Как определить наличие межвиткового замыкания в обмотках электродвигателя. Какие существуют способы диагностики этой неисправности. Как локализовать место повреждения изоляции. Что делать при обнаружении межвиткового замыкания.
Что такое межвитковое замыкание и почему оно опасно
Межвитковое замыкание — это нарушение изоляции между отдельными витками обмотки электродвигателя, приводящее к короткому замыканию. Данная неисправность является одной из самых распространенных причин выхода электродвигателей из строя.
Почему межвитковое замыкание так опасно для двигателя:
- Вызывает локальный перегрев обмотки, что ускоряет дальнейшее разрушение изоляции
- Приводит к повышенному потреблению тока и снижению КПД двигателя
- Вызывает вибрацию и повышенный шум при работе
- При длительной эксплуатации может привести к выгоранию обмотки и полному выходу двигателя из строя
Поэтому крайне важно своевременно выявлять межвитковые замыкания и устранять их на ранней стадии. Это позволит избежать серьезных повреждений и дорогостоящего ремонта двигателя.
Основные причины возникновения межвитковых замыканий
Межвитковые замыкания в обмотках электродвигателей могут возникать по следующим причинам:
- Перегрузка двигателя и перегрев обмоток
- Механические повреждения изоляции при перемотке или ремонте
- Попадание влаги или агрессивных веществ внутрь двигателя
- Естественное старение изоляционных материалов
- Заводской брак при изготовлении обмоток
Наиболее частая причина — это перегрузка двигателя, приводящая к перегреву обмоток выше допустимой температуры. При этом изоляция теряет свои диэлектрические свойства и разрушается.
Как проявляется межвитковое замыкание при работе двигателя
Основные признаки наличия межвиткового замыкания в работающем электродвигателе:
- Повышенное потребление тока по сравнению с номинальным значением
- Локальный перегрев корпуса двигателя в зоне поврежденной обмотки
- Усиление вибрации и появление характерного гула
- Снижение частоты вращения ротора под нагрузкой
- Срабатывание защиты от перегрузки
При обнаружении таких симптомов необходимо немедленно отключить двигатель и провести его тщательную диагностику для локализации повреждения.
Методы диагностики межвитковых замыканий
Существует несколько основных способов выявления межвитковых замыканий в обмотках электродвигателей:
1. Измерение сопротивления обмоток
Проводится с помощью омметра или мегаомметра. Сравнивают сопротивление разных фаз обмотки — при наличии замыкания оно будет существенно отличаться. Также проверяют сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса.
2. Измерение токов в фазах
Выполняется токовыми клещами на работающем двигателе. Сравнивают токи в разных фазах — при замыкании ток в поврежденной обмотке будет повышенным.
3. Метод симметричных составляющих
Анализируют гармонический состав токов и напряжений. Наличие определенных гармоник свидетельствует о межвитковом замыкании.
4. Метод высокочастотного импульса
На обмотку подают импульс высокой частоты и анализируют его отражение. По форме отраженного сигнала определяют наличие замыкания.
5. Тепловизионный контроль
С помощью тепловизора выявляют локальные перегревы обмоток, свидетельствующие о замыканиях.
Локализация места межвиткового замыкания
После обнаружения факта замыкания важно точно определить его местоположение в обмотке. Для этого применяются следующие методы:
- Импульсный метод с подачей высоковольтных импульсов на обмотку
- Метод падения напряжения при пропускании тока через обмотку
- Индукционный метод с использованием измерительной катушки
- Волновой метод рефлектометрии
Локализация повреждения позволяет выполнить точечный ремонт обмотки без ее полной замены.
Способы устранения межвитковых замыканий
При обнаружении межвиткового замыкания возможны следующие варианты ремонта:
- Местный ремонт изоляции поврежденных витков (при небольших повреждениях)
- Замена поврежденной секции обмотки
- Полная перемотка обмотки статора
- Замена статора в сборе (при серьезных повреждениях)
Выбор метода ремонта зависит от степени повреждения обмотки и экономической целесообразности. В любом случае, ремонт должен выполняться в специализированной мастерской.
