Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Научный журнал Фундаментальные исследования ISSN 1812-7339 Перечень ВАК ИФ РИНЦ 1,441

Что такое витковое замыкание в двигателе

Короткое замыкание обмотки ротора является одним из распространённых и в то же время трудно определяемых неисправностей в синхронном генераторе (СГ).

Выявление на ранних стадиях признаков неисправности является важной задачей при эксплуатации СГ [1], поскольку развитие дефекта в обмотке приводит к оплавлению меди витков и прогоранию витковой изоляции. В результате происходит появление высокочастотного колебательного процесса в цепи возбуждения, порождающего пробой изоляции в наиболее ослабленных местах [2]. Нарушается симметрия магнитного тяжения полюсов, что создает дополнительную механическую нагрузку на шейку вала, вызывающую появление микротрещин, при которых дальнейшая эксплуатация СГ невозможна.

Существующие способы выявления витковых замыканий можно разделить на следующие группы: тепловые, параметрические, частотные, вибрационные и методы активной диагностики. Известные существующие способы выявления витковых замыканий, такие как использование индукционных преобразователей [3] или импульсного воздействия на обмотку ротора [4], полностью не решают данную проблему или для их реализации необходима установка дополнительных средств измерения в конструкцию СГ.

Исследовать возможности искусственной нейронной сети (ИНС) при диагностике и выявлении межвитковых замыканий в обмотке ротора синхронного генератора.

Идея использования искусственной нейронной сети для диагностики межвиткового замыкания в обмотке ротора СГ основывается на том, что при поддержке постоянной величины напряжения на выводах СГ существует взаимосвязь между магнитодвижущей силой обмотки ротора F = Ifw и током ротора If. В момент неисправности магнитное поле генератора будет уменьшаться, что станет причиной изменения электродвижущей силы, которая влияет на величину реактивной мощности Q. Поскольку Q зависит от If, то при одном и том же значении тока возбуждения If величина МДС зависит от изменения количества витков обмотки ротора. Таким образом, витковое замыкание в обмотке ротора можно выявлять, определяя изменения соотношений параметров P, Q и If, причем эти параметры генератора будут являться входными нейронами ИНС [5, 6].

Обучение ИНС на основе экспериментальной машины с заранее известным количеством замкнувшихся витков позволит не только определить наличие повреждения, но и оценить его тяжесть.

Экспериментальная установка. Для диагностирования витковых замыканий у синхронных генераторов была создана экспериментальная установка, показанная на рис. 1. В ее состав входят: синхронный генератор (ГАБ-4-Т/230) 1, приводимый во вращение асинхронным двигателем, питаемым частотным преобразователем (Altivar 71) 4.

Для имитации виткового замыкания в синхронном генераторе с параметрами, приведенными в табл. 1, были выведены с обмотки ротора через дополнительные контактные кольца 2 отпайки 3 (4, 10 и 30 % витков полюса).

Что такое витковое замыкание в двигателе

В процессе эксплуатации электрооборудования, а в частности рассмотрим асинхронные электродвигатели и коллекторные , к примеру электродрели, имеют свойство ломаться. Конечно, если обслуживающий персонал свои обязанности исполняет добросовестно и своевременно реагирует даже на незначительные изменения или сбои в работе электрооборудования. То на этом участке «печальных» минут будет меньше. Но в жизни все бывает: не сработала защита или автоматика, казалось бы, по номиналам все стоит «чики – чики», но движок сгорел, а бывает что «не догорел». К таким неисправностям обмоток статора или якоря, относится витковое замыкание. От чего это происходит? В большинстве случаев, это случается от перегрева. Слой лака, которым пропитывается обмоточный провод, имеет какие-то температурные пределы, выше которых, он просто разрушается. И витки между собой соединяются, достаточно одной такой спайки и двигатель не исправен. «Такая болячка, лечится только хирургическим вмешательством». Само по себе не пройдет или пропитать лаком, вряд ли что даст. Такой двигатель надо отдавать на перемотку.

