Под ревизией электродвигателя понимают тщательную проверку его работоспособности. Ревизию выполняют как без разборки электродвигателя, так и с полной его разборкой.
Так как заводы выпускают проверенные, испытанные и готовые к установке электродвигатели, на месте установки их перед пуском вхолостую проверяют без разборки в соответствии с указаниями, изложенными в ответе на вопрос: «В чем заключается подготовка электродвигателя к пуску?». Если нет уверенности в том, что во время транспортировки и хранения электродвигатель остался полностью исправным, инженер-электрик колхоза или совхоза устанавливает необходимую степень его разборки.
Ревизию электродвигателей с разборкой рекомендуется выполнять в сухих отапливаемых помещениях, оборудованных подъемными средствами. Полностью разбирать электродвигатель приходится только в случае очевидной необходимости (ремонт какого-нибудь узла, периодический ремонт и т. п.). Для этого с конца вала снимают полумуфту, шкив или шестерню, пользуясь при этом специальными приспособлениями — съемниками. Если окажется, что снять их затруднительно, то эти сборочные единицы можно предварительно подогреть пламенем газовой горелки до температуры 250…300 °С, одновременно охлаждая вал двигателя водой.
Закончив первую операцию, освобождают крепления подшипников, удаляют шпонку, болты и снимают подшипниковые щиты. После этого, если необходимо, вынимают ротор. Это можно делать вручную, если масса ротора меньше 50 кг. Ротор нужно вынимать осторожно, чтобы не повредить сердечники и обмотки электродвигателя. Предварительно на один конец вала надевают отрезок стальной трубы.
Закончив разборку электродвигателя, тщательно осматривают обмотки и сердечники, обращая внимание на крепление отдельных узлов и лобовых частей обмотки, сохранность изоляции, плотность прессовки, надежность крепления, отсутствие коррозии. Выявленные дефекты устраняют.
Следует помнить, что во время разборки необходим четкий порядок, исключающий потери и поломки деталей (например, крепежные части, мелкие детали и т. п. маркируют и складывают в специальные ящики).
После проверки всех частей электродвигателя и устранения обнаруженных дефектов двигатель собирают в последовательности, обратной его разборке: ротор вводят в статор, устанавливают подшипники, закрепляют подшипниковые щиты и убеждаются в плотной их посадке в заточки.
Во время сборки проверяют правильность выполняемых работ и соблюдение условий, необходимых для нормальной работы электродвигателя. Прежде всего убеждаются в том, что ротор от руки вращается легко, в противном случае возможны перекос подшипника или подшипниковых щитов, задевание ротора о статор или вентилятора о корпус, наличие посторонних предметов внутри двигателя. Если конструкция электродвигателя допускает, то измеряют зазоры между ротором и статором, которые должны быть одинаковыми по всей окружности. Затем 2/3 объема камеры подшипников набивают смазкой (данные о смазках приведены на стр. 231 в ответе на вопрос: «Смазки каких марок применяют в подшипниках электродвигателей?»).
После окончания сборки дополнительно убеждаются в отсутствии перекосов и заклинивания вала, которые могут возникнуть при неправильной затяжке крышек подшипников.
На вал собранного электродвигателя насаживают шкив, полумуфту или шестерню, нанося молотком удары по алюминиевой или медной подкладке, приложенной к торцу втулки, или используя специальное винтовое приспособление, действующее аналогично съемнику.
Подготовительные работы начинают с комплектации и изучения техиической документации проектной организации, завода-изготовителя и документации, разработанной монтирующей организацией. Вся техническая документация, получаемая монтирующей организацией от заказчика, должна иметь штамп «Разрешено к производству» и подпись ответственного представителя заказчика. Объем и содержание документации, разработанной монтирующей организацией, зависит от мощности и габаритов электродвигателей. Как правило, для монтажа крупных машин разрабатывают ППР, в котором приводятся краткие сведения для монтажного персонала; техническая характеристика оборудовании; технология монтажа с указанием отдельных операций; перечень механизмов, инструментов, приспособлений, материалов, необходимых для выполнения работ, а также указания по безопасным методам производства работ. Обычно ППР разрабатывают группы подготовки производства монтажных организаций. На электростанциях при монтаже электродвигателей электромонтажные организации выполняют работы согласно СНнП Ш-33-76 (приложение 1, пп. 3—10), в котором приведено примерное распределение работ между электромонтажными и другими специализированными субподрядными организациями.