Профилактика межвитковых замыканий
Для предотвращения возникновения межвитковых замыканий рекомендуется:
- Не допускать перегрузок и перегрева двигателя
- Обеспечить защиту от влаги и агрессивных сред
- Своевременно проводить техобслуживание и диагностику
- Использовать качественные изоляционные материалы при ремонте
- Правильно эксплуатировать двигатель согласно инструкции
Регулярный контроль состояния изоляции обмоток позволит своевременно выявлять проблемы и предотвращать серьезные поломки электродвигателей.
Как определить межвитковое замыкание электродвигателя
08.05.2023 USD = 76.8207 EUR = 84.9073 KZT = 17.2518
ООО «СЗЭМО «Инжиниринг» ООО «СЗЭМО «Электродвигатель» ООО «СЗЭМО «Завод Электромашина»
e-mail: [email protected]
Вход
ООО «СЗЭМО «Инжиниринг» ООО «СЗЭМО «Электродвигатель» ООО «СЗЭМО «Завод Электромашина»
+7 (812) 321-79-43
Выберите регион:
8 (800) 550 00 93 Звонок по России бесплатный
Заказать звонок
ООО «СЗЭМО «Инжиниринг» ООО «СЗЭМО «Электродвигатель» ООО «СЗЭМО «Завод Электромашина»
Закрыть
До 40 процентов случаев проблем с электродвигателем связано с межвитковым замыканием. Как правило, оно возникает в катушке обмотки возбуждения. Основные причины:
- Перегрузка двигателя из-за неправильной его эксплуатации либо механических повреждений. Вследствие этого происходит перегрев обмоток статора и повреждение или разрушение их изоляционного слоя. В результате уменьшается сопротивление цепи, и контакт витков катушки ведет к замыканию и выходу двигателя из строя.
- «Сухие» или заклинившие подшипники.
- Заводской брак обмоток (либо их неудачная перемотка).
- Попадание влаги внутрь агрегата из-за несоблюдения условий его хранения (например, во влажном месте).
Итак, причины более или менее понятны, теперь мы попытаемся разобраться: как определить межвитковое замыкание электродвигателя?
Если какая-либо часть статора сильно нагревается, стоит прекратить работу и провести диагностику агрегата. Мы предлагаем следующие варианты:
- Токовые клещи. Измеряется нагрузка на каждую фазу, и, если на какой-либо из них она значительно увеличена, то это признак межвиткового замыкания.
Однако чтобы избежать ошибки из-за, например, перекоса фаз на подстанции, стоит также измерить приходящее напряжение вольтметром. - Прозвон обмоток тестером. Прозванивается каждая обмотка в отдельности, затем полученные результаты сопротивления сверяются. Но следует учесть, что этот способ может оказаться неэффективным при замыкании 2-3 витков, т.к. в этом случае расхождение будет небольшим.
- Измерения мегомметром. Чтобы обнаружить замыкание на корпус, один щуп прикладывается к корпусу двигателя, второй – к выходу обмоток в борно.
- Проверить межвитковое замыкание электродвигателя также можно визуально. Агрегат разбирается и тщательно осматривается на предмет наличия сгоревшей части обмотки.
- Проверка с помощью понижающего трехфазного трансформатора и шарика от подшипника или пластинки от трансформаторного железа. Этот способ считается самым надежным. Предупреждение: ни в коем случае не используйте данный алгоритм при напряжении в 380 вольт, это опасно для жизни! Последовательность действий такова: три фазы с понижающего трансформатора подаются на статор предварительно разобранного двигателя.
Однако чтобы избежать ошибки из-за, например, перекоса фаз на подстанции, стоит также измерить приходящее напряжение вольтметром.
Следует также отметить, что все перечисленные выше способы проверки производятся исключительно с заземленным двигателем.
Таким образом, зная, как проверить обмотку электродвигателя на межвитковое замыкание, вы сможете самостоятельно выявить причину неисправности и принять решение о ее своевременном устранении.
