Между катушками одной фазы

Обмотку делят на две части (1 – 4 и 5 – 8) и мегаомметром проверяют соеди­нение между ними. Затем одну из частей, например, состоящую из катушек 5— 8, снова делят пополам (5 – 6 и 7 – 8) и проверяют их соединение с первой половиной обмотки. Мегаомметр показывает соединение части обмотки из катушек 5 и 6. Разделив эту часть обмотки снова пополам, определяют катушку 6, имеющую короткое замыкание.

В случае применения этого метода к обмоткам с параллельны­ми ветвями предварительно их разъединяют и устанавливают, в каких ветвях имеется соединение. Метод может быть исполь­зован и для определения места короткого замыкания между катуш­ками обмоток разных фаз, которые предварительно разъединяют. Устанавливают, между какими обмотками фаз имеется замыкаю­щее соединение, а затем одну из них последовательно делят на части. Мегаомметром проверяют соединение между одной из этих обмоток и частью другой.

Пазы статора с короткозамкнутыми витками можно найти, используя приспособление, которое может быть сделано в судовых условиях. Основным элементом приспособления (рисунок 10.23)является небольшой шарикоподшипник, туго насаженный на рукоятку из изоляционного, немагнитного материала. Внутреннее кольцо под­шипника зажато с обеих сторон круглыми фибровыми (гетинаксовыми) шайбами. Диаметр шайб должен быть больше наружного диаметра подшипника на 0,3…0,5 мм. Его наружное кольцо должно легко вращаться. Для определения пазов с короткозамкнутыми витками приспособление вводят внутрь статора и изоляционными шайбами опирают на его сердеч­ник. На обмотку статора подают пониженное напряжение. Под действием вращающегося магнит­ного поля наружное кольцо под­шипника будет вращаться. При­способление медленно перемеща­ют по внутренней окружности сердечника статора: над пазами с короткозамкнутыми витками вращение наружного кольца под­шипника прекратится.

Обрыв или плохой контакт в обмотках фаз. Внешним проявлением обрыва в одной из обмоток фаз при работе статора асинхрон­ного двигателя является увеличение потребляемого тока и нагрева, ненормальный гул. При соединении обмотки статора звездой дви­гатель не запускается, при соединении треугольником — запуска­ется, но разворачивается медленно. Так как причинами такого не­нормального режима могут быть неисправности в подводящей цепи, предварительно проверяют наличие полного напряжения на зажи­мах обмотки статора. В асинхронных двигателях с фазным ротором необходимо также предварительно проверить надежность контакта во внешней цепи ротора.

При проверке обмотки фазы статора, в которой имеется обрыв, можно воспользоваться мегаомметром или контрольной лампой. Если обмотка статора соединена звездой и нулевая точка выведе­на, подключая к ней один из зажимов мегаомметра, другой пооче­редно подсоединяют к выводам обмоток фаз. При подключении к обмотке фазы с обрывом мегаомметр покажет бесконечно боль­шое сопротивление и контрольная лампа не будет гореть. Если нулевая точка не выведена, зажимы мегаомметра подключают по­парно к выводам обмоток фаз. При соединении обмотки статора треугольником с выводом шести концов всех трех обмоток фаз размыкают одну из вершин треугольника и обмотки фаз проверяют в отдельности. Если же разъединить обмотки фаз нельзя (на пане­ли зажимов три вывода), определить в них обрыв мегаомметром невозможно. В этом случае замеряют омическое сопротивление между вершинами треугольника. Сопротивление, замеренное на зажимах поврежденной обмотки, будет в два раза больше, чем на неповрежденных зажимах.

У синхронных генераторов обмотку фазы с обрывом можно выявить замером напряжения на клемной колодке. При сое­динении звездой напряжение между выводами поврежденной и не­поврежденной обмоток будет равно нулю. При соединении треу­гольником такой замер напряжения позволяет выявить обмотку с обрывом только в том случае, если их выводы на доске зажимов можно разъединить. Напряжение в этом случае замеряют на каж­дой фазе отдельно.

После выявления поврежденной обмотки определяют место обрыва. Для этого один из зажимов мегаомметра подключают к се­редине обмотки, а второй – поочередно к ее выводам. Так опреде­ляют половину обмотки, имеющую обрыв. Поврежденную часть обмотки снова делят пополам и т. д. до тех пор, пока не находят место обрыва. Для подключения мегаомметра к изолированной час­ти обмотки изоляцию на соединительных проводах между катушеч­ными группами (катушками) зачищают либо прокалывают остры­ми щупами. Наиболее часто места обрыва встречаются в междукатушечных соединениях.