18. Ревизия электродвигателей
Электродвигатели, полученные с завода-изготовителя в собранном виде и хранившиеся до монтажа в соответствии с требованиями инструкций заводов-изготовителей, на месте монтажа не разбираются. При отсутствии уверенности в том, что во время транспортировании и хранения электродвигатель после заводской сборки остался неповрежденным, необходимость и объем разборки его определяются специальным актом, составленным представителями заказчика и монтажной организацией. Если машину не разбирают, то в ревизию ее входят: внешний осмотр общего состояния; осмотр выводов, щеточного механизма, коллекторов или контактных колец, подшипников и других частей; промывка подшипников скольжения и заполнение их маслом (табл. 1-24); вскрытие подшипников качения и проверка наличия в них консистентной смазки (табл. 1-25); проверка состоянии изоляции обмоток статора и ротора мегаомметром; Таблица 1-24 Выбор сорта масла для подшипников скольжения
Машины с кольцевой смазкой
Машины с принудительной смазкой мощностью более 1000 кВт
Быстроходные 1000 об/мин и более нереверсивные
Индустриальное 20 или 30 (ГОСТ 20799-75)
Турбинное 22 (ГОСТ 32-74) и турбинное ТП-22 (ГОСТ 9972-74) ‘
То же реверсивные с частыми запусками
Машины со средними скоростями от 250 до 1000 об/мин нереверсивные
Турбинное 30 (ГОСТ 3253-73)
То же реверсивные с частыми запусками
Тихоходные машины до 250 об/мин
Таблица 1-25 Смазки консистентные для подшипников качения
проверка свободного вращения роторов; продувка обмоток, стали статора и ротора сухим воздухом; устранение незначительных дефектов, выявленных при ревизии Более сложные ремонтные работы выполняет заказчик своим» силами и средствами. Если машину разбирают (такие работы поручают монтажным организациям по отдельному заказу), то ее выполняют в соответствия с инструкцией завода-изготовителя. Замену подшипников качения производят, если они пришли в негодность в связи с длительным хранением и несоблюдением переконсервации. При ослаблении клиньев в пазах статора или сильном загрязнения активной части машины требуется выемка ротора, которую выполняют в следующем порядке. Контактные кольца или коллектор обертывают картоном для защиты от случайного повреждения, щеточные траверсы демонтируют; проверяют наличие заводской маркировки, обеспечивающей правильное расположение узлов при сборке. Подшипниковые щиты стропят за рым-болты и удерживают на весу краном или талями. Отжимными болтами перемещают щиты от корпуса статора до появления равномерного зазора, а затем ротор опускают в расточку статора и снимают торцевые щиты, а при необходимости полумуфты. Ротор вынимают с помощью удлинителя вала мостовым краном или тельфером, установленным на монорельсе, производят осмотр железа статора, клиньев в его пазах, бандажных креплений лобовых частей; статор продувают сухим сжатым воздухом; замеряют сопротивление изоляции обмоток статора относительно корпуса (см. табл. 1-33). При обнаружении ослабевших клиньев производят их переклиновку добавлением изоляционных прокладок между клином и обмоткой статора. После устранения дефектов двигатель собирают, проверяют щупом воздушные зазоры через отверстия в щитах с обоих торцов статора. У машин постоянного тока мощностью более 3 квт проверяют качество паек в «петушках» методой измерения падения напряжения между коллекторными пластинами при токе не более 10 А. Расхождение значений падении напряжении у паек не должно быть более 10% для машин серийного производства, а у машин, имеющих уравнительные соединения, расхождение не должно превышать 20—30%.
Эффективность производственных процессов и бесперебойность работы технологических линий во многом зависят от работы электродвигателя в используемых машинах. Однако они, как и все элементы, изнашиваются и требуют регулярного осмотра и восстановления. Каждый отказ электродвигателя, независимо от сектора и отрасли, влечет за собой серьезные финансовые последствия. Чтобы избежать подобных проблем, стоит ввести плановые проверки установленного оборудования. Самыми распространенными являются трехфазные асинхронные двигатели 220в или 380в, но принципы профилактического обслуживания не сильно отличаются и для других типов электродвигателей.
