Измерение сопротивления обмоток
Измерение сопротивления обмоток
Для измерения сопротивлений обмоток применяют в основном способ моста и способ амперметра-вольтметра. Первый способ заключается в сравнении измеряемого сопротивления с заранее известным. Схема моста (рис. 14, а) состоит из четырех резисторов: измеряемого и трех известных Ю, Я2 и ЦЗ. При отсутствии тока в диагонали моста, в которую включен чувствиТельный гальванометр Г, измеряемое сопротивление
Рис 14 Измерение сопротивления обмоток:
а — по схеме моста; б — методом амперметра вольтметра
Для измерения сопротивления сначала включают батарею Б. Кнопкой К1 дают некоторую выдержку времени, чтобы в плечах моста установились токи, а затем включают кнопку К.2 и фиксируют ноказание прибора.
Недостатком способа моста данной схемы является то, что им можно пользоваться с достаточной точностью только для измерения сопротивлений больше 1 Ом, и чем меньше измеряемое сопротивление, тем меньше точность измерения. Для измерения малых величин сопротивлений служат двойные мосты. С достаточно высокой точностью ими измеряют сопротивления обмоток катушек полюсов и якорей, величины которых составляют порядка 0,001 Ом.
Способ амперметра-вольтметра (рис. 14, б) более распространен. Основан он на непосредственном применении закона Ома. При применении приборов (амперметра и вольтметра) класса 0,2—0,5 обеспечивается высокая точность измерения. Сущность этого способа заключается в следующем. При прохождении по обмотке постоянного тока амперметром замеряют ток в цепи, а вольтметром — падение напряжения на зажимах обмотки. Измеряемое сопротивление получается как частное от деления падения напряжения на обмотке <1 на ток I:
где I и І1 — соответственно показания амперметра и вольтметра.
Принципиальная схема состоит из измеряемого сопротивления Ях> амперметра А, регулйровочного резистора Я1, выключателя К и милливольтметра тУ. Милливольтметр подключают при помощи щупов непосредственно на зажимы замеряемого сопротивления для получения более точных результатов. Следует иметь в виду, что омическое сопротивление обмоток машин очень мало, поэтому состояние переходного контакта в месте присоединения милливольтметра может внести значительные погрешности.
Замер омического сопротивления обмоток якорей катушек полюсов делают в «холодном состоянии» (под термином «холодное состояние» обмотки понимается такое состояние машины, при которой температура любой ее части отличается от температуры окружающей среды не более чем на 3°С). «Холодное состояние» обычно определяют по температуре коллектора. Для этой цели шарик термометра обертывают листовым станиолем и плотно прикладывают на 5—6 мин к поверхности коллектора.
Для замера омического сопротивления якоря вольтметр (или милливольтметр) присоединяют при помощи щупов, которыми касаются двух коллекторных пластин, расположенных под серединой щеток различной полярности и находящихся на расстоянии одного полюсного деления. Для повышения точности делают три замера при различных значениях тока, изменяя его перемещением подвижного контакта резистора, и берут среднее значение. Полученную величину сопротивления при данной температуре окружающей среды принимают для расчетов.
Из электротехники известно, что сопротивление проводников не остается постоянным при изменении температуры — при ее увеличении оно возрастает. Увеличение сопротивления на 1 Ом при повышении температуры на 1°С называется температурным коэффициентом, величина которого для меди равна 7235- Обычно величину расчетного сопротивления в технической документации указывают при температуре 15°С. Для сравнения измеренного сопротивления Ях с расчетным полученную величину приводят к температуре 15°С по формуле
где Яг — измеренное сопротивление, Ом;
1 — температура, °С;
235 — температурный коэффициент меди.
Если, например, сопротивление, измеренное при температуре 5°С, составляет 0,030 Ом, то сопротивление Ях при температуре 15°С
Онлайн журнал электрика
Статьи по электроремонту и электромонтажу
- Справочник электрика
- Бытовые электроприборы
- Библиотека электрика
- Инструмент электрика
- Квалификационные характеристики
- Книги электрика
- Полезные советы электрику
- Электричество для чайников
- Справочник электромонтажника
- КИП и А
- Полезная информация
- Полезные советы
- Пусконаладочные работы
- Основы электротехники
- Провода и кабели
- Программа профессионального обучения
- Ремонт в доме
- Экономия электроэнергии
- Учёт электроэнергии
- Электрика на производстве
- Ремонт электрооборудования
- Трансформаторы и электрические машины
- Уроки электротехники
- Электрические аппараты
- Эксплуатация электрооборудования
- Электромонтажные работы
- Электрические схемы
- Электрические измерения
- Электрическое освещение
- Электробезопасность
- Электроснабжение
- Электротехнические материалы
- Электротехнические устройства
- Электротехнологические установки
Измерение сопротивления обмоток электродвигателей постоянному току
Цель проведения измерений сопротивления обмоток электродвигателей неизменному току – выявление изъянов (некачественных соединений, витковых замыканий), ошибок в схеме соединений, также уточнение характеристик, применяемых при расчетах и наладке режимов, регуляторов и др.
