Однофазными двигателями являются электрические машины небольшой мощности. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, которая состоит из основной и пусковой обмотки .
Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.
У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через конденсатор только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети, после чего двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. Ёмкость конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.
У однофазных асинхронных двигателей с рабочим конденсатором вспомогательная обмотка включена постоянно через конденсатор. Величина рабочей емкости конденсатора определяется конструктивным исполнением двигателя.
Если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска. Если вспомогательная обмотка является конденсаторной, то ее подключение будет происходить через конденсатор. И он остается включенным в процессе работы двигателя.
В большинстве случаев пусковые и рабочие обмотки однофазных двигателей отличаются и по сечению провода и по количеству витков. Рабочая обмотка однофазного двигателя всегда имеет сечение провода большее, а следовательно ее сопротивление будет меньше.
Обмотка, у которой сопротивление меньше является рабочей.
Если у двигателя 4 вывода, то замерив на между ними сопротивление, можно определить- меньшее сопротивление меньше у рабочей обмотки, и соответственно большее сопротивление у пусковой.
Подключить все довольно просто. На толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих, не имеет значение на какой, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.
В случае, когда двигатель имеет 3 вывода, замеры будут выглядеть следующим образом, например – 10 ом, 25 ом, 15 ом. Путём измерений необходимо найти кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом. Это будет, один из сетевых проводов. Кончик с 10-ю Омами, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, он подключается ко второму сетевому через конденсатор. В данном случае, чтобы изменить направление вращения надо добираться до схемы обмотки.
Случай, когда замеры например показывают 10 Ом, 10 Ом, 20 Ом. тоже является одной из разновидностей обмоток. например в некоторых стиральных машинах и не только. В таких случаях рабочая и пусковая обмотки являются одинаковыми (по конструкции трехфазных обмоток). В данном случае не имеет значения какая обмотка будет выполнять роль рабочей, а какая пусковой обмотки. Подключение производится также, через конденсатор.
Наладку асинхронных двигателей выполняют в следующем объеме:
Внешний осмотр;
Проверка механической части;
Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками;
Измерение сопротивлений обмоток постоянному току;
Испытание обмоток повышенным напряжением промышленной частоты;
Пробный пуск.
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),
Год выпуска,
Масса и ГОСТ на двигатель.
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 впереди букв ставят цифры, указывающие на число полюсов данной секции.
Таблица 1
Таблица 2
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. 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 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 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.
Таблица 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 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, С5 , С6 - 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.
Типы электродвигателей
Наиболее распространённые электродвигатели это;
Асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором
Асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором. Три обмотки двигателя уложены в пазы статора;
- асинхронный однофазный двигатель с короткозамкнутым ротором. В основном его применение находит в бытовой электротехнике в пылесосах, стиральных машинах, вытяжках, вентиляторах, кондиционерах;
- коллекторные двигатели постоянного тока установлены в электрооборудовании автомобиля (вентиляторы, стеклоподъемники, насосы);
- коллекторный двигатель переменного тока находит применение в электрических инструментах. К таким инструментам относятся электродрели, болгарки, перфораторы, мясорубки;
- асинхронный двигатель с фазным ротором имеет довольно мощный пусковой момент. Поэтому такие двигатели устанавливаются в приводах подъемников, кранах, лифтах.
Измерение сопротивления изоляции обмоток
Для проверки двигателя на сопротивление изоляции, электрики используют мегомметр с испытательным напряжением 500 В или 1000 В. Этим прибором измеряют сопротивление изоляции обмоток двигателей рассчитанных на рабочее напряжение 220 В или 380 В.
Для электродвигателей с номинальным напряжением 12В, 24в используют тестер, так как изоляция этих обмоток не рассчитана на испытание под высоким напряжением 500 В мегомметра. Обычно в паспорте на электродвигатель указывается испытательное напряжение при измерении сопротивлений изоляции катушек.
Сопротивление изоляции обычно проверяется мегомметром
Перед измерением сопротивления изоляции нужно ознакомиться со схемой подключения электродвигателя, так как некоторые соединения звездой обмоток бывают подключены средней точкой к корпусу двигателя. Если обмотки имеет одну или несколько точек соединений, “треугольник”, “звезда”, однофазный двигатель с пусковой и рабочей обмоткой, тогда изоляция проверяется между любой точкой соединения обмоток и корпусом.
Если сопротивление изоляции значительно меньше 20 Мом, обмотки разъединяют и проверяют каждую отдельно. Для целого двигателя сопротивление изоляции между катушками и металлическим корпусом должно быть не ниже 20 Мом. Если электродвигатель работал или хранился в сырых условиях, тогда сопротивление изоляции может быть ниже 20 Мом.
Тогда электродвигатель разбирают и просушивают несколько часов накальной лампой 60 Вт, помещенной в корпус статора. При измерении сопротивления изоляции мультиметром, выставляют предел измерений на максимальное сопротивление, на мегомы.