Хотя для профилактических проверок и останавливается производство, подготовка к их проведению позволяет существенно минимизировать сопутствующие расходы. Почему профилактика так важна? В первую очередь, именно из-за возможности подготовки к приостановке работы части или всего производства. Благодаря этому сервисные службы могут распределять работу так, чтобы компания теряла как можно меньше с точки зрения логистики цепочки поставок или с точки зрения непрерывности процессов.
Контролируемое отключение машин, и прежде всего электродвигателей, также очень важно для защиты устройств, установленных на заводе. Нормальная работа механических промышленных систем обычно включает взаимодействие многих подсистем. Плановая остановка их работы позволяет выводить машины из строя в правильном порядке, а в случае случайного отказа могут возникнуть осложнения и потери, которые трудно предсказать, поскольку часто происходит остановка всего производственного процесса или его частей.
Плановое техобслуживание электродвигателя включает в себя:
Очистка корпуса электродвигателя от загрязнений
Пыль и грязь часто блокируют вентиляционные отверстия, на их очистку следует обратить особое внимание.
Ревизия механических креплений и привода в целом
Обязательно проверьте крепежные болты, как и все болты, используемые в механических и электрических соединениях, должны быть тщательно затянуты.
Вскрытие клеммной коробки двигателя, осмотр, ревизия и протяжка силовых клемм, осмотр целостности питающего кабеля и заземления
Во время осмотра проверяются провода и изоляционные материалы. Убедитесь, что используемые кабели и изоляционные материалы находятся в надлежащем состоянии.
Подшипники
Кроме того, при проведении ТО необходимо проверить систему питания двигателя – клеммы, контакторы, устройства защиты и т. д.
Периодичность профилактических работ должна быть адаптирована к существующим условиям эксплуатации электромотров. Для обеспечения безотказной работы электродвигателя необходимо на постоянной основе устранять любые дефекты, обнаруженные в процессе эксплуатации. Кроме того, ключевое значение имеет периодическое обслуживание. Время работы двигателя между осмотром, техническим обслуживанием или капитальным ремонтом зависит от условий эксплуатации машины.
Бывший в употреблении и даже новый электродвигатель может иметь дефекты. Часто для их выявления визуального осмотра бывает недостаточно, и требуется проверка всех узлов. В этой статье мы расскажем, как проверить работоспособность электродвигателя самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.
Итак, какие этапы включает в себя процесс проверки, и на что следует обратить особое внимание?
Внешний вид
При осмотре вас должны насторожить следующие моменты:
Данные приметы указывают на то, что двигатель либо часто подвергался перегрузке, либо эксплуатировался в неподходящих условиях или без соблюдения правил.
Наличие маркировки
На наружную сторону двигателя прикрепляется металлическая табличка, на которой указана следующая информация о его характеристиках:
Подшипники
Если внешний вид двигателя не вызывает подозрений, переходите к проверке подшипников. Они находятся в нишах на обоих концах вала. В современных машинах в основном используются шарикоподшипники или латунные подшипники скольжения. Процедура проверки выглядит следующим образом: агрегат помещается на твердую поверхность, ротор прокручивается вручную, при этом свободную руку нужно положить на верхнюю часть корпуса. Равномерное, свободное и спокойное вращение ротора говорит об исправности двигателя, а трение, неравномерное вращение и скрежет — о неполадках.
Допустимый люфт ротора — 3 мм, но в идеале он должен стремиться к нулю. Чтобы определить его, достаточно потянуть и потолкать ротор из статора за ось. Перегрев подшипников провоцирует поломку всего агрегата, поэтому необходимо знать, как проверить электродвигатель и в первую очередь исправность именно этих деталей.
Обмотки
Наиболее часто встречающийся дефект обмоток — короткое замыкание на корпус, которое приводит к сгоранию предохранителя. Изделия, рассчитанные на 380В, могут работать и с замкнутыми обмотками, так как срабатывает автомат защиты, но лучше этого избегать.