Измерения, в особенности у больших электродвигателей, следует делать с особенной тщательностью и высочайшей точностью. Сопротивление обмоток электродвигателей неизменному току определяют или при помощи амперметра и вольтметра, или двойным мостом . Если сопротивление больше 1 Ома, то нужная точность измерений достигается одинарным мостом .
У электродвигателей, имеющих только три вывода обмотки статора (соединение обмоток в звезду либо треугольник выполнено снутри электродвигателя), сопротивление неизменному току определяют меж выводами попарно. Сопротивление отдельных фаз в данном случае определяется из последующих выражений:
1. Для соединения в звезду (рис. 1,а)
При схожих значениях измеренных сопротивлений:
2. Для соединения в треугольник (рис. 1,б)
При схожих значениях измеренных сопротивлений:
Рис. 1. Схемы измерения сопротивления обмоток трёхфазных электродвигателей при соединении обмоток: а – в звезду; б – в треугольник
При измерении сопротивления особенное значение имеет правильное определение температуры обмотки. Для измерения температуры используют как заложенные температурные индикаторы, так и встраиваемые указатели температуры и температурные индикаторы, которые должны быть введены не позже чем за 15 мин до начала измерения сопротивления.
Для измерения температуры обмоток электродвигателей мощностью до 10 кВт устанавливают один указатель температуры либо температурный индикатор, для электродвигателей мощностью до 100 кВт – более 2-ух, для электродвигателей мощностью от 100 до 1000 кВт – более 3-х, для электродвигателей выше 1000 кВт – более 4.
В качестве температуры обмоток принимается среднее арифметическое измеренных значений. При измерении сопротивлений обмоток электродвигателя в фактически прохладном состоянии температура обмоток не должна отличаться от температуры среды более чем на ± 3 °С.
Если нереально конкретно измерить температуру обмоток, электродвигатель должен находиться в нерабочем состоянии до измерения сопротивления обмоток в течение времени, достаточного для того, чтоб все части электродвигателя фактически приняли температуру среды. Изменение температуры среды за этот период времени не должно быть более ± 5 °С. В качестве температуры обмоток электродвигателя при всем этом принимают температуру среды в момент измерения сопротивлений. Измерение сопротивления повторяют пару раз.
Измерения при помощи амперметра и вольтметра делают трижды при разных значениях тока. При применении мостовых схем перед каждым измерением следует нарушать равновесие моста. Результаты измерений 1-го и такого же сопротивления не должны отличаться от среднего более чем на 0,5 %, в качестве реального сопротивления принимается среднее арифметическое результатов всех измерений, удовлетворяющих этому требованию.
Результаты измерений по отдельным фазам сравниваются меж собой, также с плодами прошлых (в том числе промышленных) измерений. Для сопоставления результатов измерений, проведенных при разных температурах обмоток, измеренные значения приводят к одной температуре (обычно к 15 либо 20 °С).
Пересчёт сопротивлений с одной температуры на другую может быть произведён по выражениям: (для алюминия):
Измерение сопротивления изоляции электродвигателя
Сопротивление изоляции электродвигателя — это один из очень важных параметров. Он является достаточно важным для нормальной эксплуатации электрического устройства, а потому с определенной периодичностью его необходимо измерять. Основная цель измерений — это проверить состояние изоляции и определить пригодность машины для проведения последующих испытаний или работы.
Почему необходима проверка изоляции?
Здесь важно понять, что те материалы, которые применяются в качестве изоляционной обмотки для электрического двигателя, по сути своей не являются чистыми диэлектриками. Все они в большей или меньше степени проводят электрический ток. Это во многом зависит от их физических и химических свойств.
Вам будет интересно: Психология. Рассудительность — это.