Почему возникает межвитковое замыкание обмоток двигателя и как его определить
Выход из строя электродвигателя зачастую связан с механическими неисправностями приводов, редукторов и т.п. устройств. Но чуть меньше половины отказов приходятся на межвитковое замыкание обмоток электродвигателя. Оно происходит по причине нарушения изоляции.
- Причины возникновения
- Диагностика неисправности
- Как определить неисправную обмотку
- Поиск неисправности с помощью металлического шарика
- Проверка специальным прибором
- Диагностика якоря с помощью дросселя
- Измерение сопротивления тестером
- Проверка статора тестером
- Заключение
Причины возникновения
Факторов, влияющих на появление межвиткового замыкания электродвигателя может быть несколько. Рассмотрим основные причины, почему оно возникает:
- Самая распространенная неисправность, при которой происходит пробой обмоток, это перегрузка двигателя. Она может возникнуть при выходе из строя механических деталей.
- При изготовлении на заводе допустили брак. Это случается не часто, но не исключено. В процессе эксплуатации изоляция трескается. Обмотка повреждается, происходит межвитковое замыкание.
- Во время ремонта был нарушен технологический процесс. Обмотка получилась очень тугой. В процессе работы электродвигатель нагревается, витки расширяются. Из-за туго намотанной электрообмотки, расширение невозможно. Лак на проводах повреждается, происходит межвитковое замыкание.
- В результате неправильного хранения в двигатель попадает вода, что может привести к пробою изоляции.
С такой неисправностью электродвигатель долго работать не сможет. Произойдет дальнейший нагрев обмотки. Последствия такой неисправности приводят к выходу двигателя из строя.
Поэтому важно вовремя определить неисправность, и принять меры по ее устранению.
Диагностика неисправности
Основным признаком возникновения межвиткового замыкания является неравномерный нагрев корпуса. Это происходит по причине повышенного потребления тока одной (неисправной) обмотки. Если возник перегрев одной части корпуса, то двигатель необходимо обесточить и выполнить диагностику.
Ее выполняют следующим образом:
- Проверяют напряжение на всех обмотках. Оно должно быть одинаково, т.е. в сети должен отсутствовать перекос фаз. После этого замеряют токи в каждой обмотке. Замеры производят токовыми клещами. Если ток в одной обмотке отличается от остальных в большую сторону, то это говорит о наличии неисправности в данной обмотке.
- С помощью высокоточного омметра замеряют сопротивление обмоток. Значения должны быть одинаковыми. Обычным прибором проверить наличие замыкания невозможно. Т.к. при коротком замыкании всего двух витков, сопротивление изменится незначительно.
- Замыкание на корпус определяют с помощью мегомметра. Для этого один конец соединяют с корпусом, а второй подсоединяют к обмоткам поочередно. Таким образом, проверяют целостность сопротивления изоляции. В идеале оно должно быть одинаково на каждой обмотке или иметь незначительные отклонения. При этом следует учитывать, что оно меняется в зависимости от температуры проводников.
На нижеприведенном рисунке представлена таблица зависимости изменения сопротивления изоляции от температуры:
Как определить неисправную обмотку
Для определения межвиткового замыкания в электродвигателе, его необходимо разобрать. Произвести визуальный осмотр. Дефект можно определить по внешнему виду обмоток. На них видны места кроткого замыкания, как показана неисправность ротора и статора на рисунках снизу:
Однако зачастую признаки межвиткового замыкания обнаружить визуально невозможно. Поэтому обслуживающий персонал должен знать, что делать в таких ситуациях.
При отсутствии видимых неисправностей применяют следующие методы.
Поиск неисправности с помощью металлического шарика
Выявить замыкание изоляции можно при помощи понижающего трехфазного трансформатора. Напряжение вторичной обмотки не должно превышать 40 Вольт.
На разобранный двигатель подается напряжение с трансформатора. Внутрь двигателя по кругу запускают металлический шарик. При исправных обмотках он начинает «бегать» по кругу без остановки.
Если имеется замыкание обмотки, то шарик, сделав два три круга примагничивается в месте неисправности.