Для проверки обмоток вам потребуется омметр. Последовательность ваших действий должна быть следующей:
Если стрелка омметра лишь слегка отклоняется от самого высокого сопротивления, с обмоткой двигателя все в порядке. Важно следить, чтобы щупы не соприкасались с руками, так как это повлияет на точность измерений.
Следующий этап — проверка обмоток на обрыв. Простые одно- и трехфазные двигатели, применяющиеся в промышленности и быту, проверяются путем переключения диапазона омметра на самый низкий. Нужно установить стрелку на ноль и повторно измерить сопротивление между проводами агрегата. Значение должно быть очень низким. Если прибор показывает большое значение, велика вероятность обрыва обмоток. В этом случае двигатель либо не будет работать вообще, либо откажет регулятор скорости.
Вентилятор
У полностью закрытых двигателей с воздушным охлаждением вентилятор расположен в задней части, за металлической решеткой. Следует убедиться, что он закреплен надежно и не «болтается» при включении. Грязь и мусор в отверстиях решетки препятствуют свободному движению воздуха, а это способствует перегреву, но данная проблема легко решается чисткой.
Пусковой конденсатор
Нужно снять металлическую крышку на внешней стороне корпуса, под которой находится конденсатор. При визуальной проверке вы можете обнаружить следующие проблемы:
Для более детальной проверки конденсатора также понадобится омметр. При соприкосновении щупов и выводов конденсатора прибор должен показывать сначала низкое, а затем постепенно увеличивающееся значение сопротивления. Такие изменения обусловлены тем, что с батареек омметра на конденсатор поступает незначительное напряжение, которое немного заряжает его. Отсутствие роста значения сопротивления указывает на неисправность узла. При повторной попытке проведения теста конденсатор следует полностью разрядить.
Задняя часть картера
В этой части двигателя могут находиться центробежные переключатели, предназначенные для подключения цепей или переключения пускового конденсатора. Контакты реле должны быть чистыми и не пригоревшими. Впрочем, очистить их от жира и грязи не составить труда. Механизм выключателя проверяется с помощью отвертки — если пружина работает свободно, значит все в порядке.
Обращайте внимание на тип электродвигателя и условия его эксплуатации. Для работы во влажных помещениях или при возможности контакта с водой следует выбирать брызгозащитные модели. Открытые двигатели лучше не устанавливать в сильно загрязненных помещениях. Следите за тем, чтобы агрегат работал в установленном режиме без перегрузок, и регулярно проверяйте его узлы.
Зная, как проверить электродвигатель на исправность, вы сможете выбрать не бракованный и исправно работающий экземпляр и избежать многих проблем.
Электричество прочно вошло во все сферы нашей жизни. В быту оно используется для решения двух основных задач: освещения и преобразования электрической энергии в механическую.
Вторую группу задач физически реализуют электрические двигатели. Возможны и иные бытовые применения электричества, но они встречаются гораздо реже.
Большой срок применения электрических двигателей, история которых насчитывает почти 200 лет, привел к тому, что:
Известно, однако, что даже самая совершенная техника иногда выходит из строя. Соответственно, появляется проблема точной диагностики причины неисправности, от которой уже зависят дальнейшие действия, крайние из которых сводятся к необходимости покупки нового устройства или все дело в отошедшем контакте.
Важными ограничивающими факторами при выполнении подобных проверок становится:
Принцип действия электродвигателя
В основу функционирования электродвигателя положен закон Ампера, согласно которому на провод, который находится в магнитном поле и через который протекает электрический ток, всегда воздействует механическая сила F.
Схема создания усилия, действующего на проводник в магнитном поле
Ее направление определяется известным по школьному курсу физики правилом левой руки, то есть зависит от соотношения направлений протекания тока и ориентации силовых линий магнитного поля, а значение – от силы тока и значения индукции магнитного поля в области его взаимодействия с проводником.
Еще одним средством увеличения силы, действующей на проводник, является наращивание его эффективной длины, для чего цепь протекания тока формируется в форме многовитковой обмотки. За счет этого усилие, развиваемое отдельными витками, суммируется.
Разновидность источника магнитного поля значения не имеет. Это может быть как постоянный магнит, так и его электромагнитный аналог.