В обмотках фазного ротора обрыв или плохой контакт обычно появляется в соединительных хомутиках стержневой обмотки. Для определения поврежденного соединения замеряют падение напря­жения на хомутиках. Для этого с помощью пары щупов на стерж­ни, замкнутые хомутиком, подают напряжение от источника по­стоянного тока. В его цепь включают амперметр, регулируемый резистор и предохранитель. Падение напряжения на хомутике с плохим контактом, замеренное милливольтметром с помощью другой пары щупов, будет больше, чем на хомутиках с хорошим соединением.

Замыкание обмоток фаз на корпус. При выявлении места пробоя обмотки на корпус прежде всего определяют ее поврежденную фа­зу. Для этого соединения фаз между собой разъединяют. С помощью мегаомметра замеряют сопротивление каждой обмотки фазы относительно корпуса. При наличии пробоя на корпус мегаомметр показывает значительное снижение сопротивления. Под­ключенная к выводам поврежденной обмотки и корпусу машины контрольная лампа загорится.

Для определения места пробоя па корпус можно воспользовать­ся методом «прожигания». В машинах низкого напряжения при этом один вывод поврежденной обмотки и корпус машины подклю­чают к сети через предохранитель, рассчитанный на ток 30…40 А. Для регулирования силы тока в цепь включают реостат. Увеличен­ный ток, проходя через место замыкания на корпус, нагревает это место, изоляция обугливается, появляется дым, указывающий место замыкания. Ток в цепи замыкания на корпус следует увели­чивать постепенно. Чрезмерный ток в месте замыкания может при­вести к возникновению электрической дуги и повреждению провод­ников соседних, неповрежденных катушек и листов стали сердеч­ника. В машинах высокого напряжения при этом используется пониженное напряжение от специальной испытательной установки.

Пробой изоляции па корпус часто связан с ее повреждением в местах выхода обмотки из паза. Поэтому в машинах небольшой мощности для определения места замыкания на корпус может быть использован следующий метод. Поврежденную обмотку фазы и кор­пус машины подключают к сети через электрическую лампочку, рассчитанную на напряжение сети. После этого ударами молотка через деревянную прокладку осаживают все статорные зубцы в осевом направлении поочередно с обеих сторон. Осаживание зуб­ца в месте замыкания обмотки на корпус может привести к исчез­новению заземления и погасанию лампочки. Это и укажет на место пробоя.

Место пробоя в поврежденной обмотке фазы можно также оп­ределить магнитным методом. В этом случае один из выводов пов­режденной обмотки и корпус машины подключают к сети постоян­ного или переменного тока. Место расположения катушки, имеющей пробой на корпус, определяют с помощью тонкой стальной пласти­ны – щупа. Щупом проводят по пазам, в которых размещены сто­роны катушек поврежденной обмотки фазы, начиная от ее вывода, подключенного к сети.

Если по проводникам, лежащим в пазу, проходит ток, щуп при­тягивается. Ток идет по катушкам поврежденной обмотки фазы только до места заземления, а затем переходит на корпус. Поэтому при перемещении щуп перестает притягиваться к пазу, в котором лежит пробитая на корпус катушка. Для уточнения места пробоя к сети подключают другой конец поврежденной обмоткн и снова, перемещая щуп по пазам от подключенного к сети вывода обмотки, определяют паз, к которому он не притягивается. Выявленную та­ким образом неисправную катушку отсоединяют от остальной об­мотки и мегаомметром проверяют правильность определения места заземления.

Место замыкания обмотки на корпус можно определить, заме­ряя падение напряжения на выводах катушечных групп поврежден­ной обмотки фазы, подключенной к источнику постоянного тока (рисунок 10.24, а). Для ограничения тока и его регулирования в цепь контролируемой обмотки включают реостат. Один из зажимов милливольтметра подключают к корпусу машины, а выводом от второго зажима касаются проводников, соединяющих катушечные группы. Изоляцию этих проводников либо прокалывают острым щупом, либо зачищают. На выводах катушечной группы, имеющей замыкание на корпус, падение напряжения будет наименьшим.

Рисунок 10.24 – Схемы определения замыкания обмотки статора на корпус

Для замера падения напряжения можно воспользоваться также схемой на рисунке 10.24, б. В этом случае выводы поврежденной обмотки фазы соединяют вместе и к ним подключают один из зажимов источника постоянного тока. Второй зажим этого же источника подсоединяют к корпусу машины. Корпус источника не должен быть заземлен. Если это заземление необходимо, оно должно быть подключено к корпусу машины. Катушка, имеющая пробой на кор­пус, делит поврежденную обмотку фазы на две части, направление тока и падение напряжения в которых будут разными. Милливольт­метром замеряют падение напряжения на выводах катушечных групп. Отклонение стрелки милливольтметра в противоположную сторону по сравнению с предыдущим замером говорит о том, что проверяемая катушечная группа лежит по другую сторону от места пробоя. Если замыкание на корпус не находится непосредственно у выводов поврежденной катушечной группы, падение напряжения па ней будет минимальным.

