Межвитковое замыкание двигателя: Как определить межвитковое замыкание электродвигателя

Как определить межвитковое замыкание электродвигателя

14.11.2022

USD = 60.2179

EUR = 61.5416

KZT = 12.8281

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. Туда кидается шарик. Если он движется внутри статора по кругу – аппарат в рабочем состоянии. Если через несколько оборотов он «залипает» на одном месте – именно там и находится замыкание. Пластинка прикладывается к железу внутри статора. Если она «примагничивается», причин для беспокойства нет, а ее дребезжание указывает на межвитковое замыкание.

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.

Межвитковое замыкание обмоток электродвигателя: признаки и способы определения

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. В результате происходит короткое замыкание нескольких витков. Если первые неисправности можно уменьшить или устранить на этапе профилактических работ, то витковое замыкание предсказать невозможно. Ниже мы подробно расскажем читателям сайта Сам Электрик, в чем причина возникновения межвиткового замыкания и как его устранить.

  • 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:

  1. Самая распространенная неисправность, при которой происходит пробой обмоток, это перегрузка двигателя. Она может возникнуть при выходе из строя механических деталей. Например, заклинил подшипник ротора, возникла неисправность в транспортере, редукторе или другом механизме. В результате по обмоткам протекает повышенный ток, что приводит к перегреву проводов и разрушению изоляции. Происходит короткое замыкание (КЗ) между витками.
  2. При изготовлении на заводе допустили брак. Это случается не часто, но не исключено. В процессе эксплуатации изоляция трескается. Обмотка повреждается, происходит межвитковое замыкание.
  3. 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.
  4. 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.

Распознавание межвиткового короткого замыкания и несимметричного напряжения для трехфазных асинхронных двигателей

Распознавание межвиткового короткого замыкания и несимметричного напряжения для трехфазных асинхронных двигателей

  • Родриго Лопес Карденас 1 ,
  • Луис Пастор Санчез Фернандес 1 ,
  • Oleksiy Progrebnyak 1 и
  • ángel Alber Alber. 0024
  • Документ конференции
  • 1879 доступов

  • 2
    Цитаты

Часть серии книг Lecture Notes in Computer Science (LNIP, том 519)7)

Abstract

Предложен новый диагностический подход, основанный на распознавании образов, для раннего обнаружения межвиткового замыкания в трехфазном асинхронном двигателе и обнаружения несимметричного входного напряжения. Основная концепция заключается в том, что минимальное межвитковое короткое замыкание в двигателе статора или несбалансированное входное напряжение вызывают небольшое отклонение, которое можно определить в сигналах тока и скорости вращения ротора. Для этого была создана собственная математическая модель двигателя, а для того, чтобы обобщить диагностику для широкого спектра двигателей, используется новый метод расчета параметров двигателя через каталог данных. Благодаря этому эмулируются двигатели разной мощности и количества полюсов, и на основе этих результатов создается оригинальная методология преобразования временного отклика в шаблоны.

Ключевые слова

  • диагностика
  • асинхронные двигатели
  • шаблон
  • распознавание
  • мониторинг

Скачать документ конференции в формате PDF

Ссылки

  1. Алтуг, С., Чоу, М.-Ю., Трасселл, Х.Дж.: Система нечеткого вывода, реализованная на нейронных архитектурах для обнаружения и диагностики неисправностей двигателя. IEEE Transactions on Industrial Electronics 46, 1069–1078 (1999)

    Перекрёстная ссылка

    Google ученый

  2. «>

    Чоу, М.Ю.: Методологии использования нейронных сетей и технологий нечеткой логики для обнаружения зарождающихся неисправностей двигателя. World Scientific, Сингапур (1997)

    CrossRef

    Google ученый

  3. Озпенечи, Б., Толберт, Л.М.: Реализация Simulink модели индукционной машины — модульный подход. В: Международная конференция IEEE по электрическим машинам и приводам, IEMDC 2003, vol. 2, стр. 728–734 (2003)

    Google ученый

  4. Коста, А., Галан, Н., Чумбулеа, Г., Лопес, X.: Параметры двигателя для производства и часть каталожных данных. Энергия и вычисления (2004)

    Google ученый

  5. Йоксимович Г.М., Пенман Дж.: Обнаружение межвитковых замыканий в обмотках статора работающих двигателей. IEEE Transactions on Industrial Electronics 47, 1078–1084 (2000)

    Перекрёстная ссылка

    Google ученый

  6. «>

    Krause, PC: Анализ электрических машин и приводных систем. IEEE Press, Нью-Йорк (2002)

    CrossRef

    Google ученый

  7. Лян Б., Пейн Б., Болл А., Ивницки С.: Моделирование и обнаружение неисправностей трехфазных асинхронных двигателей. Математика и компьютеры в моделировании 61, 1–15 (2002)

    CrossRef
    MathSciNet
    МАТЕМАТИКА

    Google ученый

  8. Артур, Н., Пенман, Дж.: Мониторинг состояния асинхронных машин с помощью спектров высшего порядка. IEEE Transactions on Industrial Electronics 47, 1031–1041 (2000)

    CrossRef

    Google ученый

  9. Круз Серджио, Массачусетс, Маркес Кардосо, Дж.: Диагностика неисправностей обмотки статора в трехфазных синхронных и асинхронных двигателях с помощью векторного подхода расширенного парка. IEEE Transactions on Industry Applications 37, 1227–1233 (2001)

    Перекрёстная ссылка

    Google ученый

СПРАВЕДЕНИЕ СПРАВЕДЕНИЯ

Информация о авторе

Авторы и принадлежность

  1. Центр компьютерных исследований, Национальный политехнический институт, Mexico

    Rodrigo López Cárdenas. Высший политехнический институт «Хосе Антонио Эчеверрия», Куба

    Ángel Alberto Costa Montiel

Авторы

  1. Родриго Лопес Карденас

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

  2. Luis Pastor Sánchez Fernández

    Просмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

  3. Алексей Прогребняк

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Академия

  4. Ángel Alberto Costa Montiel

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

Информация о редакторе

Редакторы и принадлежности

    Права и разрешения

    Перепечатки и разрешения

    Информация о Copyright

    © 2008 Springer-Berlin.

    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

    • Подача 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.