Местное нагревание обмотки

ПОВЫШЕННОЕ НАГРЕВАНИЕ ЧАСТЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
8. Местное нагревание обмотки статора

Значительное местное нагревание обмотки статора вызывается нарушением симметрии обмотки или напряжения сети. Симметрию напряжении проверяют вольтметром на зажимах электродвигателя, отклонение величины напряжения не должно превышать -5% и +10% номинального. В большинстве случаев несимметрия обмотки связана с наличием в ней замкнутых контуров для э. д. с, наводимой вращающимся магнитным потоком. Эти контуры получаются при неправильном включении отдельных катушек, если фазная обмотка имеет параллельные ветви (рис. 18, а) или (чаще) в результате коротких замыканий (рис. 18, б-г). Сопротивление контура при хорошем контакте в месте замыкания мало и по нему циркулирует большой ток даже при малой э. д. с., который сильно нагревает часть обмотки, образующую короткозамкнутый контур. Под влиянием нагревания изоляция темнеет, становится хрупкой и легко разрушается. При отсутствии тепловой защиты электродвигателя или при завышенном токе ее уставки область повреждения увеличивается, замыкание между витками одной катушки (рис. 18, 6) переходит в замыкание между катушками одной или двух фазных обмоток непосредственно (рис. 18, в) или через магнитопровод статора (рис. 18, г), происходит оплавление провода и полное разрушение катушек.

Рис. 18. Короткозамкнутые контуры в обмотке статора: а — замыкание при неправильно включённой катушке, б — замыкание между витками одной катушки, в, г — замыкание между фазными обмотками

Наличие короткозамкнутого контура в обмотке статора вызывает также повышенный уровень шума низкого тона и вибрацию электродвигателя. Ток в линейных проводах различный и скорость вращения ротора ниже номинальной даже при отсутствии нагрузки электродвигателя.
Нарушение симметрии обмотки статора может быть также следствием неправильного включения катушки или группы катушек (см. рис. 14) фазной обмотки (при. отсутствии параллельных ветвей) или же неправильного соединения фазных обмоток (рис. 9, в и 10, в). Последняя неисправность достаточно определенно проявляется при пуске электродвигателя (см. раздел 6), и в этом случае нет необходимости исследовать нагревание фазных обмоток.
Основным признаком наличия короткозамкнутого контура является повышенное местное нагревание обмотки, которое легко можно обнаружить, прикасаясь рукой к ее лобовым частям (после остановки электродвигателя).
Для нагревания обмотки необходимо включить электродвигатель в сеть на непродолжительное время. Если короткозамкнутый контур охватывает значительную часть обмотки статора, то большой ток в линейных проводах не позволяет осуществить включение электродвигателя в сеть; в этом случае необходимо понизить напряжение. Электродвигатель с фазной обмоткой ротора следует испытывать при разомкнутой цепи ротора и пониженном вдвое напряжении на зажимах электродвигателя. Описанный способ определения короткозамкнутых контуров применим только для открытых и каплезащищенных электродвигателей.
Электродвигатели закрытого исполнения могут исследоваться только в разобранном виде, и в этом случае прежде всего следует обратить внимание на цвет изоляции катушек: потемневшая изоляция указывает на повышенное нагревание этих катушек. Для уверенности можно включить обмотку статора на пониженное напряжение и сравнить температуру катушек, прикасаясь рукой к доступным лобовым частям обмотки (после отключения обмотки от сети).
Очень часто характерный запах нагретой до высокой температуры изоляции и появление дыма позволяют безошибочно определить место короткого замыкания. При исследовании электродвигателя ротор должен занимать нормальное положение в статоре. Фазную обмотку ротора следует разомкнуть.

Рис. 19. Короткозамкнутые витки в фазных обмотках: а — при соединении звездой, б — при соединении треугольником