Для определения в поврежденной катушечной группе катушки, имеющей замыкание на корпус, падение напряжения замеряют на выводах катушек. На выводах поврежденной катушки оно будет минимальным.

Место пробоя на корпус поврежденной обмотки может быть найдено путем ее последовательного деления на части. Вначале обмотку делят пополам. При этом соединение между катушечными группами (катушками) распаивают. Мегаомметром определяют половину обмотки, имеющую замыкание на корпус. Ее снова делят на части и т. д. до тех пор, пока не выявят поврежденную катушеч­ную группу и катушку.

Повреждения обмоток короткозамкнутых роторов типа «беличьей» клетки. Наиболее часто встречающимися в процессе эксплуатации видами повреждений обмоток ротора этого типа явля­ются обрывы или подгорание роторных стержней у мест их соеди­нения с короткозамыкающими кольцами. Возможны также обрывы стержней впазовой части ротора, разрыв короткозамыкающих ко­лец, трещины в стержнях и короткозамыкающих кольцах. Причи­нами этих повреждений могут быть большие механические напря­жения, вызванные нагревом или дефекты изготовления обмоток.

Обрывы в стержнях приводят к снижению мощности двигателя: его частота вращения уменьшается, имеет место нагрев ротора, а иногда и ток статора возрастает. Работа двигателя сопровождается гулом и вибрацией. При этом ток в цепи обмотки статора пульсирует с часто­той скольжения.

Иногда даже тщательным осмотром ро­тора нельзя определить первые обрывы стержней. Покровные эмали поверхности ротора и статора сохраняют свой первона­чальный вид. Лишь в непосредственной бли­зости от разрывов на пакетах стали сердеч­ника ротора имеются цвета побежалости, позволяющие судить о наличии местного нагрева. В пазах с оборванными стержнями отмечаются следы черной пыли, наблюдает­ся расслаивание пакета стали ротора.

Если тщательный наружный осмотр ро­тора не позволяет выявить имеющиеся де­фекты в его короткозамкнутой обмотке, для их обнаружения могут быть использованы различные способы.

Для определения целостности роторных обмоток без разборки асинхронного двигателя может быть использован метод, основан­ный на изменении сопротивления ротора. Измерения произ­водят с помощью амперметра переменного тока и автотрансформа­тора (рисунок 10.25).

Если обмотки статора соединены звездой и нулевая точка выве­дена, пониженное напряжение от автотрансформатора подводится к одной из обмоток фаз и нулевой точке. Амперметр включается через трансформатор тока. Вольтметр в схеме предназначен для контроля за постоянством напряжения сети в момент измерений. Амперметр и вольтметр желательно выбирать из числа самопишу­щих (например, Н307, Н353, Н355, Н390). Для этой цели можно использовать и обычные стрелочные приборы, чувствительные к незначительным изменениям измеряемых величин. После сборки схемы при помощи автотрансформатора устанавливают величину проходящего через обмотки тока (8…2 А). Затем включают лен­топротяжный механизм самопишущего амперметра и предваритель­но расторможенный и отсоединенный от механизма электродвига­тель медленно проворачивают вручную на один полный оборот. Если все стержни ротора исправны и в короткозамыкающих коль­цах нет разрывов, то на протяжении всего времени вращения элект­родвигателя показания амперметра не изменяются. В тех случаях, когда на стержнях или кольцах имеются трещины, стрелка ампер­метра за один полный оборот ротора отклоняется в сторону умень­шения тока столько раз, сколько полюсов у статорной обмотки.

По величине изменения тока можно судить о степени разруше­ния короткозамкнутой обмотки ротора. При постоянстве напряже­ния и соответствующей чувствительности амперметра удается обнаружить, например, трещину в одном из 40 стержней рабочей клетки двухклеточного электродвигателя. Если электродвигатель многоскоростной и выполнен с несколькими независимыми статорными обмотками, то измерения можно повторить, подключая выход автотрансформатора поочередно к каждой обмотке. Частота вра­щения ротора и скорость протяжки бумаги самопишущего ампер­метра должны быть такими, чтобы на небольшом отрезке диаграм­мной бумаги удалось получить отчетливую запись изменений тока. Для определения поврежденного стержня при наличии трещин пли обрыва в его пазовой части можно воспользоваться стальной пластиной. Для этого ротор несколько выдвигают из статора и за­клинивают с помощью небольших деревянных клиньев. На обмотку •статора подают пониженное напряжение (0,2…0,25 номинального). Пластину накладывают на каждый паз выступающей части ротора так, чтобы были перекрыты два зубца. Если пластина перекрывает паз с исправным, неповрежденным стержнем, она притягивается к зубцам и дребезжит; если в пазу находится поврежденный стер­жень, притяжение и дребезжание пластины ослабевают или исчезают.