Помимо того, что на показатель сопротивления изоляции влияют эти факторы, здесь нужно учесть еще и то, что такая характеристика как влажность играет очень важную роль. Кроме того, механические повреждения, а также возможные разнообразные загрязнения и пыль могут негативно сказываться на данной характеристике. Из-за всех этих факторов такая операция как измерение сопротивления является неотъемлемой частью рабочего процесса электрического двигателя.
Общие сведения о проверке
Проверять сопротивление изоляции электродвигателя необходимо в то время, когда машина находится в практически холодном состоянии, то есть до начала ее работы. Есть еще несколько определенных условий, которые необходимо соблюдать, чтобы показания проверки были истинными. Во-первых, сопротивление изоляции обмоток у электрического двигателя на номинальное напряжение обмотки до 500 В, измеряется с использованием мегаомметра на 500 В. Если номинальное рабочее напряжение обмотки составляет более 500 В, то необходимо сменить устройство на более мощное, до 1 кВ.
Иногда, чтобы измерить сопротивление изоляции электродвигателя, то есть его обмоток, необходимо использовать достаточно мощное измерительное оборудование. Чаще всего это относится к тем случаям, когда номинальное рабочее напряжение самого электрического оборудования составляет до 6 кВ. В таком случае нужно использовать мегаомметр на 2,5 кВ, который дополнительно имеет моторный привод или же статическую схему выпрямления переменного напряжения.
Измерение изоляции по отношению к разным деталям
Когда речь идет об измерении сопротивления изоляции электродвигателя, то здесь нужно понимать, что оноопределяется по отношению к чему-либо. Если проводятся измерительные работы по отношению к корпусу машины или обмоткам, то их нужно осуществлять поочередно для каждой цепи.
Замер сопротивления изоляции электродвигателя, а точнее его обмоток с трехфазным током, которые обычно сопряжены в такие соединения, как звезда или треугольник, осуществляется сразу для всей обмотки по отношению к корпусу, а не поочередно, как это было описано до этого.
Вам будет интересно: Международные отношения в начале 20 века: особенности и основные принципы
Обмотка с водяным охлаждением
Измерение сопротивления изоляции электродвигателя, который обладает обмоткой с непосредственным водяным охлаждением, должно проводится с использованием мегаомметра, имеющего встроенное экранирование. Здесь нужно обратить внимание на то, что зажим, который соединен с экраном, должен быть присоединен к водосборному коллектору. Сами же коллекторы не должны иметь никакой металлической связи с внешней системой питания обмоток дистиллятом.
После того, как все измерения в цепи будут окончены, необходимо разрядить ее. Для этого применяется электрическое соединение с заземленным корпусом машины. Если номинальное рабочее напряжение обмоток составляет 3 кВ и более, то время электрического соединения с корпусом должно быть следующим:
- электрического оборудование, мощность которого составляет до 1000 кВт (кВ*А) — продолжительность не менее 15 секунд для полного сброса;
- если нужно разрядить машину, чья мощность превышает 1000 кВт, то время должно быть увеличено до 1 минуты и более.
Для разрядки так же может использоваться все тот же мегаомметр. Если применить прибор с показателем мощности 2,5 кВ, то время на разрядку любого электродвигателя, вне зависимости от его мощности — не менее 3 минут.
Сопротивление ротора и статора
Допустимое сопротивление изоляции электродвигателя — это один из основных его показателей, которые свидетельствуют о состоянии изоляционной обмотки как ротора, так и статора электрического двигателя. Здесь стоит сказать о том, что проведение измерительных работ на обмотке статора всегда сопровождается определением такого показателя, как коэффициент абсорбции.
Проводить измерение сопротивления изоляции ротора можно лишь на синхронном оборудовании, а так же на электрических двигателях, имеющих фазный ротор. При этом напряжение должно составлять 3 кВ или более либо же мощность должна находиться выше 1 МВт. Для такого оборудования сопротивление изоляции должно составлять не менее 0,2 МОм. Норма сопротивления изоляции электродвигателя будет увеличиваться с ростом его эксплуатационных характеристик. Здесь же стоит сказать, что коэффициент абсорбции так же определяется только при наличии напряжения более 3 кВ или мощности более 1 МВт.
Подготовка прибора для измерения
Для того чтобы успешно провести все замеры, необходимо подготовить оборудование.
