|
Уважаемые клиенты, с 01.01.2024г. мы прекращаем принимать инструменты BOSCH в платный ремонт
Типы изделий:
|
Диагностика и анализ неисправностей: Кусторез
|
Повреждение обмоток в электродвигателях Развернуть ▼
|
Одной из главных причин выхода электродвигателя из строя является разрушение изоляции, приводящее к короткому замыканию. Лаковое покрытие трескается вследствие высокой температуры. Каждый двигатель просчитывается по теплоотдаче, имея определенный запас прочности, но возникающая перегрузка электродвигателя приводит к перегреву обмотки. Она может быть технологического происхождения или быть следствием аварии.
Технологическая перегрузка электродвигателя является следствием увеличения вращающего момента на валу. Если не вдаваться глубоко в электро-технические тонкости процесса работы электродвигателя, то можно кратко отметить, что на валу двигателя периодически возникают кратковременные большие моменты сопротивления, создающие броски тока. Это и переменная нагрузка на вал, и пусковой режим, и торможение двигателя электротормозом.
Аварийная перегрузка электродвигателя может возникнуть по следующим причинам:
- заклинивание рабочего органа машины;
- резкий скачок напряжения в линии;
- высокая нагрузка на вал;
- нарушение режима охлаждения двигателя;
- авария на питающей электрической линии с понижением напряжения.
Традиционно используется изоляция класса А, максимальной рабочей температурой которой является 95ºС. При длительной нагрузке обмотки электродвигателя постепенно нагреваются до температуры, близкой к предельно допустимому значению. Обычно электродвигатель имеет некоторый запас по нагреву, и небольшие превышения тока, несмотря на продолжительность действия, не могут создать опасной ситуации. Эти расчеты заложены инженерами завода-производителя.
Для информации: Из закона Аррениуса следует, что перегрев сверх допустимого на каждые 8–10 °С сокращает срок службы изоляции обмоток электродвигателя в два раза. Таким образом, перегрев на 40 °С сокращает срок службы изоляции в 32 раза!
Так что мы понимаем, процесс разрушения изоляции может происходить как относительно продолжительное время, так и кратковременно. Все зависит от температуры перегрева. Исключение составляет брак изолирующего лакового покрытия провода обмоток, допущенного на заводе. Как отличить заводской брак от перегрузки инструмента эксплуатационного характера?
В случае заводского дефекта с некачественной изоляцией обмоток повреждение носит как правило локальный характер. Это можно увидеть по потемневшей ламеле на коллекторе двигателя, где одна или несколько ламелей потемневшие (Рис.1_красная стрелка), тогда как остальные нормального цвета (Рис.1_желтые стрелки). При слабо обжатом на ламеле проводе обмотки может произойти пробой с разрушением провода (Рис.2). В этом случае повреждение так же будет иметь локальный характер. Пробой обмотки внутри ротора (Рис.3) или статора (Рис.4) характеризуется потемнением одной из обмоток. Остальные обмотки будут иметь неповрежденный вид (лаковое покрытие нормального цвета, оплавление бандажной нити отсутствует). Это что касается гарантийных случаев.
Перегруженный инструмент имеет вид с общим потемнением обмоток двигателя, вплоть до черного. На роторе все обмотки одинаково потемневшие, бандажная нить оплавлена (Рис.5), некоторые ламели либо отошли, либо вовсе оторвались (Рис.6). Обмотки статора также будут выглядеть одинаково поврежденные. Обе обмотки будут потемневшие вплоть до обгорания (Рис.7).
Повреждение лакового покрытия ротора также может быть вызвано абразивным износом (Рис.8). Мелкий песок попадая на вращающийся ротор образует сколы на лаковом покрытии.
И в заключение. При диагностике электродвигателя, при кажущемся повреждении только ротора, необходимо обязательно проверить статор. Замерять сопротивление обмоток. Расхождение в 0,2-0,3 ома говорит о неисправности статора. Потемневшие обмотки, даже если сопротивление нормальное, говорит о том, что жить ему осталось недолго. Как говорилось выше, перегрев резко сокращает срок службы детали. Открыть в новой вкладке
 Рис. 1  Рис. 2  Рис. 3  Рис. 4  Рис. 5  Рис. 6  Рис. 7  Рис. 8
|
|
Гарантия - не гарантия _ повреждения электродвигателей Развернуть ▼
|
При диагностике механизмов с электродвигателями механик нередко сталкивается с ситуацией, когда необходимо определить - повреждение относится к гарантийному случаю или носит эксплуатационный характер. В этой статье речь пойдет о повреждениях основных узлов электродвигателя таких как ротор, статор, щетки (Рис.1).
Для начала следует понять как работают эти узлы между собой. Если рассматривать упрощенно, то можно сказать что эти узлы связаны между собой в одну замкнутую электрическую цепь (Рис.2). Ток поступает на одну из обмоток статора (Рис.2_А), далее на щетку, через коллектор и обмотку ротора возвращается на вторую щетку и через нее на вторую обмотку статора (Рис.2_В). Подробнее видно на упрощенной схеме (Рис.3), где входящий ток (Рис.3_А) проходит через обмотку статора (Рис.3_1), щетку (Рис.3_2), через ротор и вторую щетку (Рис.3_3) и через вторую обмотку статора (Рис.3_4) на выход (Рис.3_В). Из всего этого понятно, что любой обрыв в этой цепи приведет к прекращению работы двигателя.
