Как определить работоспособность электродвигателя

В электрической машине нет движущихся частей, имеющих механическое сопряжение. Поэтому срок службы электродвигателя бесконечно велик, чисто теоретически он вечен. Однако столкновение с суровой действительностью приводит к тому, что он может выйти из строя уже при первом включении. В этой статье пойдет речь о типичных неисправностях электромоторов и способах их диагностики.

Виды неисправностей

Они бывают двух типов:

1. Электрические. Возникают в девяноста случаях из ста.
2. Механические. Крайне редки, их возникновение связано с человеческим фактором. Это может быть производственный брак или варварское отношение к технике рабочего персонала. Не исключен и выход из строя подшипников качения на валу машины, но на практике для подобного казуса электродвигатель должен непрерывно проработать несколько лет. Все они характеризуются одним признаком: при попытке вращать вал рукой происходит его полное или частичное заклинивание. Такие электрические машины к использованию непригодны и подлежат ремонту в специализированной мастерской.

Основные электрические неисправности

• Двигатель не запускается и не издает никаких звуков, запахов, приборы защиты не срабатывают. Классическая неисправность из категории «забыл включить». Проверьте, есть ли напряжение в сети, работают ли приборы управления – контакторы, магнитные пускатели.
• Электродвигатель гудит, вал не вращается. Причиной этого является отсутствие вращающегося магнитного поля в статоре. В трехфазных электрических машинах наверняка не запитана одна из обмоток. В однофазных – неправильно работает нагрузка, обеспечивающая сдвиг на 90⁰. Первым делом снимается питающее напряжение, поскольку в короткозамкнутом роторе возникает пусковой ток, который в три — четыре раза выше номинального питающего. Если в цепи управления нет приборов защиты – автоматических выключателей, тепловых реле, то может произойти расплавление диэлектрического лака обмоток с последующим частичным (межвитковым) или полным (между фазами или корпусом) замыканием. Проверяется подключение фазы в клеммном щитке двигателя и ее наличие в питающем кабеле, надежность замыкания контактов магнитных пускателей, правильность работы фазосдвигающего элемента схемы управления.
• Если греется электродвигатель, то это не всегда признак электрической неисправности. Возможно, на валу слишком большое усилие, из-за чего по обмоткам течет чрезмерно сильный ток. Но также это случается при недостаточно надежном электрическом контакте в клеммной коробке. Например, при силе тока свыше 50 А на концы проводников надо устанавливать плоские высоковольтные наконечники, которые меньше греются из-за отсутствия в них поверхностных токов Фуко. Допустимо, чтобы корпус машины был слегка теплым. Если ощущается покалывание или жжение, то это повод остановить ее. Обратите внимание: когда ощущается запах горелой изоляции, то к двигателю лучше не прикасаться рукой, поскольку можно получить удар током. Используйте тестер-пробник с неоновой лампой. Если пренебречь нагревом, то изоляционный лак расплавится, и течение аварии примет необратимый характер – случиться одно или все три вида замыканий: межвитковое, между фазными обмотками, между корпусом электромотора и обмотками. В последнем случае возможно поражение персонала током и возникновение пожара.
• При попытке включения срабатывают приборы защиты. Искры, пламя, дым, запах горелой изоляции. Этот казус редко случается неожиданно. Обычно ему предшествуют все перечисленные выше признаки – отказ вращаться, «мычание», нагрев. Однако это происходит и в том случае, если при подключении к питающему кабелю неправильно определено начало и конец независимых фазных обмоток, что приводит к короткому замыканию между ними.

Однофазные универсальные коллекторные двигатели, которые работают в ручном инструменте и ряде приборов бытовой техники, например, в стиральных машинах, запускаются всегда, поскольку им не требуется сдвига фаз. Если они не включаются, то нет питания – из-за обрыва в обмотке, неисправности выключателя или питающего кабеля. Межвитковый пробой у них сопровождается потерей мощности.