Специалисты обмотчики разберутся, можно в таких случаях менять только секцию, если это позволяет. Мы такую работу называли «химией». Но в прямом смысле, это понимать, как хартура, не стоит. Это полноценный ремонт и на дальнейшей работоспособности это не отразится. Но чтобы сделать заключение о витковом замыкании, его нужно сначала определить. Способов этих не так уж и много. Если у двигателя в барно, выходит шесть проводов, то это поиск упрощает. Надо разобрать схему подключения, найти катушки фаз. Это делается тестером. И теперь представим, что перед нами обыкновенный трансформатор, с одинаковыми тремя обмотками. Подаем на одну обмотку напряжение 12, 24, 36 в. А на других катушках производим замеры, если все нормально, то на двух других катушках, будет такое же напряжение. Катушка с витковым замыканием, напряжение показывать не будет. Если у двигателя в барно только три конца (соединение звездой), то здесь определить витковое будет сложней. Для проверки таким методом, необходимо вывести общую точку из схемы. На сайте есть статья, где описано, как это делается. И когда у вас «звезда» будет доступа, проделываем вышеописанные манипуляции. Как вы поняли для определения виткового замыкания таким методом – нужен понижающий трансформатор (12 или 24 или 36в).

Второй способ, с помощью которого можно определить витковое.

Можно сделать приспособление : Из полосок трансформаторного железа, набирается пакет в виде подковы, зазор делается 5мм, железо обматывается изолентой, на которую наматывается катушка. Расчет делается по типу намотки трансформаторов. Но питаться эта катушка будет от понижающего тансформатора – 30 вольт. Провод можно использовать 0.3мм 2 . Внизу я выставлю фотографии этого приспособления. Мы называли его «обезьянкой» (происхождение такого названия не знаю). Но для двигателей угол окончания железа другой. У меня на фото приспособление для проверки якорей. В общем, угол делается такой, чтобы железо «обезьянки» плотно прилегало к железу статора или якоря. Проверяется следующим образом: подаете питание на эту катушку 30в, прикладываете к пазу якоря, а к противоположной стороне, где уложена вторая половина тестируемой обмотки, прикладываете кусок полотна от ножовки по металлу. И так паз, за пазом проверяем. В месте виткового замыкания, полотно будет дребезжать. Вот такие не сложные методы можно применить для определения места виткового замыкания.

Читать еще:  Что такое рабочий объем двигателя и в чем он измеряется

Приспособление для нахождения виткового замыкания

Вот что представляет собой это приспособление

Это приспособление для проверки небольших якорей. Для проверки двигателей ширину железа можно взять мм 50-60.

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

Как определить место короткого замыкания в обмотках электрических машин переменного тока

Вероятны последующие замыкания в обмотках электронных машин переменного тока: меж витками одной катушки, меж катушками либо катушечными группами одной фазы, меж катушками различных фаз.

Главным признаком, по которому можно отыскать замыкание в обмотках
электродвигателя переменного тока, является нагрев короткозамкнутого контура. Для этого нужно ощупать обмотку
электродвигателя после ее отключения.
Ощупывание обмотки следует создавать только при выключенной обмотке!

Чтоб отыскать недостаток в фазном роторе асинхронного мотора, ротор затормаживают и включают статор в сеть. В случае замыкания значимой части обмотки

ротора либо если движок имеет огромную мощность, затормаживание при номинальном напряжении становится неосуществимым, потому что вызывает огромную силу тока в статоре и срабатывание защиты мотора. В таких случаях испытание рекомендуется создавать при пониженном напряжении.

Набросок 1. Пояснение признаков замыкания в обмотках при соединении звездой
(а) и треугольником (б)

В неких случаях короткозамкнутую часть обмотки электродвигателя можно сходу найти по внешнему облику — по обуглившейся изоляции.

Следует подразумевать, что при наличии параллельных веток в обмотке куцее замыкание в одной из веток фазы (при значимом числе замкнувшихся витков) может вызвать нагрев и другой ветки, не имеющей недлинного замыкания, потому что последняя оказывается замкнутой витками дефектной ветки обмотки.

