При замыкании между фазами ротора с контактными кольцами в обмотках статора протекает колеблющийся ток, превышающий номинальный. Ротор может вращаться с полусинхронной частотой вращения. Пробой между фазами ротора чаще всего происходит при пуске двигателя. Место замыкания между фазами статора или ротора можно определить после размыкания звезды или треугольника путем подачи на соединенные фазы напряжения от машины постоянного тока, например как и при замыкании на корпус. При междуфазном замыкании необходимо частично или полностью заменить обмотку.
Витковое замыкание. Наличие замкнутых витков в одной из фаз обмотки статора приводит к увеличению тока в этой фазе, двигатель работает с ненормальным гулом, короткозамкнутые витки перегреваются, изоляция витков горит, появляется дым. Если двигатель не будет отключен защитой, то витковое замыкание переходит в междуфазное или в замыкание па корпус. Витковое замыкание в обмотке ротора с контактными кольцами наиболее ярко проявляет себя в процессе пуска двигателя. Бо время' пуска величина тока в фазах статора меняется, короткозамкнутые витки обмотки ротора перегреваются и может появиться дым, время пуска затягивается.
Выявить витковое замыкание в обмотках статора и ротора без разборки двигателя можно при помощи опыта на трансформацию. Для этого обмотку статора включают на пониженное напряжение при разомкнутых кольцах ротора. В каждую фазу статора включают амперметр. При витковом замыкании в обмотке статора или ротора амперметры показывают разные токи. Далее медленно проворачивают ротор: если показания амперметров не зависят от положения ротора, то витковое замыкание — в обмотке статора, а если при повороте ротора показания амперметров меняются, то витковое замыкание — в обмотке ротора. Чтобы определить катушку с витковым замыканием, двигатель следует разобрать. Далее на пазовую часть одной активной стороны катушки нужно установить электромагнит переменного тока (рис. 69), а ко второй активной стороне этой катушки приложить ножовочное полотно или стальную линейку. При наличии виткового замыкания линейка притягивается к пазу переменным магнитным полем и вибрирует. Таким образом должны быть проверены все катушки статора. Если нет электромагнита, то катушку с витковым замыканием можно найти измерением сопротивления фаз переменному току. Для этого от сварочного трансформатора к каждой фазе поочередно подводят напряжение порядка 15-20% номинального и измеряют величину тока. Делением напряжения на ток находят фазу, имеющую минимальное сопротивление. После определения поврежденной фазы ее оставляют под напряжением, и катушка с короткозамкнутыми витками будет сильно нагреваться.
Если необходимо исключить катушку из схемы, то ее следует разрезать в лобовых частях. Вопрос о возможности исключения катушки из схемы решается по аналогии с замыканием катушки на корпус. Если невозможно исключить катушку, ее необходимо заменить новой.
Рис. 69. Определение виткового замыкания в обмотке машины переменного тока: 1— статор; 2 — электромагнит; 3 —проверяемая катушка; 4 — стальная линейка.
«Перевернута» одна из фаз обмотки. При включении двигателя с «перевернутой» фазой статора (перепутаны начало и конец фазы) токи в фазах двигателя выше номинальных и резко отличаются друг от друга, а ротор вращается с полусинхронной частотой вращения. При соединении обмотки статора в треугольник включение двигателя с перевернутой фазой равносильно короткому замыканию. В роторных обмотках такая неисправность встречается очень редко, и ее можно определить при опыте на трансформацию. При этом измеряют напряжение на кольцах ротора. Если из трех замеров вольтметр покажет 2 раза фазное напряжение, а один раз линейное — фаза «перевернута».
Если имеется сомнение в правильности разметки выводных концов обмотки, то следует провести маркировку выводных концов (способы маркировки приводятся далее).
Рис. 70. Проверка целости стержней короткозамкнутого ротора: 1 — электромагнит переменного тока; 2—проверяемый ротор; 3 — лист электрокартона со стальными опилками.
Обрыв стержней в беличьей клетке короткозамкнутого ротора. В последние годы указанная неисправность встречается относительно часто в роторах, залитых алюминием.
При работе двигателя с поврежденными роторными стержнями частота вращения ротора при одинаковой нагрузке на вал будет меньше, чем в таком же двигателе с исправным ротором. При значительном количестве поврежденных стержней ротор нагруженного двигателя останавливается, двигатель терпит аварию, если он не отключается защитой.
Во всех случаях двигатель с поврежденными роторными стержнями, работающий под нагрузкой, потребляет из сети повышенный ток и перегревается больше исправного двигателя.
Иногда наблюдается выход из строя роторных стержней, сделанных из латуни или меди. Это чаще всего бывает при внезапном заклинивании приводного механизма или при пуске электрического двигателя, приводящего во вращение неисправные механизмы с большими маховиками.
Если при эксплуатации двигателя появляются признаки неисправности беличьей клетки ротора, необходимо двигатель разобрать и проверить роторные стержни. Рекомендуется проверять целость стержней при профилактических ремонтах двигателя.
Проверять исправность беличьей клетки ротора лучше всего электромагнитом переменного тока и листом картона с чугунными или стальными опилками. Ротор ставят в раздвижной электромагнит, как показано на рисунке 70.
Желательно, чтобы оси полюсов электромагнита приближались к поверхности ротора в точках, отстоящих одна от другой на треть длины окружности ротора.
В обмотку электромагнита включают ток, переменным магнитным потоком наводится э. д. с. во всех роторных стержнях, ток протекает только по целым стержням. На поверхность ротора накладывают лист электрокартона со стальными опилками. Вдоль целых роторных стержней опилки рассыпаются. Если стержни повреждены, опилки не рассыпаются. Поворачивая ротор, можно проверить все роторные стержни.
Ремонт беличьих клеток роторов с медными или латунными стержнями проводится относительно просто. Поврежденные стержни извлекают из пазов, а вместо них забивают новые и приваривают их к замыкающим кольцам газовой сваркой.
Значительно сложнее ремонтировать беличью клетку, отлитую из алюминия. В этом случае поступают так. На токарном станке обрезают замыкающие кольца клетки ротора. Затем ротор опускают в 2%-ный раствор каустической соды, температура которого должна быть порядка 50° С, и выдерживают в течение суток. Далее ротор промывают горячей водой, шинуют латунными стержнями соответствующих пазу размеров и приваривают стержни к замыкающим кольцам газовой сваркой. Сечение замыкающих стержни колец должно быть в 4-5 раз больше сечения роторных стержней.
Очень эффективно алюминий из пазов ротора удаляется при погружении ротора в расплавленный свинец, но этот способ дороже. Нельзя выплавлять алюминий из пазов ротора в кузнечных горнах и печах, так как активная сталь ротора подвергается короблению. После ошиновки и сварки клетки необходимо провести статическую балансировку ротора.
Местные перегревы активной стали статора. В отдельных случаях активная сталь неравномерно нагревается, что вредно отражается на изоляции обмотки. Отдельные места активной стали нагреваются из-за отсутствия изоляции между листами.
Межлистовые замыкания появляются при задевании ротора о статор или при наличии оплавлений активной стали вследствие различных замыканий в обмотке статора. Обнаружить межлистовые замыкания можно при разборке двигателя.