Для начала нужно зарядить батарею или же аккумулятор, если используется мегаомметр MIC-2500. После этого необходимо установить значение испытательного напряжения. Если для измерения, к примеру, используется стрелочный прибор ЭСО202, то он должен располагаться строго горизонтально. Для этого же прибора перед началом работ нужно установить не только значение напряжения, но и требуемый предел измерений, установить шкалу. После этого нужно проверить работоспособность измерительного аппарата. Для этого нужно замкнуть измерительные щупы устройства между собой и начать вращать рукоять генератора. Частота вращения должна быть 120-140 оборотов в минуту. При таких параметрах стрелка прибора должна показывать «0». После этого щупы размыкаются, а ручку нужно снова начать вращать с прежней скоростью. В этом случае аппарат должен показывать сопротивление 104 МОм.
Подготовка электрического двигателя к проверке
Кроме того, прежде чем перейти к проверке сопротивления изоляции электродвигателя, необходимо открыть его вводное устройство, которое называют борно. После этого изоляторы должны быть тщательно протерты от любых загрязнений и пыли. Только после этого допускается подключение измерительного прибора согласно его схеме.
Во время непосредственного измерения сопротивления необходимо снимать показания с аппарата каждые 15 секунд. Реальным значением сопротивления обмотки считается значение, которое будет снято через 60 секунд после начала процедуры. А соотношение значений снятых за 60 секунд к значению, полученному через 15 секунд, называется коэффициентом абсорбции, о котором говорилось ранее.
Результаты измерений
Если электрический двигатель отличается номинальным рабочим напряжение в 0,4 кВ, то есть входит в группу приборов с напряжением до 1000 В, то проведение измерения мегаоометром, мощность которого 2,5 кВ в течение одной минуты, считается высоковольтным испытанием.
Чтобы избежать негативного результата при измерении сопротивления обмотки статора у синхронного двигателя, необходимо закоротить и заземлить обмотку ротора. Если этого не сделать, то негативным результатом станет то, что во время измерения будет повреждена изоляция ротора.
Анализ состояния обмоток электродвигателей
Неисправности и отказы двигателей могут нарушить производственный поток и, как следствие, снизить его эффективность и уменьшить доходы. Поэтому важно периодически осматривать эти устройства, а во время этих работ также проверять обмотки электродвигателей. Определить текущее состояние и степень износа двигателя можно несколькими способами. Самое главное — проверить условия работы устройства, проверить состояние корпуса и изоляции обмоток.
Периодические проверки
Проверка обмотки — это только одна часть диагностики, которую следует проводить на предприятии. Помимо измерения вибрации движущихся частей, тепловизионных испытаний, лазерной центровки и динамической балансировки, регулярные измерения и испытания обмоток помогают продлить срок службы двигателя и предотвратить чрезмерное потребление энергии. Поэтому измерение состояния обмоток электродвигателей должно быть постоянным элементом регулярных проверок этих устройств.
Стоит заранее спланировать простои производства, чтобы выполнять работы по техническому обслуживанию и ремонту и, таким образом, предотвратить преждевременный износ машин, который может привести к незапланированным и дорогостоящим простоям самих электродвигателей и даже всего производства.
Однако имейте в виду, что существуют дополнительные факторы, которые влияют на нагрузку на двигатель, например, цикличность, колебания нагрузки и условия эксплуатации. В таком случае следует планировать более частые проверки, чтобы свести к минимуму риск отказа.
Основная информация по анализу состояния обмотки двигателя
Проверка состояния обмоток — это неинвазивный метод, который, помимо электродвигателей, также используется для генераторов и трансформаторов. Измерения можно проводить одновременно с измерением тока двигателя и изоляции обмоток. Тогда получаются сложные и очень подробные результаты.
Анализ состояния обмотки — это первый шаг к установлению эталона жизненного цикла двигателя. Таким образом, можно обнаружить возможные угрозы для состояния обмотки, связанные с условиями эксплуатации устройства. Они включают механические условия и факторы окружающей среды, а также поломки и отказы энергосистем. Анализируя значения измерений тока двигателя, легко определить неисправность изоляции обмотки.
Регулярные испытания позволяют проверить диэлектрическую прочность изоляции, которая защищает двигатель от преждевременного выхода из строя. Кроме того, испытание обмотки, будь то двигатель переменного или постоянного тока, можно провести на месте.
Таким образом, испытания изоляции обмоток позволяют минимизировать риск выхода из строя электродвигателей и повысить эффективность производства. Кроме того, они помогают снизить стоимость возможного обслуживания, поскольку потенциальные проблемы обнаруживаются достаточно рано.
Резюме
Благодаря профилактическому обслуживанию можно сэкономить время, деньги и энергию. Раннее обнаружение потенциальных проблем и предотвращение их возникновения эффективно продлевает срок службы устройств, используемых в промышленных процессах.
