Время пребывания машины в ремонте, стоимость ремонта и его качество во многом зависят от точности определения характера неисправности. Предварительно причину отказа устанавливают перед отправкой машины в ремонт, окончательно — во время предремонтных испытаний, разборки, а также при осмотре и испытании отдельных частей и деталей.
Ненормальная работа машины и выход ее из строя могут быть вызваны внешними причинами. К ним относятся: обрыв одного или нескольких проводов питающей сети, перегорание плавких вставок предохранителей, неисправность пусковой аппаратуры, повышенное или пониженное напряжение питающей сети, перегрузка машины, высокая температура окружающей среды. Прежде чем снимать машину для ремонта с места ее установки, определяют, не вызвана ли ее ненормальная работа внешней причиной. Обычно такую неисправность устраняют на месте. Однако бывают случаи, когда исправная машина поступает в ремонтный цех.
Высокая температура окружающей среды приводит к перегреву изоляции и ее ускоренному старению. В таких машинах обычно необходимо заменить обмотки.
В самой машине различают неисправности обмоток и механической части. В обмотках встречаются следующие неисправности: пробой изоляции на корпус, витковые замыкания, обрыв проводов и мест паек, распайка соединений, неправильные соединения катушек. К механическим неисправностям относятся износ и разрушение подшипников, износ посадочных поверхностей на валу, в щите и корпусе, ослабление крепления полюсов, разрушение бандажей на обмотках роторов, появление трещин в щитах, изгиб и поломка валов.
Рис. 1. Обнаружение обрывов:
а — в сетевом проводе, б — в обмотке статора
Наиболее часто поступают в ремонт трехфазные асинхронные двигатели. Перед разборкой их испытывают на холостом ходу и под нагрузкой. При испытаниях можно выявить некоторые характерные неисправности обмоток.
Двигатель не запускается и издает ненормальный гул чаще всего при обрыве фазы сети или одной-двух (при соединении треугольником) фаз статорной обмотки, а также при обрывах в двух или трех фазах фазного ротора. Обрыв обнаруживают мегаомметром. Двигатель отсоединяют от сети (рис. 1, а) и изменяют поочередно сопротивления между зажимами 1 и 2, 1 и 3, 2 и 3 выключателя. В случае обрыва цепи прибор при одном из измерений покажет бесконечность. Для нахождения места обрыва отсоединяют провода от зажимов колодки двигателя (рис 1, б) и измеряют сопротивление между зажимами 1 и 2, 1 и 3, 2 и 3 колодки. Если при всех трех измерениях прибор покажет, что цепь замкнута, обрыв следует искать в участке сети, расположенном между выключателем и машиной. При обрыве в фазе обмотки мегаомметр покажет бесконечность на зажимах колодки машины.
Обрыв в проводах сети (отсутствие напряжения между проводами) можно обнаружить также с помощью вольтметра, измеряя напряжение на зажимах колодки машины и выключателя. Если вольтметр при соединении с любой парой проводов показывает напряжение сети, обрыв надо искать в обмотке машины. Эти измерения надо проводить, соблюдая правила безопасности, чтобы не попасть под напряжение сети. Вольтметр должен иметь контакты с изоляционными рукоятками. Если прибор не имеет рукояток, его следует присоединять к зажимам при отключенном выключателе.
Бывают случаи, когда двигатель плохо разворачивается и издает сильный гул, токи во всех трех фазах различны и превышают номинальное значение даже при холостом ходе, предохранители перегорают. Эта неисправность является следствием неправильного соединения фаз обмотки статора, когда одна из фаз обмотки «перевернута», т. е. конец и начало фазы поменялись местами. Обычно это бывает у двигателей с шестью выводами обмотки статора при утере части бирок, обозначающих начала и концы фаз, или неправильной маркировке фаз.