Эффективность функционирования электромагнита наращивается сердечником, который фактически концентрирует магнитное поле и подает его в ту область, которая соответствует наибольшему развиваемому усилию.
Ключевые конструктивные особенности, базовые подходы к выполнению его проверок
Любой электродвигатель, вне зависимости от его исполнения, всегда содержит стационарную часть, которую традиционно называют статором, и взаимодействующий с ним вращающийся элемент конструкции, который обычно называют ротором.
Основные элементы конструкции электродвигателя
Иногда для обозначения ротора привлекается термин якорь. В подавляющем большинстве двигателей ротор находится внутри статора.
Механическая работа снимается с ротора, превращение вращательного движения в прямолинейное или иное перемещение возлагается на иные внешние известные механизмы, рассмотрение которых выходит за рамки данной статьи.
Равным образом не рассматриваются так называемые линейные электродвигатели, которые обеспечивают линейное перемещение подвижной части его конструкции без выполнения промежуточного преобразования вращательного движения.
Статор включает одну или несколько статорных обмоток, при протекании тока через которую (которые) формируется вращающееся магнитное поле.
Поле статора взаимодействует с полем ротора, в результате чего возникает вращающий момент, позволяющий выполнить механическую работу. Для уменьшения бесполезных потерь и наращивания КПД двигателя в целом ротор монтируется на подшипниках.
Из приведенного кратного описания немедленно следует три основных положения, которые всегда выполняются в исправном электродвигателе:
Проверки исправности электродвигателя всегда в явной или неявной форме включают контроль этих положений, выполняемых различными способами. К таковым относятся, например, визуальный осмотр подшипников, проверка величины зазоров, легкости вращения ротора и т.д.
В дальнейшем сосредоточим свое внимание на выполнении проверок тех электрических компонентов двигателя, неисправности которых можно выявить только с помощью мультиметра.
При построении схемы соответствующих измерений необходимо обязательно учитывать конструктивные особенности проверяемого электромотора. По умолчанию считается, что двигатель подключается к сети 220 или 380 В.
Дополнительно укажем на такую особенность электродвигателя как его обратимость. Под последним понимается то, что при вращении ротора под воздействием внешнего усилия он вырабатывает электрический ток.
Схемы построения электродвигателей
Функции источника энергии для двигателя может выполнять сеть постоянного и перемененного тока.
Изменение направления протекания тока, необходимое для создания вращающегося магнитного поля, обеспечивается различными способами. В частности, широко распространены коммутаторы.
Коммутатор может быть:
Коллекторные и бесколлекторные электродвигатели
Принцип действия коллекторного электродвигателя иллюстрирует картинка ниже, на которой схематически представлено взаимодействие одного из витков роторной обмотки с магнитным полем.
Схема создания вращающего момента в коллекторных электродвигателях
В такой структуре после выполнения ротором половины оборота направление тока меняется на противоположное (правая часть изображения) и магнитное поле вместо ускорения начинает тормозить ротор.
Для устранения этого нежелательного эффекта в состав конструкции двигателя вводят механический или электронный коммутатор, который через каждую половину оборота меняет направление тока, протекающего через статорную обмотку на противоположное.
В результате этого поддерживается постоянный по направлению вращающийся момент.
Подача напряжения на обмотки ротора при наличии такой необходимости выполняется через специально предназначенные для этого токосъемные кольца, к которым подключают начало и конец соответствующей обмотки.
Управление подачей тока в коллекторных двигателях осуществляется механическим коммутатором, в бесколлекторных – эту функцию выполняет его электронный аналог.
Асинхронные электродвигатели
Асинхронные электродвигатели переменного тока используют другой принцип создания вращающего момента. Суть этой схемы состоит в том, что статором формируется вращающееся магнитного поле, которое увлекает за собой ротор. При этом в зависимости от типа сети и требуемой мощности задействуется две немного отличающихся друг от друга схемы.
В случае необходимости получения более высоких мощностей обращаются к 3-фазной сети на 380 В.
Если изначально задать угол сдвига тока (напряжения) между отдельными фазами в треть периода или 120 градусов, то образуется равномерное вращающееся магнитное поле.
