмотрите в диспетчере устройств, чтобы определить порт, к которому он подключен. к, а затем выберите этот порт для программного обеспечения Flukeview.
Используйте ту же схему подключения, что и в части I. Выберите Пусковой ток в меню измерителя. Введите время измерения 1 секунду. Параметр, обозначенный как максимальный ток, на самом деле является током на деление экрана. Настройте зонд и измеритель так, чтобы Прочтите значение пускового тока, рассчитанное в вашей предварительной лаборатории.
Переместите меню пускового тока в начало. Когда будете готовы, нажмите на глюкометре пуск, а затем кнопку пуска двигателя. Метр не начнет измерения, пока не обнаружит текущий поток.Измеритель должен отображать кривую текущего времени. Используйте программное обеспечение Fluxview чтобы зафиксировать этот сигнал для вашего отчета. Лучше всего записать данные в электронную таблицу Excel, чтобы вы могли управлять графиком для лучшего просмотра.
Отчет
- Показать зафиксированную волну пускового тока.
- Опишите все примечательные особенности пускового тока. Вы можете их объяснить?
- Какое максимальное абсолютное значение тока во время броска тока?
- Определите расчетный пусковой ток асинхронного двигателя (IM), используя его код NEMA.
- Как долго сохраняется пусковой ток?
| Таблица 5.1: Данные эксперимента | ||||||||
| правый левый Ом | V т Вольт | I a Ампер | Вт 1 Вт | Вт 2 Вт | P = W 1 + W 2 Вт | I постоянного тока Ампер | В постоянного тока Вольт | N об / мин |
| Таблица 5.2: Расчетные данные | |||||
| I a | пф | N | л.с. | т м | η |
Обсуждение
- Кратко обсудите любые два метода запуска и промышленный асинхронный двигатель.
- Отчет о влиянии переключения любых двух клемм трехфазного источника питания на вращение.