Если происходит перегрузка двигателя, то наблюдается такая картина как общий разогрев обмоток двигателя. В этом случае вначале будет происходит изменение цвета лакокрасочного защитного покрытия обмоток и его разрушение. Затем следует замыкание самих обмоток между витками. И получается что количество витков, как бы, уменьшается, т.е. часть витков не участвует в процессе. И дальше процесс разрушения развивается с катастрофической скоростью. С уменьшением количества витков уменьшается общее сопротивление обмоток, что влечет за собой увеличение силы тока и как результат еще больший нагрев обмоток вплоть до их выгорания. Здесь следует отметить, что у нормально работающего двигателя самое "горячее" место это коллектор ротора. Щетки перескакивают с ламели на ламель вызывая некоторое искрение. Ротор содержит на себе обмотку, которая является нагрузкой преимущественно индуктивного характера. Разрыв такой цепи неизбежно сопровождается переходным процессом, который связан с появлением маленьких дуг от самоиндукции обмотки ротора или обмоток ротора и статора. Эти дуги и вызывают нагрев коллектора. В случаях перегрузки такой разогрев развивается по неуправляемому сценарию и может вызвать даже отрыв ламели коллектора.
По этому если мы видим общее потемнение обмоток статора или ротора, то это однозначно не гарантийный случай и относится к повреждениям эксплуатационного характера, вызванного перегрузкой электродвигателя (эффект заторможенного ротора). В данном случае неважно повреждены оба узла или один, либо ротор, либо статор. При таких повреждениях рекомендуется менять оба узла. Ранее в статье ("Диагностика и анализ неисправностей: Повреждение обмоток в электродвигателях "http://remont.tools.by/diagnostics/view/1571067412) очень подробно рассказывалось почему следует менять оба узла. Статор с потемневшими обеими обмотками (Рис.4) - не гарантия. Аналогичный ротор (Рис.5) - не гарантия.
В исключительных случаях бывает отрыв ламели из-за некачественного изготовления ротора (Рис.6). Но здесь картина будет другой. Наблюдается оторвавшаяся ламель, но обмотка имеет неповрежденный вид. Этот случай можно признать гарантийным.
Так же к гарантийным случаям можно отнести локальные повреждения обмоток ротора (Рис.7). Здесь произошел локальный пробой изоляции и в этом месте можно наблюдать частичное потемнение обмотки. Локальное повреждение статора (Рис.8_красная стрелка). Здесь видно что разогреву подверглась одна из обмоток, вторая осталась без изменений (Рис.8_оранжевая стрелка). Можно предположить что в каком-то месте обмотки был допущен брак, что и вызвало короткое замыкание с последующим потемнением и обгоранием лакового покрытия.
Из-за неудачной намотки статора возможна некоторая подвижность самой обмотки относительно статорного железа. В этом случае от естественной вибрации электродвигателя возможно протирание защитного слоя обмотки с последующим замыканием ее на корпус железа (Рис.9). Это так же можно отнести к гарантийным случаям. Открыть в новой вкладке
 Рис.1  Рис.2  Рис.3  Рис.4  Рис.5  Рис.6  Рис.7  Рис.8  Рис.9
|
|
Схемы типовые. Подключение коллекторных двигателей (диагностика) Развернуть ▼
|
Есть разные схемы подключения электродвигателей переменного тока коллекторного типа. Различия в том, что иногда добавляются всевозможные дополнительные узлы для лучшего комфорта пользователя. К ним относятся термопредохранители, тахогенераторы, датчики Холла, схемы плавного пуска, различные индикаторы и пр. Визуально это усложняет схему, но в основе все равно это можно представить как типовое подключение.
На Рис.1 подключение с одной обмоткой статора, т.е. обе обмотки статора внутри завязаны кольцом и на выходе два провода. На Рис.2 подключение в двумя обмотками и на выходе статора вы видим четыре провода. Понимая это, легко провести диагностику всех узлов двигателя, не прибегая к попеременной замене узлов наугад.
ПРИМЕР: Имеется УШМ с электроблоком плавного пуска.
НЕИСПРАВНОСТЬ: Не включается
1. Отсоединяем выключатель от схемы и прозваниваем (работает-не работает)
2. Отсоединяем эл/блок и подключаем двигатель напрямую по схеме (Рис.1, Рис.2) работает-не работает.
И уже по этим результатам можем сказать многое. И если все плохо - проверяем статор (сравниваем сопротивление обмоток) и ротор. В нашем случае это не КЗ (было бы заментно визуально), а скорее всего обрыв. Т.е. действуем методом исключения от простого к сложному. Это экономит и время, и качество ремонта, т.к. чем сложнее путь тем больше возможных ошибок. Открыть в новой вкладке
 Рис.1  Рис.2
|
|
|
|
Вход | Регистрация