Фазу, имеющую замыкание, можно отыскать по несимметрии потребляемого тока из сети. При соединении обмотки
электродвигателя звездой (рис.
1, а) в фазе, имеющей замыкание, ток (A3) будет больше, чем в 2-ух других фазах. При соединении обмотки
электродвигателя треугольником (рис.
1, б) в 2-ух фазах сети, к которым присоединена дефектная фаза, токи (А1 и A3) будут больше, чем в третьей фазе (А2).

Опыт определения дефектной фазы рекомендуется создавать при пониженном напряжении (1/3
— 1/4 номинального), в случае асинхронного мотора с фазным ротором обмотка последнего может быть разомкнута, а в случае асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором либо же в случае синхронного мотора ротор может крутиться либо быть заторможенным. При проведении опыта с синхронным движком в недвижном состоянии его обмотка возбуждения должна быть замкнута накоротко либо же на разрядное сопротивление.

В опыте с недвижной синхронной машиной токи в ее фазах будут различаться даже в этом случае, если машина исправна, что разъясняется магнитной асимметрией ее ротора. При
поворачивании ротора эти токи будут изменяться, но при исправной обмотке пределы их конфигураций будут схожи.

Фаза, имеющая замыкание, может быть определена и по значению ее сопротивления неизменному току, измеренного мостом или по способу амперметра — вольтметра, наименьшее сопротивление будет иметь фаза с замыканием. Если же нет способности разъединить фазы, то создают измерения 3-х междуфазных сопротивлений.

В случае соединения фаз электродвигателя звездой (рис.
1, а) большим будет междуфазное сопротивление, измеренное на концах фаз, не имеющих замыканий, два других сопротивления будут равны меж собой и будут меньше первого. В случае соединения фаз
электродвигателя треугольником (рис.
1, б) меньшее сопротивление будет на концах фазы, имеющей замыкание, два других измерения дадут огромные значения сопротивления, при этом оба они будут схожи.

Катушечные группы либо катушки, имеющие замыкания, могут быть найдены при питании переменным током всей ей обмотки либо только дефектной фазы по нагреву либо по значению падения напряжения на их концах. Катушечные группы либо катушки, имеющие замыкание, будут очень нагреты и иметь наименьшее падение напряжения (при измерении напряжения комфортно прльзоваться наточенными щупами, которыми прокалывают изоляцию соединительных проводов). В данном случае, так же как и выше, дефектные катушки можно отыскать по значению сопротивления неизменному току.

Читать еще:  Эфир для запуска дизельного двигателя как использовать

Замыкания в обмотке генератора могут быть найдены по значению индуктированной ЭДС в фазах обмотки, в ее катушечных группах либо в катушках. Для этого генератор пускают в ход, дают ему маленькое возбуждение и создают измерения фазных напряжений; если обмотки соединены треугольником, то фазы следует разъединить. Фаза, имеющая замыкание, будет иметь наименьшее напряжение. Для нахождения катушечной группы либо катушки, имеющей замыкание, определяют напряжение на их концах. Для высоковольтной машины опыт можно произвести при остаточном напряжении.

Статорную обмотку включают на пониженное напряжение (1/3 — 1/4 номинального) при разомкнутом роторе и определяют напряжение на кольцах ротора, медлительно проворачивая ротор. Если напряжения на кольцах ротора (попарно) не равны меж собой и изменяются зависимо от положения ротора по отношению к статору, то это показывает на замыкание в статорной обмотке.

При замыкании в роторной обмотке (при исправной
статорной) напряжение меж кольцами ротора будет неодинаковым и не будет
изменяться зависимо от положения ротора.

Опыт может быть произведен при питании ротора и измерении напряжения на
зажимах статора, при всем этом получится оборотная картина. Подводимое к ротору
напряжение должно составлять 1/3 — 1/4 номинального напряжения на кольцах ротора, т. е. напряжения на кольцах при недвижном роторе и статоре, включенном на номинальное напряжение.

После того как установлено, какая из обмоток (роторная либо статорная) имеет соединение меж витками, определяют дефектную фазу, катушечную группу либо катушку рассмотренными выше методами.