Если отсутствует шарик, проверить можно с помощью пластины из трансформаторного железа. Можно использовать железо от неисправного трансформатора. Пластину прикладывают по кругу поочередно. В неисправном месте пластина начнет вибрировать. В остальных местах она примагничивается.
Проверяя исправность электродвигателя, не стоит забывать о технике безопасности. Корпус двигателя должен быть заземлен. При этом, категорически запрещено подавать напряжение выше 40 Вольт на обмотки.
На рисунке снизу показана методика проверки с помощью шарика:
Проверка специальным прибором
Поиск межвиткового замыкания электродвигателя можно производить с помощью прибора для проверки пробоя изоляции обмоток. Его можно приобрести через интернет или сделать самостоятельно. Многочисленные схемы приведены в интернете. Они не сложные. Повторить может любой специалист, имеющий навыки работы с паяльником и разбирающийся в электросхемах.
Как определить неисправность, подробно расписано в инструкции к прибору. Диагностика выполняется за считанные минуты. Однако, для выполнения диагностики необходим осциллограф.
Это дорогостоящий прибор. Работать на нем умеют не все мастера. Поэтому этот метод проверки не получил массового распространения.
Сейчас промышленность выпускает устройства, которые не требуют применения осциллографа. В нем имеются два светодиода, по которым определяют неисправность.
Прибор представляет собой генератор, колебательный контур которого состоит из конденсатора и обмотки двигателя.
Подстроечным резистором добиваются возбуждения контура. В этом случае светодиод начинает мигать. Поочередно подсоединяют все обмотки. При подключении неисправной обмотки, светодиод будет гореть постоянно. Т.е. произойдет срыв генерации.
Диагностика якоря с помощью дросселя
Для проверки якоря применяют дроссель. Он представляет собой трансформатор с вырезанным сердечником. Используется прибор заводского изготовления или самодельный.
Сделать его можно при наличии неисправных вибрационных насосов «Малыш» или «Ручеек». Подробная инструкция с описанием имеется в интернете.
Проводились измерения на заводском приборе и самодельном, изготовленном по методике, описанной в интернете. Результат оказался одинаковым.
Как проверять неисправность данным устройством. В вырез помещается якорь. На дроссель подается напряжение. При этом обмотка якоря будет представлять вторичную обмотку трансформатора.
С помощью пластины из трансформаторного железа проверяем исправность обмотки.
Постепенно поворачивая якорь, в месте пробоя, пластина примагничивается к якорю и начинает вибрировать. Это показано на нижеприведенном рисунке:
Измерение сопротивления тестером
При отсутствии дросселя можно произвести проверку аналоговым тестером. Стоит отметить, что таким образом можно проверить обрыв обмотки, а замыкание витков проверяют вышеописанным способом.
Для этого производят замеры между ламелями якоря. Сопротивление проводников должно быть одинаковым.
Обязательно производят проверку замыкания проводов на корпус. Для этого необходимо один конец тестера соединить с корпусом и поочередно прозвонить каждую обмотку. Такую проверку выполняют при условии отсутствия обрыва в обмотках.
На фото снизу показано, как измерять сопротивление проводников:
Проверка статора тестером
Проверить целостность обмотки статора можно с помощью тестера. Для этого достаточно измерить сопротивление каждой в отдельности. Замеры выполняют с помощью высокоточного прибора.
Не лишне проверить на отсутствие пробоя изоляции на корпус с помощью мегомметра.
На рисунке вверху показана прозвонка целостности обмоток:
Заключение
Во время эксплуатации определить межвитковое замыкание обмоток электродвигателя достаточно сложно. Да и возникает оно нечасто. Обычно двигатели с таким дефектом работают до последнего момента. Пока из него не пойдет дым.
Поэтому у обслуживающего персонала не возникает вопрос, как устранить неисправность. Двигатель отдают на перемотку. Аналогично поступают при своевременном обнаружении КЗ обмоток, перематывают неисправную часть. При этом нужно учитывать, что замыкание витков между собой устранить без перемотки невозможно.