Как прозвонить электродвигатель на обрыв обмоток и межвитковое замыкание
Межвитковое замыкание в обмотках можно проверить мультиметром на омах. Если имеется три обмотки, тогда достаточно сравнить их сопротивление. Отличие в сопротивлении одной обмотки указывает на межвитковое замыкание . Межвитковое замыкание однофазных двигателей определить труднее, так как имеются только разные обмотки - это пусковая и рабочая обмотка , которая имеет меньшее сопротивление.
Сравнивать их нет возможности. Выявить межвитковое замыкание обмоток трехфазных и однофазных двигателей можно измерительными клещами, сравнивая токи обмоток с их паспортными данными. При межвитковом замыкании в обмотках, их номинальный ток возрастает, а величина пускового момента уменьшается, двигатель с трудом запускается или совсем не запускается, а только гудит.
Проверка электродвигателя на обрыв и межвитковое замыкание обмоток
Измерять сопротивление обмоток мощных электродвигателей мультиметром не получится, потому что сечение проводов велико и сопротивление обмоток находится в пределах десятых долей ома. Определить разницу сопротивлений, при таких значениях мультиметром, не представляется возможным. В этом случае исправность электродвигателя лучше проверять токоизмерительными клещами.
Если нет возможности подключить электродвигатель к сети, сопротивление обмоток можно найти косвенным методом. Собирают последовательную цепь из аккумулятора на напряжение 12В с реостатом на 20 ом. С помощью мультиметра (амперметра) выставляют реостатом ток 0,5 - 1 А. Собранное приспособление подключают к проверяемой обмотке и замеряют падение напряжения.
Прозвонка электродвигателя на обрыв и сопротивление изоляции
Меньшее падение напряжения на катушке укажет на межвитковое замыкание. Если требуется знать сопротивление обмотки, его рассчитывают по формуле R = U/I. Неисправность электродвигателя можно также определить визуально, на разобранном статоре или по запаху горелой изоляции. Если визуально обнаружено место обрыва, его можно устранить, припаять перемычку, хорошо изолировать и уложить.
Замер сопротивлений обмоток трехфазных двигателей проводят без снятия перемычек на схемах соединений обмоток “звезда” и “треугольник”. Сопротивление катушек коллекторных электродвигаталей постоянного и переменного напряжения также проверяют мультиметром. А при большой их мощности проверка ведется с помощью приспособления аккумулятор - реостат, как указано выше.
Сопротивление обмоток этих двигателей проверяют отдельно на статоре и роторе. На роторе лучше проверять сопротивление непосредственно на щетках, прокручивая ротор. В этом случае можно определить неплотное прилегание щеток к ламелям ротора. Устраняют нагар и неровности на ламелях коллектора, их шлифовкой на токарном станке.
Вручную эту операцию сделать трудно, можно не устранить эту неисправность, а искрение щеток только увеличится. Пазы между ламелями также прочищают. В обмотках электродвигателей может быть установлен плавкий предохранитель, тепловое реле. При наличии теплового реле проверяют его контакты и при необходимости чистят их.
Чтобы выяснить причину неполадки электродвигателя, будет мало просто осмотреть его, нужно тщательно его проверить. Быстро сделать это можно с помощью омметра, однако есть и другие способы проверки. О том, как проверить электродвигатель, мы и расскажем ниже.
Сначала проверка начинается с тщательного осмотра. При наличии тех или иных дефектов прибора, он может выйти из строя гораздо раньше установленного срока. Дефекты могут появиться вследствие неправильной эксплуатации двигателя или его перегрузкой. К их числу относят следующее:
- сломанные подставки или монтажные отверстия;
- краска посередине двигателя потемнела вследствие перегрева;
- наличие грязи и других посторонних частиц внутри электродвигателя.
Также осмотр включает в себя проверку маркировки на электродвигателе. Она нанесена на металлический шильдик , который прикреплен снаружи двигателя. Табличка с маркировкой содержит важную информацию о технических характеристиках данного прибора. Как правило, это такие параметры, как:
- сведения о компании-производителей двигателя;
- название модели;
- серийный номер;
- количество оборотов ротора в минуту;
- мощность прибора;
- схема подключения двигателя к тем или иным напряжениям;
- схема получения той или иной скорости и направления движения;
- напряжение – требования в плане напряжения и фазы;
- размеры и тип корпуса;
- описание типа статора.
Статор на электродвигателе может быть:
- закрытым;
- обдуваемым посредством вентилятора;
- брызгозащитным и прочих типов.
После осмотра прибора можно начинать его проверять и делать это нужно начиная с подшипников двигателя. Очень часто неисправности электродвигателя происходят вследствие их поломки. Они нужны для того, чтобы ротор плавно и свободно двигался в статоре. Расположены подшипники с обоих концов ротора в специальных нишах.
Для электродвигателей чаще всего используются такие типы подшипников, как:
- латунные;
- шарикоподшипники.
Некоторые нуждаются в оснащении смазочными фитингами , а некоторые уже смазаны в процессе производства.