Рис. 2. Маркировка выводов на аппаратах СМ и ЕЛ
Проверить маркировку фаз трехфазной обмотки можно на переносных аппаратах СЛ\ и ЕЛ. Фазы соединяются звездой. Два вывода обмотки А и В (рис. 2) присоединяют к зажимам аппарата 1 и 3 «Вых. ими.», третий — к зажиму 5 «Сигн. явл.». Импульсный генератор аппарата с зажимов 1 и 3 посылает поочередно через синхронный переключатель на фазы А и В волну импульсного напряжения. На экране 2 прибора наблюдаются кривые напряжения на фазах. Форма кривых зависит от сопротивлений обмотки и соединения фаз.
Если две фазы А и В соединены концами или началами, две кривые накладываются друг на друга и на экране мы видим одну кривую.
В случае соединения в общую точку начала одной фазы и конца второй фазы на экране наблюдаются две кривые, резко отличающиеся друг от друга. Подсоединение третьей фазы с началом или концом к общей точке звезды не влияет на кривые на экране, так как по третьей фазе проходят оба импульса.
Одновременное изображение двух кривых объясняется свойством послесвечения экрана. Луч записывает сначала кривую напряжения на одной фазе. Не успевает она исчезнуть, как на экране появляется кривая напряжения на другой фазе. Подсоединяя поочередно к зажимам аппарата 1 и 3 пары фаз А и В, А и С, В и С и меняя выводы «вывернутой» фазы местами, добиваются такого положения, когда все пары фаз дают на экране одну кривую. В этом случае в общую точку звезды будут соединены все начала или все концы фаз.
Аппарат до подсоединения к источнику питания должен быть надежно заземлен. Для этой цели служит правый зажим 4 «Земля». Напряжение на зажимах аппаратов может подниматься до 600 В, поэтому нельзя их вскрывать, не отключая от сети, и браться за оголенные концы проводов, когда они находятся под напряжением.
Маркировку выводов трехфазных обмоток (рис. 3) можно проверить и без специального прибора индуктивным методом с помощью аккумулятора или сухого элемента напряжением около 2 В и вольтметра постоянного тока. Сначала определяют выводы каждой из фаз контрольной лампой или мегаомметром и произвольно их маркируют, одну из фаз принимая за первую (/). На нее навешивают временные бирки /, 4\ па второй (//) фазе — 2, 5; на третьей (///) - 5, б. Источник постоянного тока подключают к выводам первой фазы (рис. 48, а): плюс к началу фазы, минус к концу. К выводам других фаз поочередно присоединяют вольтметр постоянного тока. Если при замыкании ключа стрелка вольтметра отклоняется вправо, начало фазы будет присоединено к его минусу. При другом способе после определения своих выводов две произвольные фазы соединяют последовательно и подключают к сети переменного тока на пониженное напряжение (рис. 48, б). В случае отсутствия источника пониженного напряжения последовательно с фазами включают реостат или лампу. К третьей фазе подключается прибор (вольтметр переменного тока или лампа), фиксирующим наличие в ней напряжения. Переключением выводов второй фазы к концу первой подбирают такое соединение, при котором прибор показывает отсутствие напряжения в третьей фазе.
Рис. 3. Маркировка выводов трехфазных обмоток:
а — с помощью источника постоянного тока, б — подключением к сети переменного тока
Это свидетельствует о том, что соединены концы фаз. При соединении двух фаз разноименными выводами (конца с началом) прибор показывает наличие напряжения в третьей фазе. Присоединяя к первой фазе третью, а прибор ко второй, аналогичным образом маркируют третью фазу.
Двигатель может также не запускаться без нагрузки вследствие задевания ротора за статор, заклинивання подшипников, перекоса подшипниковых щитов. Заторможенный двигатель немедленно отключают от сети, так как проходящий в этом режиме по обмоткам пусковой ток в 4—7 раз превышает номинальный.
Двигатель с фазным ротором может устойчиво работать при частоте вращения в несколько раз меньшей номинальной. Это происходит при обрыве в одной из фаз ротора.