Опубликовано 25.08.2020 Обновлено 25.08.2020 Пользователем Александр (администратор)
SCIRP Открытый доступ
Издательство научных исследований
Журналы от A до Z
Журналы по темам
- Биомедицинские и биологические науки.
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение.
- Информатика. и общ.
- Науки о Земле и окружающей среде.
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные науки. и гуманитарные науки
Журналы по тематике
- Биомедицина и науки о жизни
- Бизнес и экономика
- Химия и материаловедение
- Информатика и связь
- Науки о Земле и окружающей среде
- Машиностроение
- Медицина и здравоохранение
- Физика и математика
- Социальные и гуманитарные науки
Публикация у нас
- Представление статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Публикуйте у нас
- Представление статьи
- Информация для авторов
- Ресурсы для экспертной оценки
- Открытые специальные выпуски
- Заявление об открытом доступе
- Часто задаваемые вопросы
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org | |
| +86 18163351462 (WhatsApp) | |
| 1655362766 | |
| Публикация бумаги WeChat |
| Недавно опубликованные статьи |
| Недавно опубликованные статьи |
Подпишитесь на SCIRP
Свяжитесь с нами
клиент@scirp. org | |
| +86 18163351462 (WhatsApp) | |
| 1655362766 | |
| Публикация бумаги WeChat |
Бесплатные информационные бюллетени SCIRP
Copyright © 2006-2023 Scientific Research Publishing Inc. Все права защищены.
Вершина[PDF] Обнаружение и локализация межвитковых замыканий в статорных обмотках работающих двигателей
- 994ОбнаружениеAL,
title={Обнаружение и локализация межвитковых замыканий в обмотках статора работающих двигателей},
автор = {Джим Пенман и Говард Г. Седдинг и Блейк Ллойд и У. Т. Финк},
journal={Транзакции IEEE по преобразованию энергии},
год = {1994},
громкость = {9},
страницы = {652-658}
}
- J. Penman, H. Sedding, W. Fink
- Опубликовано 1 декабря 1994 г.
- Physics, Engineering
- IEEE Transactions on Energy Conversion
витковая изоляция, ведущая к пробой цокольного этажа. Раннее обнаружение межвитковых коротких замыканий во время работы двигателя устранит последующее повреждение соседних катушек и сердечника статора, сократив затраты на ремонт и время простоя двигателя. В дополнение к преимуществам, полученным от раннего обнаружения пробоя изоляции витков, значительные преимущества могут быть получены при обнаружении поврежденной катушки внутри обмотки статора. Место неисправности не только…
Просмотр через Publisher
home.et.aau.dk
Моделирование и обнаружение межвитковых замыканий в обмотках статора асинхронного двигателя
Работа посвящена разработке математической модели асинхронного двигателя, работающего при межвитковые замыкания статора. Модель основана на умноженной связанной схеме…
Обнаружение межвитковых замыканий в статорных обмотках работающих двигателей
Метод функций обмотки для моделирования многофазных короткозамкнутых асинхронных двигателей с межвитковыми короткими замыканиями в разработана обмотка статора машины и показано, что в силу особенностей короткозамкнутого ротора никакие новые частотные составляющие спектров линейного тока не могут появиться вследствие неисправности.
Обнаружение межвитковых коротких замыканий в обмотках статора работающих двигателей
- Г. Йоксимович, Дж. Пенман
Машиностроение
IECON ’98. Proceedings of the 24th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (Cat. No.98Ch46200)
- 1998
Для проверки этого подхода использовалась установка, включающая двигатель мощностью 3 кВт, соединенный треугольником, нагруженный генератором.
Обнаружение короткого замыкания в обмотке статора асинхронных двигателей по соседним гармоникам магнитного поля
В данной работе изучается влияние на магнитное поле вне асинхронных двигателей короткого замыкания в обмотке статора посредством экспериментальных исследований и времени область конечных элементов…
Диагностика межвиткового замыкания ротора электрической машины на скорости с использованием метода контроля потока рассеяния
- Имору О. , Мокате Л., Джимо А., Хамам Ю.