Проверять подшипники нужно следующим образом:
- разместите двигатель на твердой поверхности и положите одну руку на его верхнюю часть;
- второй рукой проверните ротор;
- постарайтесь услышать царапающие звуки, трение и неравномерность движения – всего это сигнализирует о неисправности прибора. Исправный ротор двигается спокойно и равномерно;
- проверяем продольный люфт ротора, для этого его нужно потолкать за ось из статора. Допускается люфт максимум до 3 мм, но не больше.
Если есть проблемы с подшипниками, то электродвигатель работает шумно, сами они перегреваются, что может привести к выходу прибора из строя.
Следующий этап проверки – это проверка обмотки электродвигателя на короткое замыкание
на его корпус. Чаще всего бытовой двигатель не будет работать при замкнутой обмотке, поскольку сгорит предохранитель или сработает система защиты. Последнее характерно для незаземленных приборов, рассчитанных на напряжение 380 вольт.
Для проверки сопротивления используется омметр. Проверить с его помощью обмотку электродвигателя можно таким способом:
- устанавливаем омметр в режим измерения сопротивления;
- щупы подключаем к нужным гнездам (как правило, к общему гнезду «Ом»);
- выбираем шкалу с наиболее высоким множителем (например, R*1000 и т.д.);
- устанавливаем стрелку на ноль, при этом щупы должны касаться друг друга;
- находим винт для заземления электродвигателя (чаще всего он имеет шестигранную головку и окрашен в зеленый цвет). Вместо винта может подойти любая металлическая часть корпуса, на которой можно соскрести краску для лучшего контакта с металлом;
- к этому месту прижимаем щуп омметра, а второй щуп прижимаем по очереди к каждому электрическому контакту двигателя;
- в идеале стрелка измерительного прибора должна слегка отклониться от наиболее высокого показателя сопротивления.
В ходе работы смотрите, чтобы ваши руки не касались щупов, иначе показатели будут неверными. Значение сопротивления должно быть показано в миллионах Ом или Мом. Если у вас омметр цифровой, в некоторых из них отсутствует возможность установки прибора на ноль, для таких омметров этап обнуления следует пропустить.
Также при проверке обмоток смотрите, чтобы они не были короткозамкнутыми или оборванными. Некоторые простые однофазные или трехфазные электродвигатели проверяются путем переключения диапазона омметра на самый низкий, затем стрелка становится на ноль и осуществляется измерение сопротивления между проводами.
Чтобы убедиться в том, что измерена каждая из обмоток, нужно обратиться к схеме двигателя.
Если омметр показывает сильно низкое значение сопротивления, значит, оно либо такое и есть, либо же вы прикасались к щупам прибора. А если значение слишком высокое, то это говорит о наличии проблем с обмотками электродвигателя , например, о разрыве. При высоком сопротивлении обмоток, двигатель не будет работать весь, либо же выйдет их строя его регулятор скорости. Последнее чаще всего касается трехфазных двигателей.
Проверка других деталей и прочие потенциальные проблемы
Обязательно стоит проверить пусковой конденсатор, который нужен для запуска некоторых моделей электродвигателей. В основном эти конденсаторы оснащены защитной металлической крышкой внутри двигателя. А чтобы проверить конденсатор нужно ее снять. Такой осмотр может обнаружить такие признаки наличия неполадок, как:
- утечка масла из конденсатора;
- наличие отверстий в корпусе;
- вспученный конденсаторный корпус;
- неприятные запахи.
Конденсатор тоже проверяют с помощью омметра. Щупами следует коснуться выводов конденсатора, а уровень сопротивления должен сначала быть небольшим, а затем постепенно увеличиваться по мере зарядки конденсатором напряжением от батареек. Если сопротивление не растет или конденсатор короткозамкнутый, то, скорее всего, его пора менять.
Перед проведением повторной проверки конденсатор нужно разрядить.
Переходим к следующему этапу проверки двигателя: задней части картера, где устанавливаются подшипники. В этом месте ряд электродвигателей оснащается центробежными переключателями , которые переключают пусковые конденсаторы или цепи для определения количества оборотов в минуту. Также нужно проверить контакты реле на предмет пригорелости. Кроме этого, их следует почистить от жира и грязи. Механизм выключателя проверяется посредством отвертки, пружина должна нормально и свободно работать.
На первый взгляд обмотка представляет кусок проволоки смотанной определенным образом и в ней нечему особо ломаться. Но у нее есть особенности:
строгий подбор однородного материала по всей длине;
точная калибровка формы и поперечного сечения;
нанесение в заводских условиях слоя лака, обладающего высокими изоляционными свойствами;
прочные контактные соединения.
Если в каком-либо месте провода нарушена любое из этих требований, то изменяются условия для прохождения электрического тока и двигатель начинает работать с пониженной мощностью или вообще останавливается.
Чтобы проверить одну обмотку трехфазного двигателя необходимо отключить ее от других цепей. Во всех электродвигателях они могут собираться по одной из двух схем:
1. звезды;
2. треугольника.
Концы обмоток обычно выводятся на клеммные колодки и маркируются буквами «Н» (начало) и «К» (конец). Иногда отдельные соединения могут быть спрятаны внутри корпуса, а для выводов используются другие способы обозначения, например, цифрами.