3-фазную сеть можно рассматривать как комбинацию из трех источников тока, специальным образом соединенных между собой.
Схема формирования вращающегося магнитного поля в трехфазной (слева) и однофазной (справа) сетях. Стрелкой указано направление вращения поля
Сильная сторона такой конфигурации – возможность нарастить мощность по сравнению со случаем однофазной 220-вольтовой сети.
Для большинства бытовых потребителей 3-фазная сеть оказывается избыточно мощной, и они подключаются к более экономичной сети 220 В.
В этом случае для получения вращающегося магнитного поля приходится прибегать к небольшой инженерной хитрости.
Суть ее состоит в том, что конденсатор как реактивный элемент всегда имеет 90-градусный фазовый сдвиг между векторами напряжения и тока.
Таким образом, используя конденсатор как фазовращающий элемент, можно искусственно превратить однофазную сеть в квазидвухфазную, решив, тем самым, задачу получения вращающегося магнитного поля. Схематически это показано в правой части рисунка выше.
Подходы к выполнению проверки электродвигателя и контролируемые параметры
В дальнейшем предполагается, что проверяемый электродвигатель исправен с механической точки зрения: у него отсутствует люфт подшипников и имеется надлежащая смазка, зазоры между ротором и статором не выходят за пределы разрешенных допусков, не изношены щетки и ламели коллекторной системы, исправен кабель подачи питания и аналогичное им.
Основной инструмент здесь – визуальный осмотр. Полезно убедиться также в отсутствии запаха горелой изоляции.
Перегоревшая обмотка статора
Дополнительно – разборка конструкции при необходимости ее выполнения произведена аккуратно, без механических повреждений, с помощью специализированных инструментов.
Считается также, что известна применяемая разновидность электродвигателя: постоянного или переменного тока, коллекторный и т.д. Для этого привлекаются данные с фирменной таблички-шильдика на корпусе и сопроводительная документация.
При необходимости соответствующая информация находится в сети Интернет.
С учетом принципа функционирования электродвигателя проверке подлежат
Общая схема выполнения проверок для всех разновидностей электродвигателей отличается мало.
Поэтому далее она рассматривается с единых позиций, нюансы, возникающие из-за особенностей конструкции, при необходимости обсуждаются отдельно.
Исправность обмоток статора
Для выполнения этой проверки мультиметр переводится в режим измерения сопротивления с максимальной чувствительностью (диапазон 200 Ом или аналогичный).
Трехфазный двигатель
Наиболее сложный случай – 3-фазный электродвигатель, на корпус которого выведено 6 клемм, каждая из которых отвечает за начало и конец конкретной обмотки.
В схематической форме это показано ниже. Важно здесь то, что все обмотки одинаковы.
В отличие от своего 3-фазного аналога у однофазного, кроме снижения рабочего напряжения до 220 В, до двух уменьшается также количество обмоток: одна из них считается рабочей, а вторая – пусковой.
При этом примерно равной популярностью пользуются две схемы их соединения, которые условно показаны ниже и внешне отличаются друг от друга количеством клемм.
На практике с одной из таких схем можно столкнуться на таком популярном бытовой устройстве как стиральная машина.
Варианты соединения рабочей и пусковой обмоток однофазного электродвигателя
Вне зависимости от схемы соединения обмоток, которые выбрал разработчик машинки, выполнением нескольких измерений можно проверить сопротивление каждой из обмоток. Более мощная рабочая обмотка будет иметь меньшее сопротивление.
4-контактная схема потребует выполнения шести измерений (АВ, АС, АD, BC, BD и CD – при указании, например, АВ считается, что мультиметр подключается к точкам А и В).
Важно при этом то, что:
Для трехконтактной схемы всего будет получено три результата. Наибольшее сопротивление относится к последовательному соединению двух обмоток (оно измеряется между точками А и С на правом эскизе рисунка, показанного выше), среднее – характерно для пусковой обмотки и наименьшее – для рабочей.
Проверка пробоев и утечек на корпус
Штатным прибором для определения сопротивления изоляции является мегаомметр. Бытовой мультиметр эту функцию не реализует из-за малого напряжения батарейки и относительно невысокой чувствительности самого устройства в части малых токов.