Самое слабое место таких двигателей – щеточный узел, являющийся подвижным скользящим контактом, склонным к механическому износу. Искрение щеток не является прямой неисправностью, но его усиление сигнализирует о том, что электрическая связь с коллектором ослабла. Из-за этого возрастает ток, текущий по обмоткам якоря и статора, что вызывает их нагрев, расплавление диэлектрического лака, физическое перегорание проводников, замыкание между витками или на корпус.

Проверка электродвигателей

Нередко электрикам попадаются электромоторы неизвестного происхождения с темным прошлым. Перед их установкой и подключением они требуют обязательной проверки. В Сети немало советов о том, как прозвонить электродвигатель. При этом упоминаются мегомы, амперы и вольты. Но весь фокус в том, что вам надо именно «прозвонить» холодный мотор, не подавая при этом на обмотки фазного напряжения. Делается это с помощью мультиметра в режиме звуковой сигнализации. Если проводники уже соединены в клеммном щитке звездой или треугольником, то порядок действий следующий:

1. проверяете прохождение тока между корпусом и фазными выводами – надо коснуться каждого из них, держа второй щуп прижатым к винту с мнемосимволом «земля». Результат должен быть отрицательным;
2. проверяете целостность обмоток, удерживая один из щупов на любом из выводов и последовательно касаясь других. Мультиметр должен издавать писк.

Если в щитке двигателя есть только концы проводов, то определяется начало и конец фазной обмотки. Для этого используется тот же мультиметр с пищалкой. В итоге у вас должно получиться три пары проводников, между общими концами которых прозвон проходит, а с соседними – нет.

Только после этого можно подключать электродвигатель к питающему кабелю и осуществлять пуск. Межвитковое замыкание не приводит к немедленной аварии, поэтому замеры силы тока можно провести на моторе под рабочей нагрузкой. Лучшим прибором для этого являются измерительные клещи, позволяющие избежать прямого контакта с токоведущими частями. Характерным признаком неисправности является перекос величины тока в одной из обмоток. Обычно это значение равно 1,73 раза. При включении катушек звездой ток в поврежденной будет больше, а если используется треугольник, то меньше.

Замер сопротивления обмоток с помощью мультиметра – это заведомый обман, поскольку длина проводника слишком большая, мощности батарейки «Крона» не хватит. Для этого используется гальванический мегомметр с собственным источником тока. Если его нет, то найдите аккумулятор 12 вольт и пустите по обмотке ток. Высчитайте сопротивление, используя закон Ома.

Кто ты, незнакомец?

Добыв двигатель неизвестного происхождения, вы можете не обнаружить на его корпусе шильдика с характеристиками поэтому остро встает вопрос о том, как узнать мощность электродвигателя и пригоден ли он к использованию в вашем случае. Конечно, можно заняться мудрыми вычислениями. Но гораздо проще все решается способом физических измерений.

1. Диаметр статоров электродвигателей одной мощности примерно одинаков. Имеете неисправный, но с маркировкой? Сравните его с найденным.
2. Вес электромоторов напрямую зависит от количества выдаваемых им киловатт. Если корпус современный, силуминовый, то 1 кВт – это 10 килограмм. Со старинным чугунным можете накинуть еще пять.

Кроме мощности, интересна и скорость вращения электродвигателя. Она зависит от количества полюсов. Если на статоре три обмотки, то их два, а скорость вращения равна частоте сети, умноженной на 60: 50 Гц ^х 60 = 3000 об/мин. Каждая последующая группа дополнительных обмоток увеличивает количество полюсов вдвое, а обороты уменьшает на то же значение.

Для их подсчета можно попытаться использовать остаточное намагничивание ротора. Для этого в одну из фазных обмоток включают стрелочный амперметр с пределом измерений в 100–200 мА. Аккуратно поворачивают вал двигателя, совершая полный оборот. Считают число отклонений стрелки. Это и есть количество полюсов.

В противном случае надо снять крышку корпуса со стороны крыльчатки и посчитать число обмоток.

Теперь вы имеете представление о характерных признаках неисправностей и о том, как проверить электродвигатель. Если у вас есть хоть малейшие подозрения, что электрическая машина не вполне «здорова», лучше откажитесь от ее использования и найдите замену, ведь жизнь и здоровье дороже.