У трехфазного двигателя на статоре используются обмотки с одинаковыми электрическими характеристиками, обладающими равными сопротивлениями. Если при они показывают разные значения, то это уже повод серьезно задуматься над причинами разброса показаний.
Как проявляются неисправности в обмотке
Визуально оценить качество обмоток не представляется возможным из-за ограниченного допуска к ним. На практике проверяют их электрические характеристики, учитывая, что все неисправности обмоток проявляются:
обрывом, когда нарушается целостность провода и исключается прохождение электрического тока по нему;
коротким замыканием, возникающем при нарушении слоя изоляции между входным и выходным витком, характеризующимся исключением обмотки из работы с шунтированием концов;
межвитковым замыканием, когда изоляция нарушается между одним или несколькими близкорасположенными витками, которые этим выводятся из работы. Ток проходит по обмотке, минуя короткозамкнутые витки, не преодолевая их электрическое сопротивление и не создавая ими определенной работы;
пробоем изоляции между обмоткой и корпусом статора или ротора.
Проверка обмотки на обрыв провода
Этот вид неисправности определяется замером сопротивления изоляции омметром. Прибор покажет большое сопротивление — ∞, которое учитывает образованный разрывом участок воздушного пространства.
Проверка обмотки на возникновение короткого замыкания
Двигатель, внутри электрической схемы которого возникло короткое замыкание, отключается защитами от сети питания. Но, даже при быстром выводе из работы таким способом место возникновения КЗ хорошо видно визуально за счет последствий воздействия высоких температур с ярко выраженным нагаром или следами оплавления металлов.
При электрических способах определения сопротивления обмотки омметром получается очень маленькая величина, сильно приближенная к нулю. Ведь из замера исключается практически вся длина провода за счет случайного шунтирования входных концов.
Проверка обмотки на возникновение межвиткового замыкания
Это наиболее скрытая и сложно определяемая неисправность. Для ее выявления можно воспользоваться несколькими методиками.
Способ омметра
Прибор работает на постоянном токе и замеряет только активное сопротивление проводника. Обмотка же при работе за счет витков создает значительно большую индуктивную составляющую.
При замыкании одного витка, а их общее количество может быть несколько сотен, изменение активного сопротивления заметить очень сложно. Ведь оно меняется в пределах нескольких процентов от общей величины, а подчас и меньше.
Можно попробовать точно откалибровать прибор и внимательно измерить сопротивления всех обмоток, сравнивая результаты. Но разница показаний даже в этом случае не всегда будет видна.
Более точные результаты позволяет получить мостовой метод измерения активного сопротивления, но это, как правило, лабораторный способ, недоступный большинству электриков.
Замер токов потребления в фазах
При межвитковом замыкании изменяется соотношение токов в обмотках, проявляется излишний нагрев статора. У исправного двигателя токи одинаковы. Поэтому прямое их измерение в действующей схеме под нагрузкой наиболее точно отражает реальную картину технического состояния.
Измерения переменным током
Определить полное сопротивление обмотки с учетом индуктивной составляющей в полной рабочей схеме не всегда возможно. Для этого придется снимать крышку с клеммной коробки и врезаться в проводку.
У выведенного из работы двигателя можно использовать для замера понижающий трансформатор с вольтметром и амперметром. Ограничить ток позволит токоограничивающий резистор или реостат соответствующего номинала.
При выполнении замера обмотка находится внутри магнитопровода, а ротор или статор могут быть извлечены. Баланса электромагнитных потоков, на условие которого проектируется двигатель, не будет. Поэтому используется пониженное напряжение и контролируются величины токов, которые не должны превышать номинальных значений.
Замеренное на обмотке падение напряжения, поделенное на ток, по закону Ома даст значение полного сопротивления. Его останется сравнить с характеристиками других обмоток.
Эта же схема позволяет снять вольтамперные характеристики обмоток. Просто надо выполнить замеры на разных токах и записать их в табличной форме или построить графики. Если при сравнении с аналогичными обмотками серьёзных отклонений нет, то межвитковое замыкание отсутствует.
Шарик в статоре
Способ основан на создании вращающегося электромагнитного поля исправными обмотками. Для этого на них подается трехфазное симметричное напряжение, но обязательно пониженной величины. С этой целью обычно применяют три одинаковых понижающих трансформатора, работающих в каждой фазе схемы питания.
Для ограничения токовых нагрузок на обмотки эксперимент проводят кратковременно.
Небольшой стальной шарик от шарикоподшипника вводят во вращающееся магнитное поле статора сразу после включения витков под напряжение. Если обмотки исправны, то шарик синхронно катается по внутренней поверхности магнитопровода.
Когда одна из обмоток имеет межвитковое замыкание, то шарик зависнет в месте неисправности.
Во время теста нельзя превышать ток в обмотках больше номинальной величины и следует учитывать, что шарик свободно выскакивает из корпуса со скоростью вылета из рогатки.