Поэтому с его помощью можно только убедиться в отсутствии пробоев. Например, для схемы, показанной ниже любое измерение DA, DB и DC должно показывать разрыв.
Контрольные точки для измерений отсутствия пробоя на корпус
Более сложная схема показана на следующем рисунке. Суть выполняемого эксперимента состоит в искусственном увеличение тестирующего напряжения, для чего задействуется 220-вольтовая сеть.
При сборке схемы необходимо использовать обычную лампу накаливания мощностью примерно 60 Вт, которая берет на себя функции токоограничивающего резистора.
Проверка исправности изоляции с помощью сетевого напряжения
Мультиметр используется в режиме амперметра, для защиты от повреждения прибора чрезмерно высоким током измерения начинают на максимально грубой шкале, постепенно увеличивая чувствительность.
Изоляция считается исправной, если измеряемый ток I не превышает I = 1 мкА. С учетом того, что сопротивление лампы много меньше сопротивления изоляции Rиз, величину последнего находят как Rиз = 220/I МОм, причем ток в эту формулу подставляют в мкА.
При проведении описываемого эксперимента задействуется напряжение 220 В, то есть следует соблюдать все правила электробезопасности. Дополнительно двигатель должен быть демонтирован и располагаться на диэлектрическом основании.
Проверка исправности электрических цепей ротора
Различные виды электродвигателей имеют отличающуюся друг от друга конструкцию ротора. Эта особенность накладывает некоторую специфику на процесс выполнения измерений.
Синхронные двигатели
Ротор синхронного двигателя содержит несколько обмоток, концы которых штатно подключены к металлическим кольцам.
Кольца монтируются на валу ротора и имеют соответствующую изоляцию. В схематической форме этот блок конструкции электромотора изображен ниже.
Электрическая проверка ротора выполняется аналогично статору и включает в себя
Асинхронные двигатели
Ротор асинхронного двигателя выделяется на фоне других своей конструктивной простотой и выполнен в форме так называемого беличьего колеса.
Проверки мультиметром этого блока фактически бесполезны из-за его массивности и предельно малого сопротивления, которое мультиметр зачастую не в состоянии зафиксировать из-за своей относительно невысокой точности.
С учетом этой особенности ротор в данном случае проверяется визуальным осмотром на отсутствие механических повреждений.
Коллекторные двигатели с механической коммутацией
Ротор двигателей этой разновидности содержит несколько одинаковых обмоток, концы которых выведены на пластины коллектора.
Для устранения влияния на точность измерений дополнительных цепей протекания тока из двигателя удаляются щетки, после чего мультиметром, который подключается к паре пластин определяется сопротивление каждой обмотки. Равенство показаний свидетельствует об исправности обмоток.
Возможны также иные схемы индивидуальной проверки обмоток, но они сложны в реализации и поэтому не рассматриваются.
Проверка электродвигателя пылесоса
Принцип реализации этой проверки основан на обратимом характере электродвигателя, который, как уже отмечалось выше, при подключении к внешнему источнику энергии может работать в режиме генератора.
Для выполнения этой проверки, кроме мультиметра, потребуется второй исправный пылесос, а проверяемый двигатель вместе с крыльчаткой центробежного воздушного компрессора целесообразно демонтировать.
На картинке показана схема построения соответствующей конфигурации.
Работающий пылесос создает в шланге поток воздуха, который вращает крыльчатку центробежного компрессора ЦК и через него раскручивает ротор проверяемого электродвигателя.
Мультиметр, работающий в режиме измерения переменного напряжения и подключенный к клеммам исправного электродвигателя (ЭД), должен имеет показания порядка 150 – 220 В.
После отключения пылесоса частота вращения ротора ЭД быстро падает и пропорционально этому уменьшается напряжение, фиксируемое мультиметром.
Проверка конденсатора
Фазосдвигающий конденсатор, устанавливаемый в однофазных электродвигателях, предназначен для создания вращающегося магнитного поля.
Проверка его исправности может выполняться двумя различными приборами по идентичной схеме.
В обоих случаях обязательна предварительная подготовка, суть которой состоит в обесточивании и разрядке конденсатора.