Фазная обмотка статора с короткозамкнутыми витками может быть обнаружена по увеличенному току в линейных проводах. При соединении обмоток звездой (рис. 19, а) показание амперметра А2 будет больше, чем двух других амперметров, если короткозамкнутый контур находится в фазной обмотке С2-О. При соединении треугольником (рис. 19, б) показания амперметров А1 и А2 в линейных проводах, присоединенных к зажимам, между которыми находится фазная обмотка С1—С4 с короткозамкнутыми витками, будет больше, чем амперметра A3. Измерение тока следует производить при пониженном напряжении, фазная обмотка ротора должна быть разомкнута.
Выявление фазной обмотки, содержащей короткозамкнутые витки, может быть произведено измерением сопротивления фазных обмоток омметром, мостом или методом амперметра и вольтметра.
Фазная обмотка с короткозамкнутыми витками имеет меньшее сопротивление. Если соединение фазных обмоток выполнено внутри электродвигателя, то можно измерить значения сопротивления между зажимами электродвигателя. В случае соединения звездой наибольшим будет сопротивление между зажимами С1 и СЗ (рис. 19, а), к которым присоединены неповрежденные фазные обмотки. Два других сопротивления будут одинаковы и меньше первого. При соединении обмоток треуголыгаком наименьшее сопротивление будет между зажимами C1 (С6) и С4 (С2) (рис. 19, б), между которыми находится фазная обмотка с короткозамкнутыми витками.
При использовании омметра или моста ток в измерительной цепи составляет несколько миллиампер, для него сопротивление контакта в месте замыкания может оказаться большим и тогда сопротивление поврежденной и целой фазных обмоток будет почти одинаковым. Более надежные результаты дает метод амперметра и вольтметра, в случае необходимости дальнейшее определение места повреждения обмотки производится измерением сопротивления или напряжения на катушечных группах и отдельных катушках, как описано в разделе 2.
Короткозамкнутый контур, включающий в себя катушки разных фаз, образуется из-за повреждения изоляции непосредственно между катушками (см. рис. 18, в) или между катушками и магнитопроводом статора (см. рис. 18, г). В этом случае при соединении фазных обмоток звездой (рис. 20, а) показания амперметров А1 и А2,включенных в рассечку проводов» присоединенных к зажимам поврежденных обмоток, будут больше, чем амперметра A3. В случае соединения треугольником (рис.20, б) показания амперметров А1 и A3 будут больше, чем амперметра А2.
Способы определения места повреждения изоляции проводников обмотки от сердечника статора описаны в разделе 15.

Рис. 20. Короткозамкнутые контуры, включающие в себя катушки двух фазных обмоток

9. Местное нагревание обмотки ротора

Местное нагревание вызывается несимметрией ротора вследствие наличия короткозамкнутых контуров в фазной обмотке или обрывов в цепи ротора,
Короткозамкнутый контур возникает при соприкосновении соседних хомутиков лобовых частей обмотки, при соединении слоев обмотки, при витковом замыкании. Если короткозамкнутый контур имеется только в одной фазной обмотке, то при разомкнутом реостате пусковой момент не возникает и при включении в сеть электродвигателя наблюдается повышенный уровень шума и вибраций, происходит нагревание короткозамкнутого контура. При наличии короткозамкнутых контуров в двух или трех фазных обмотках образуется вращающий момент, но уже при небольшой нагрузке электродвигателя скорость вращения ротора становится ниже номинальной.
Обрыв в одной фазной обмотке или в стержнях беличьей клетки также приводит к повышенному нагреванию исправной части обмотки.
Контакты между проводниками или между проводником и магнитопроводом ротора в местах короткого замыкания, вызванного повреждением изоляции, имеют повышенное сопротивление и поэтому нагреваются значительно сильнее остальных участков короткозамкнутого контура. Появление дыма может помочь обнаружить место повреждения изоляции. Повышенное сопротивление имеют также контакты схемы цепи ротора, выполненные недоброкачественно или поврежденные в процессе эксплуатации, и температура их значительно выше хороших контактов этой цепи.
Другие признаки и способы определения этих неисправностей указаны в разделе 6.

10. Местное нагревание магнитопровода статора

Местное нагревание, как правило, является следствием увеличенных магнитных потерь на отдельных участках сердечника, вызванных недоброкачественной сборкой его или повреждением в процессе эксплуатации. В некоторых случаях местное нагревание может быть вызвано трением ротора о статор или наличием короткозамкнутого контура в обмотке статора. Первая из указанных причин часто приводит к замыканию между листами по внутренней поверхности статора, и в результате этого образуются пути для вихревых токов, дополнительно нагревающих магнитопровод. Для выявления участков магнитопровода с замкнутыми листами необходимо разобрать электродвигатель и тщательно осмотреть внутреннюю поверхность статора: в местах короткого замыкания листы покрыты тонким слоем окисла, по цвету которого (от желтого до синего можно судить о температуре магнитопровода. У электродвигателей большой мощности замыкание листов магнитопровода, как правило, приводит к значительному его повреждению - расплавлению стальных листов, чаще всего в зубцовой зоне. В небольших электродвигателях вихревые токи недостаточны для оплавления листов, однако в этом случае изоляция между листами повреждается. Если первоначальной причиной нагревания является задевание ротора о статор, то трущиеся поверхности имеют характерный блеск, зубцы искривлены и имеют следы износа. При коротком замыкании в обмотке статора и особенно при повреждении изоляции между двумя фазными обмотками и сердечником (см. рис. 18, г) часто происходит оплавление провода и магнитопровода.

Смотри еще по разделу:
НЕДОСТАТОЧНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙ МОМЕНТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОВЫШЕННОЕ НАГРЕВАНИЕ ЧАСТЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОВРЕЖДЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ

ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ ВИБРАЦИИ И ШУМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОВЫШЕННЫЙ ИЗНОС И ПОВРЕЖДЕНИЕ ЧАСТЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