Электрическая проверка полярности обмоток
У статорных обмоток может отсутствовать маркировка начала и концов выводов и это затруднит правильность сборки.
На практике для поиска полярности используются 2 способа:
1. с помощью маломощного источника постоянного тока и чувствительного амперметра, показывающего направление тока;
2. методом использования понижающего трансформатора и вольтметра.
В обоих вариантах статор рассматривается как магнитопровод с обмотками, работающий по аналогии трансформатора напряжения.
Проверка полярности посредством батарейки и амперметра
На внешней поверхности статора выведены шестью проводами три отдельных обмотки, начала и концы которых надо определить.
С помощью омметра вызванивают и помечают вывода, относящиеся к каждой обмотке, например, цифрами 1, 2, 3. Затем произвольно маркируют на любой из обмоток начало и конец. К одной из оставшихся обмоток со стрелкой посередине шкалы, способной указывать направление тока.
Минус батарейки жестко подключают к концу выбранной обмотки, а плюсом кратковременно прикасаются к ее началу и сразу разрывают цепь.
При подаче импульса тока в первую обмотку он за счет электромагнитной индукции трансформируется во вторую замкнутую через амперметр цепь, повторяя первоначальную форму. Причем, если полярность обмоток угадана правильно, то стрелка амперметра отклонится вправо при начале импульса и отойдет влево при размыкании цепи.
Если стрелка ведет себя по-другому, то полярность просто перепутана. Останется только промаркировать выводы второй обмотки.
Очередная третья обмотка проверяется аналогичным образом.
Проверка полярности посредством понижающего трансформатора и вольтметра
Здесь тоже вначале вызванивают обмотки омметром, определяя вывода, которые к ним относятся.
Затем произвольно маркируют концы первой выбранной обмотки для подключения к понижающему трансформатору напряжения, например, на 12 вольт.
Две оставшиеся обмотки случайным образом скручивают в одной точке двумя выводами, а оставшуюся пару подключают к вольтметру и подают питание на трансформатор. Его выходное напряжение трансформируется в остальные обмотки с такой же величиной, поскольку у них равное число витков.
За счет последовательного подключения второй и третьей обмоток вектора напряжения сложатся, а их сумму покажет вольтметр. В нашем случае при совпадении направления обмоток эта величина будет составлять 24 вольта, а при разной полярности — 0.
Останется промаркировать все концы и выполнить контрольный замер.
В статье дан общий порядок действий при проверке технического состояния какого-то произвольного двигателя без конкретных технических характеристик. Они в каждом индивидуальном случае могут меняться. Смотрите их в документации на ваше оборудование.
В своей повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с различными электрическими приборами, значительно облегчающими нашу деятельность. Практически все они имеют в своей конструкции двигатель, питаемый электроэнергией для совершения определенной работы.
Иногда по разным причинам в нем возникают неисправности. Приходится определять его работоспособность, выявлять и устранять поломки.
Как устроен электродвигатель
Сразу оговоримся, что не будем прибегать к сложным техническим описаниям и формулам, а постараемся использовать упрощенные схемы и терминологию. Также учитываем, что работы с электродвигателями в электроустановках относятся к опасным. К ним допускается обученный, подготовленный персонал.
Внимание: Самостоятельный ремонт электродвигателя неквалифицированными работниками может закончиться трагически!
Кинематическая схема
По механической конструкции любой электрический двигатель можно представить состоящим всего из двух частей:
1. стационарно закрепленной, которая называется статором и крепится к корпусу станка, механизма или удерживается в руках, как на дрели, перфораторе и подобных устройствах;
2. подвижной — ротора, совершающего вращательное движение, передаваемое исполнительному приводу.
Обе эти половинки полностью разделены друг от друга, но соприкасаются через подшипники. Больше нигде и ни в каком месте они чисто механически не контактируют. Ротор вставлен внутрь статора и совершенно свободно вращается в нем.
Эту способность вращаться необходимо оценивать в первую очередь при анализе работоспособности любой электрической машины.
Для проверки вращения необходимо:
1. полностью снять напряжение со схемы питания;
2. попробовать вручную прокрутить ротор.
Первое действие является необходимым требованием правил безопасности, а второе — техническим тестом.
Часто оценить вращение бывает сложно из-за подключенного привода. Например, ротор двигателя исправного пылесоса довольно легко раскрутить движением руки. Чтобы повернуть вал рабочего перфоратора, придется приложить усилие. Прокрутить вал двигателя, подключенного через червячный редуктор, вообще не получится из-за конструктивных особенностей этого механизма.
По этим причинам оценку вращения ротора в статоре проводят при отключенном приводе и анализируют качество работы подшипников. Затруднять движение может:
износ контактных площадок скольжения;
отсутствие смазки в подшипниках или ее неправильное применение. Например, обычный солидол, которым часто заполняют шарикоподшипники, на морозе загустеет и может быть причиной плохого запуска двигателя;
попадание грязи или посторонних предметов между подвижной и стационарной частью.