Для этого конденсатор отключается от двигателя, для чего достаточно снять одну из клемм, после чего отверткой или отрезком провода закорачиваются его выводы.
Первый подход реализуется при наличии у мультиметра функции определения емкости. Измеренное фактическое значение не должно отличаться от номинала, указанного на корпусе конденсатора, более чем на 15-20% в меньшую сторону.
Аналогичным образом выполняют измерения специализированным RC-измерителем, который производящие компании часто оформляют в виде удобного для работы пинцета. Пример конструкции такого тестера показан ниже.
RC-измеритель пинцетного типа
Определение направления навивки обмоток
Направление магнитных потоков, создаваемых при работе электродвигателя, определяется направлением навивки проводов отдельных обмоток, задается при конструировании двигателя и не подлежит изменению.
При проверке правильность коммутации, потребность в которой может возникнуть после ремонта или профилактики, следует исходить из того, что взаимодействующие через магнитные потоки обмотки допустимо рассматривать как трансформатор.
Последнее означает, что обмотки могут быть соединены как встречно, так и равнонаправленно.
Суть эксперимента, позволяющего определить взаимное направление обмоток, состоит в том, что кратковременный переменный ток можно создать простым соединением или разрывом цепи с одним источником напряжения, функции которого возлагаются на обычную батарейку.
Соответствующая схема показана ниже. В ее основу положено свойство современного мультиметра автоматически определять полярность измеряемого напряжения.
Схема определения направления намотки проводов отдельных обмоток
Одна из обмоток (левая для обеих конфигураций рисунка) принимается за опорную и в нее через ключ любой конструкции (вплоть до обычного провода, который подключается к выводу обмотки и снимается с него рукой) подключается батарейка.
К клеммам второй обмотки подключается мультиметр, переведенный в режим вольтметра. Если при замыкании ключа мультиметр показывает кратковременное положительное напряжение, то направления намотки проводов совпадают. Этот случай изображен слева.
Справа показан случай встречного (в том числе по направлению генерируемого магнитного поля) включения, когда вольтметр показывает отрицательное напряжение.
Полярность напряжения условно показана знаками “+” и “-“ рядом с изображением вольтметра.
Этот эксперимент несколько более удобно проводить со старыми стрелочными аналоговыми тестерами, у которых отклонение стрелки вправо соответствует положительному напряжению, а влево – отрицательному.
Техника безопасности при проведении измерений
Основная масса описанных выше измерений может быть выполнена без демонтажа электродвигателя со своего штатного места. С учетом этой особенности перед началом работы необходимо убедиться в том, что вилка шнура отключена от розетки (устройство обесточено). При наличии отдельного заземления оборудования его целесообразно оставить на своем месте.
Заключение
Как видим, достаточно качественная и всесторонняя проверка состояния электродвигателя вполне возможна без использования специальных инструментов и приборов.
Необходимыми условиями для этого являются понимание принципа работы тестируемого устройства, наличие элементарных знаний в области электротехники, а также соблюдение правил техники безопасности и аккуратности в работе.
Более сложные комплексные проверки, например, нормального функционирования под нагрузкой, потребуют применения сложных измерительных приборов типа токовых клещей и не могут быть рекомендованы для домашних условий.
К счастью, необходимость в их выполнении возникает достаточно редко.
Схема создания усилия, действующего на проводник в магнитном поле
Основные элементы конструкции электродвигателя
Схема создания вращающего момента в коллекторных электродвигателях
Схема формирования вращающегося магнитного поля в трехфазной (слева) и однофазной (справа) сетях. Стрелкой указано направление вращения поля
Перегоревшая обмотка статора
Упрощенная электрическая схема 3-фазного электродвигателя
Варианты соединения рабочей и пусковой обмоток однофазного электродвигателя
Контрольные точки для измерений отсутствия пробоя на корпус
Проверка исправности изоляции с помощью сетевого напряжения
Схематическая конструкция типичного ротора синхронного электродвигателя
Простейшая схема проверки ротора коллекторного электродвигателя
Схема проверки исправности электродвигателя пылесоса
RC-измеритель пинцетного типа
Схема определения направления намотки проводов отдельных обмоток