Физика
AFRICON 2015
- 2015
Конструкция и работа нового метода обнаружения короткозамкнутых витков, называемого тестом потока рассеяния, который предоставляет данные на рабочей скорости для обнаружения катушек с закороченными витками и дает индикация количества витков, закороченных в поврежденных катушках, когда ротор вращается.
Классификация короткого замыкания обмотки статора асинхронного двигателя и начального повреждения изоляции на основе вейвлета и SFAM
- S. Sarkar, S. Das, P. Purkait
Engineering
1-я Международная конференция IEEE по методам оценки состояния электрических систем (CATCON), 2013 г.
- 2013 90 029
- D.E. Schump
Физика
Труды 19-й конференции по изоляции электроники ,
- 1989
- J. Sottile, J. L. Kohler
Engineering
- 1993 90 029
- Г. Климан, Р. А. Кегл, Дж. Штейн, Р. Эндикотт, М. В. Мэдден
Машиностроение
- 1988
- M. Erlicki, Y. Porat, A. Alexandrovitz
Физика
- 1971
- Дж.
Межвитковое замыкание в обмотках статора одна из основных причин значительного процента отказов асинхронных двигателей.
Совместное обнаружение межвиткового замыкания статорной обмотки и обрыва стержня ротора в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором может развиться либо из-за полного выхода из строя…
0217
Межвитковое короткое замыкание обмотки статора и разрыв стержня ротора являются частыми неисправностями асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Предыдущая работа направлена на выявление одной единичной неисправности, т. являются наиболее частым источником поломок асинхронных двигателей. Раннее обнаружение любого небольшого межвиткового замыкания…Оценка состояния изоляции обмоток ротора генератора
Короткое замыкание в генераторе почти не происходит, однако оно усугубляет серьезные неисправности, такие как увеличение вибрации, снижение производительности и ограничение мощности за счет ухудшения изоляции обмоток…
Система диагностики для Неисправности обмотки статора асинхронного двигателя на основе осевого потока при работе двигателя в различных условиях и были проанализированы с по обнаружению коротких замыканий обмотки статора.
Исследование механизмов повреждения изоляции витков в больших двигателях переменного тока
В старых больших двигателях переменного тока нарушение изоляции витков может происходить в результате трения витков друг о друга.
Чисто электрической неисправностью может быть пробой изоляции витка (обычно на конце линии…Усовершенствованный метод обнаружения перенапряжения обмотки больших двигателей переменного тока
Метод отношения площади ошибки для цифрового сравнения шаблонов вызывного сигнала при испытании на перенапряжение был разработан для помощи в обнаружении коротких замыканий в обмотках двигателя. Чувствительность этого нового обнаружения…
Онлайн-метод обнаружения начального повреждения изоляции витков в двигателях с неупорядоченной обмоткой
Асинхронные двигатели, используемые в различные приложения горнодобывающей промышленности часто выходят из строя из-за тяжелых условий эксплуатации.
Процедуры периодического тестирования не подходят для многих…Неинвазивное обнаружение сломанных стержней ротора в работающих асинхронных двигателях
Дано описание ЭВМ на основе неинвазивного детектора обрыва стержня короткозамкнутых роторов асинхронных двигателей. Детектор можно применять к существующим двигателям без разборки или…
Изменения поля утечки асинхронного двигателя как индикация несимметричного питания
Анализ гармоники полей утечки, которые появляются в окрестностях двигателя на его симметричном и ненсимционном поставке. Волна на частоте (2 мкс)·f1, возникающая в…
Мониторинг состояния электроприводов
- J.
Penman, H. Sedding, W. Fink
, Мокате Л., Джимо А., Хамам Ю.
Предыдущая работа направлена на выявление одной единичной неисправности, т. являются наиболее частым источником поломок асинхронных двигателей. Раннее обнаружение любого небольшого межвиткового замыкания…
Чисто электрической неисправностью может быть пробой изоляции витка (обычно на конце линии…
Процедуры периодического тестирования не подходят для многих…