Шум во время работы двигателя создается неисправными, разбитыми подшипниками с повышенным люфтом. Для его быстрой оценки достаточно пошатать ротор относительно стационарной части, создавая переменные нагрузки в вертикальной плоскости, и попробовать вдвигать и вытаскивать его вдоль оси. На многих моделях незначительные люфты считаются допустимыми.
Если ротор вращается свободно и подшипники хорошо работают, то надо искать неисправность в электромагнитных цепях.
Электрическая схема
Чтобы любой двигатель работал необходимо выполнить два условия:
1. на его обмотку (или обмотки у многофазных моделей) подвести номинальное напряжение;
2. электрическая и магнитная схемы должны быть исправными.
Где проверять напряжение питания двигателя
Рассмотрим первое положение на примере конструкции электрической дрели с .
Если у исправной дрели вставить вилку в розетку с подведенным напряжением, то этого недостаточно для запуска двигателя. Потребуется еще нажать на кнопку включения.
Только тогда электрический ток от вилки по шнуру через симисторный узел регулирования и контакты нажатой кнопки подойдет к щеточному узлу, расположенному на коллекторе, и через него сможет попасть на обмотку.
Подведем итог: делать вывод об исправности двигателя дрели можно только после проверки напряжения на щетках коллекторного узла, а не контактах вилки. Приведенный пример является частным случаем, но раскрывает общие принципы поиска неисправностей, характерные для большинства электрических устройств. К сожалению, этим положением часть электриков второпях пренебрегает.
Типы электрических схем электродвигателей
Электродвигатели создаются для работы от постоянного или переменного тока. Причем последние делятся на:
синхронные, когда частоты вращения частоты вращения ротора и электромагнитного поля статора совпадают;
асинхронные — с отстающей частотой.
Они имеют разные конструктивные особенности, но общие принципы работы, основанные на воздействии вращающегося электромагнитного поля статора на поле ротора, передающее вращение приводу.
Двигатели постоянного тока
Их изготавливают для использования в качестве кулеров компьютерных устройств, стартеров легковых автомобилей, мощных дизельных станций, зерноуборочных комбайнов, танков и решения других задач. Устройство одной из подобных простых моделей показано на картинке.
Магнитное поле статора у этой конструкции создается не постоянными магнитами, а двумя электромагнитами, собранными на специальных сердечниках — магнитопроводах, вокруг которых расположены катушки с обмотками.
Магнитное поле ротора создается током, проходящим через щетки коллекторного узла по обмотке, уложенной в пазы якоря.
Асинхронные двигатели переменного тока
Представленный на картинке разрез одной из моделей демонстрирует определенное подобие с ранее рассмотренным устройством. Конструктивные отличия заключаются в выполнении ротора формой короткозамкнутой обмотки (без прямой подачи в нее тока от электроустановки), получившей название «беличьего колеса» и принципах расположения витков на статоре.
Синхронные двигатели переменного тока
У них обмотки катушек статора расположены под одинаковым углом смещения между собой. За счет этого создается вращающееся с определенной скоростью электромагнитное поле.
Внутри этого поля помещен электромагнит ротора, который под воздействием приложенных магнитных сил тоже начинает двигаться с частотой, синхронной скорости вращения приложенной силы.
Таким образом, во всех рассмотренных схемах двигателей используются:
1. обмотки из проводов для усиления магнитных полей единичных витков;
2. магнитопроводы для создания путей протекания магнитных потоков;
3. электромагниты или постоянные магниты.
У отдельных конструкций двигателей, называемых коллекторными, используется схема передачи тока от стационарной части на вращающиеся детали через узел щеткодержателя.
Во всех этих технических устройствах и способны возникать различные неисправности, которые влияют на работу конкретного двигателя.
Поскольку магнитопровод создается на заводе из пластин специальных сталей, собранных с высокой надежностью, то поломки этих элементов происходят очень редко, да и то под воздействием агрессивной среды, не предусмотренной условиями эксплуатации или из-за непредвиденных запредельных механических нагрузок на корпус.
Поэтому проверка прохождения магнитных потоков практически не проводится, а все внимание при неисправностях электродвигателей после оценки механики обращается на состояние электрических характеристик обмоток.
Как проверить щеточный узел коллекторного двигателя
Каждая пластина коллектора является контактным соединением определенной части непрерывной обмотки якоря и через ее подключение к щетке проходит электрический ток.
У исправного двигателя в этом узле создается минимальное , не оказывающее практического влияния на качество работы и выходную мощность. Внешний вид пластин отличается чистотой, а промежутки между ними ничем не заполнены.
Двигатели, которые подвергались серьезным нагрузкам, имеют загрязненные коллекторные пластины со следами графитовой пыли, набившейся в пазы и ухудшающей изоляционные свойства.
Щетки двигателя усилием пружин прижимаются к пластинам. Графит при работе постепенно стирается. Его стержень изнашивается по длине, а сила прижатия пружины уменьшается. При ослаблении контактного давления увеличивается переходное электрическое сопротивление, что вызывает искрение в коллекторе.
В результате начинается повышенный износ щеток и медных пластин коллектора, который может быть причиной поломки двигателя.