Обрывы в цепи фазного ротора определяют вольтметром при включенной в сеть обмотке статора Если вольтметр показывает одинаковое напряжение между зажимами всех трех фаз обмотки ротора, обрыв находится во внешней цепи ротора. В этом случае проверяют провода, соединяющие обмотку ротора с реостатом, и качество контактов между кнопками и ползунками реостата. Если напряжение на зажимах ротора равно нулю, имеется обрыв в обмотке ротора. В этом случае прежде всего проверяют качество скользящего контакта между щетками и контактными кольцами и соединения выводов роторной обмотки с контактными кольцами.
Пониженная частота вращения двигателя под нагрузкой может быть вызвана перегрузкой двигателя, пониженным напряжением сети, ошибочным соединением фаз обмотки статора звездой вместо треугольника, обрывом в одной из фаз обмотки статора при соединении фаз треугольником, обрывом нескольких стержней в обмотке короткозамкнутого ротора или увеличением сопротивления в цепи фазного ротора.
Двигатель перегревается под нагрузкой при повышенном или пониженном напряжении сети, перегрузке, нарушении вентиляции, соединении фаз обмотки треугольником вместо звезды, замыкании обмотки статора на корпус или между фазами.
Короткозамкнутый ротор перегревается при обрывах стержней «в беличьей клетке». Двигатель в этом случае издает гул, вибрирует, плохо запускается и не развивает нормальной частоты вращения.
Перегрев фазного ротора происходит из-за обрыва или плохого контакта в цепи обмотки и местного замыкания листов сердечника.
Вибрации двигателя под нагрузкой вызываются следующими причинами: несоосностью валов двигателя и механизма, неуравновешенностью ротора, обрывом стержней или короткозамыкающих колец, коротким замыканием в обмотках ротора или статора, износом подшипников, недостаточной жесткостью фундамента.
Исправный электродвигатель при работе издает шум, который возникает вследствие вибрации его частей. Различают следующие виды шумов: магнитный, механический, вентиляционный. Магнитный шум низкого тона, характерный для всех магнитных систем переменного тока, вызывается периодическим притяжением друг к другу листов сердечника. Механический шум обычно связан с работой подшипников. Интенсивный электромагнитный шум издает электродвигатель при обрывах и неправильном соединении фаз обмотки статора. Вентиляционный шум связан с колебаниями воздушных струн и в большой степени зависит от частоты вращения машины.
Магнитный шум сразу пропадает после отключения двигателя от сети, вентиляционный затихает постепенно по мере останова двигателя. По этим признакам можно определить вид шума.
Поврежденный подшипник качения является источником шума повышенной интенсивности. Свистящий звук указывает на отсутствие смазки. Скрежет служит признаком наличия твердых частиц в смазке (смазка загрязнена), поломки сепаратора или задевания вала за крышки подшипника. Стук в подшипнике возникает при большом износе подшипника скольжения и разрушении шариков или тел качения, или поверхности беговых дорожек в кольцах подшипника качения.
Характерные неисправности машин постоянного тока обычно связаны с состоянием поверхности коллектора и токосъемного устройства. Наиболее часто встречающийся дефект — искрение всех или части щеток, иногда сопровождающееся сильным нагревом коллектора и щеток. Причинами этого явления могут быть:
неправильная установка щеток (траверса повернута относительно заводских меток);
плохое состояние щеток (обгары, об том краев щеток, плохое прилегание их к поверхности коллектора);
износ боковых граней или заедание щетки в обойме щеткодержателя;
слабое закрепление и вибрация щеточного бракета;
слабое или стишком сильное, или неодинаковое прижатие щеток к коллектору;
биение коллектора или выступание над его поверхностью изоляции или отдельных коллекторных пластин.
Замыкание между пластинами коллектора может произойти в результате наличия щеточной пыли между пластинами и заусенцев на них.