Поэтому надо проверять щеточный механизм, осматривать чистоту поверхностей, качество выработки щеток, условия работы пружин, отсутствие искрения и появления кругового огня при работе.
Загрязнения убираются мягкой тряпочкой, смоченной раствором технического спирта. Промежутки между пластинами прочищают воронилами из твердых не смолистых пород дерева. Щетки притирают мелкозернистой наждачной шкуркой.
Если на коллекторных пластинах появились выбоины или выгоревшие участки, то коллектор подвергают механической обработке и полировке до уровня, при котором ликвидированы все неровности.
Хорошо подогнанный щеточный узел не должен создавать искр во время работы.
Как проверить состояние изоляции обмоток относительно корпуса
Для выявления нарушения диэлектрических свойств изоляции относительно статора и ротора необходимо использовать специально предназначенный для этих целей прибор — .
Он подбирается по величине выходной мощности и напряжению.
Первоначально измерительные концы подключаются на общую клемму выводов обмоток и болт заземления корпуса. У собранного двигателя электрический контакт корпусов статора и ротора создается через металлические подшипники.
Если замер показывает нормальную изоляцию, то этого вполне достаточно. В противном случае все обмотки рассоединяются и осуществляется поиск нарушения изоляции методом измерения и осмотра отдельных цепей.
Причины плохого состояния изоляции могут быть разными: от механического нарушения слоя лакокрасочного покрытия проводов до повышенной влажности внутри корпуса. Поэтому их надо точно определить. В одних случаях достаточно хорошо просушить обмотки, а в других необходимо искать места с царапинами или задирами для исключения токов утечек.
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.
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 , которому противодействует , 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.
Личный опыт: проверка статорных обмоток асинхронного электродвигателя
Для статьи я использовал свой новый 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 тем работникам, кто имеет хорошие практические навыки электрика, имея минимум третью группу по технике безопасности.
Используя этот способ, учитывайте, что:
- на корпус движка подается полноценная фаза: он должен располагаться на диэлектрическом основании, не иметь контактов с другими предметами;
- даже временно собираемая схема требует надежной изоляции всех концов и проводов, прочного крепления всех зажимов;
- колба лампы может разбиться: ее надо держать в защитном чехле.
Замер активного сопротивления обмоток
Здесь требуется разобрать схему подключения проводов и снять все перемычки. Перевожу мультиметр в режим омметра и определяю активное сопротивление каждой обмотки.
Прибор показал 80, 92 и 88 Ом. В принципе большой разницы нет, а отклонения на несколько Ом я объясняю тем, что крокодил не обеспечивает качественный электрический контакт. Создается разное переходное сопротивление.
Это один из недостатков этого мультиметра. Щуп плохо входит в паз крокодила, да к тому же тонкий металл зажима раздвигается. Мне сразу пришлось его поджимать пассатижами.
Замер сопротивления изоляции между обмотками
Показываю этот принцип потому, что его надо выполнять между каждыми обмотками. Однако вместо омметра нужен мегаомметр или проверяйте, в крайнем случае, бытовым напряжением по описанной мной выше методике.
Мультиметр же может ввести в заблуждение: покажет хорошую изоляцию там, где будут созданы скрытые дефекты.
Как проверить якорь электродвигателя: 4 типа разных конструкций
Роторные обмотки создают магнитное поле, на которое воздействует поле статора. Они тоже должны быть исправны. Иначе энергия вращающегося магнитного поля будет расходоваться впустую.
Обмотки якоря имеют разные конструкции у двигателей с фазным ротором, асинхронным и коллекторным. Это стоит учитывать.
Синхронные модели с фазным ротором
На якоре создаются выводы проводов в виде металлических колец, расположенных с одной стороны вала около подшипника качения.
Провода схемы уже собраны до этих колец, что наносит небольшие особенности на их проверку мультиметром. Отключать их не стоит, однако методика, описанная выше для статора, в принципе подходит и для этой конструкции.
Такой ротор тоже можно условно представить как работающий трансформатор. Требуется только сравнить индивидуальные сопротивления их цепочек и качество изоляции между ними, а также корпусом.
Якорь асинхронного электродвигателя
В большинстве случаев ситуация здесь намного проще, хотя могут быть и проблемы. Дело в том, что такой ротор выполнен формой «беличье колесо» и его сложно повредить: довольно надежная конструкция.
Короткозамкнутые обмотки выполнены из толстых стержней алюминия (редко меди) и прочно запрессованы в таких же втулках. Все это рассчитано на протекание токов коротких замыканий.
Однако на практике происходят различные повреждения даже в надежных устройствах, а их как-то требуется отыскивать и устранять.
Цифровой мультиметр для выявления неисправностей в обмотке «беличье колесо» не потребуется. Здесь нужно иное оборудование, подающее напряжение на короткое замыкание этого якоря и контролирующее магнитное поле вокруг него.
Однако внутренние поломки таких конструкций обычно сопровождаются трещинами на корпусе, а их можно заметить при внимательном внутреннем осмотре.
Кому интересна такая проверка электрическими методами, смотрите видеоролик владельца Viktor Yungblyudt. Он подробно показывает, как определить обрыв стержней подобного ротора, что позволяет в дальнейшем восстановить работоспособность всей конструкции.
Коллекторные электродвигатели: 3 метода анализа обмотки
Принципиальная электрическая схема коллекторного двигателя в упрощенной форме может быть представлена обмотками ротора и статора, подключенными через щеточный механизм.
Схема собранного электродвигателя с коллекторным механизмом и щетками показана на следующей картинке.
Обмотка ротора состоит из частей, последовательно подключенных между собой определенным числом витков на коллекторных пластинах. Они все одной конструкции и поэтому имеют равное активное сопротивление.
Это позволяет проверять их исправность мультиметром в режиме омметра тремя разными методиками.
Самый простой метод измерения
Принцип №1 определения сопротивления между коллекторными пластинами я показываю на фото ниже.
Здесь я допустил одно упрощение, которое в реальной проверке нельзя совершать: поленился извлекать щетки из щеткодежателя, а они создают дополнительные цепочки, способные исказить информацию. Всегда вынимайте их для точного измерения.
Щупы ставятся на соседние ламели. Такое измерение требует точности и усидчивости. На коллекторе необходимо нанести метку краской или фломастером. От нее придется двигаться по кругу, совершая последовательные замеры между всеми очередными пластинами.
Постоянно контролируйте показания прибора. Они все должны быть одинаковыми. Однако сопротивление таких участков маленькое и если омметр недостаточно точно на него реагирует, то можно его очувствить увеличением длины измеряемой цепочки.
Способ №2: диаметральный замер
При этом втором методе потребуется еще большая внимательность и сосредоточенность. Щупы омметра необходимо располагать не на соседние ближайшие пластины, а на диаметрально противоположные.
Другими словами, щупы мультиметра должны попадать на те пластины, которые при работе электродвигателя подключаются щетками. А для этого их потребуется как-то помечать, дабы не запутаться.
Однако даже в этом случае могут встретиться сложности, связанные с точностью замера. Тогда придется использовать третий способ.
Способ №3: косвенный метод сравнения величин маленьких сопротивлений
Для измерения нам потребуется собрать схему, в которую входит:
- аккумулятор на 12 вольт;
- мощное сопротивление порядка 20 Ом;
- мультиметр с концами и соединительные провода.
Следует представлять, что точность измерения увеличивает стабильность созданного источника тока за счет:
- высокой емкости аккумулятора, обеспечивающей одинаковый уровень напряжения во время работы;
- повышенная мощность резистора, исключающая его нагрев и отклонение параметров при токах до одного ампера;
- короткие и толстые соединительные провода.
Один соединительный провод подключают напрямую к клемме аккумулятора и ламели коллектора, а во второй врезают токоограничивающий резистор, исключающий большие токи. Параллельно контактным пластинам садится вольтметр.
Щупами последовательно перебираются очередные пары ламелей на коллекторе и снимаются отсчеты вольтметром.
Поскольку аккумулятором и резистором на короткое время каждого замера мы выдаем одинаковое напряжение, то показания вольтметра будут зависеть только от величины сопротивления цепочки, подключенной к его выводам.
Поэтому при равных показаниях можно делать вывод об отсутствии дефектов в электрической схеме.
При желании можно измерить миллиамперметром величину тока через ламели и посчитать величину активного сопротивления.
Проверка состояния обмоток ротора коллекторного двигателя сильно зависит от класса точности мультиметра в режиме омметра.
Мой цифровой Mestek MT102, несмотря на выявленные в нем недостатки, нормально справляется с этой задачей.
Двигатели постоянного тока
Конструкция их ротора напоминает устройство якоря коллекторного двигателя, а статорные обмотки создаются для работы со схемой включения при параллельном, последовательном или смешанном возбуждении.
Раскрытые выше методики проверок статора и якоря позволяют проверять двигатель постоянного тока, как асинхронный и коллекторный.
Заключительный этап: особенности проверок двигателей под нагрузкой
Нельзя делать заключение об исправности электродвигателя, полагаясь только на показания мультиметра. Необходимо проверить рабочие характеристики под нагрузкой привода, когда ему необходимо совершать номинальную работу, расходуя приложенную мощность.
Включение подачей напряжения на холостой ход и проверка начала вращения ротора, как делают некоторые начинающие электрики, является типичной ошибкой.
Например, владелец очень короткого видео ЧАО Дунайсудоремонт считает, что замерив ток в обмотках, он убедился в готовности отремонтированного движка к дальнейшей эксплуатации.
Однако такое заключение можно дать только после выполнения длительной работы и оценки не только величин токов, но и замера температур статора и ротора, анализа систем теплоотвода.
Не выявленные дефекты неправильной сборки или повреждения отдельных элементов могут повторно вызвать дополнительный ремонт с большими трудозатратами. Если же у вас еще остались вопросы по теме, как проверить электродвигатель мультиметром, то задавайте их в комментариях. Обязательно обсудим.
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:
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 . 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 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.