В сложных случаях (при замыкании огромного числа катушек) либо когда короткозамкнутую ветвь по любым причинам не удается выявить, прибегают к способу деления обмотки на части. Для этого обмотку делят поначалу напополам и инспектируют мегомметром соединение меж собой этих частей. Потом одну из этих частей делят опять на две части и каждую из их инспектируют на соединение с первой половиной и т.д. до того времени, пока не будут найдены катушки, имеющие соединение.

Для наглядности на рис. 2 схематически представлен этот метод нахождения недостатка в фазе, имеющей восемь катушечных групп, при наличии соединения меж катушками 2 и 6 катушечных групп. Деление обмотки на части показано в поочередном порядке.

Метод поочередного деления на равные части позволяет обойтись наименьшим числом распаек, чем при делении всей обмотки на катушечные группы.

Рис. 2 Нахождение недлинного замыкания меж катушками одной
фазы

Если замыкание вышло меж 2-мя фазами, то место соединения находят аналогично предшествующему, разъединяя обмотки пофазно. Катушки одной из фаз, имеющей соединение, делят на две части и мегомметром инспектируют наличие соединений каждой таковой половины со 2-ой фазой. Потом ту часть, которая соединена с другой фазой, опять делят на две части и каждую из их опять инспектируют и т. д.

Способ поочередного деления на части используют при нахождении замыкания в обмотках, имеющих параллельные ветки. В данном случае нужно дефектные фазы поделить на параллельные ветки и найти поначалу, меж какими ветвями имеется соединение, а потом применить к ним этот способ.

Поиск короткого замыкания своими силами

Вы заметили, что не работают, например, лампы габаритного света левого борта. Заглянув в блок предохранителей, увидели, что один из них сгорел. С надеждой, что это произошло случайно, вы ставите второй предохранитель и… он тоже перегорает. Третий уже не стоит ставить, он точно также перегорит как первый и второй, т.к. в цепи есть короткое замыкание.

Метод поиска таких неисправностей очень прост:

  • Вместо сгоревшего предохранителя подключить лампу мощностью 20-40Вт или амперметр.
  • Включить зажигание, лампа загорится (амперметр покажет ток утечки).
  • Определить какие ещё цепи защищает этот предохранитель.
  • По-очереди отключать участки проверяемых цепей, начиная от потребителя, до тех пор, пока лампа не погаснет (амперметр покажет значение «0»). Это значит, что короткое замыкание находится в только что отключенном участке и искать неисправность нужно именно здесь.

Теперь посмотрим, как применить этот метод на практике. Возьмем конкретный пример.

За 4 часа стоянки автомобиля АКБ «высаживало» в ноль так, что даже не загорались плафоны подсветки салона. Диагноз понятен, где-то есть КЗ(короткое замыкание). Первое что нужно сделать, это проверить ток утечки АКБ. Отсоединяем минусовую клемму и подключаем последовательно амперметр. Ток утечки больше 9А!

Приличная КоЗа! Для облегчения поиска нужно «разбить» проводку на две части, т.е. отсоединить жгут моторного отсека от салонного, тем самым сузим круг поиска и быстрее достигнем желаемого результата. Снимаем приборный щиток и рассоединяем за ним все разъемы.

Подключаем амперметр к АКБ. Ток утечки остался прежним, значит неисправность находится в моторном отсеке. Амперметр оставляем подключенным к АКБ. По очереди отключаем все разъемы поглядывая на амперметр. Все разъемы отключены, а ток утечки по-прежнему остался 9А.

Остался последний потребитель – генератор. Отключаем два розовых провода с 30-ой клеммы генератора и КЗ исчезает.

Теперь нужно определить где именно КЗ, в проводке или в генераторе. Соединяем вместе два розовых провода и смотрим на амперметр, ток утечки остался равен 0А.

Значит КЗ в генераторе. Снимаем его и разбираем. Сразу бросается в глаза взорвавшийся выпрямительный диод. Вся подкова покрыта белым порошком образовавшимся от коррозии. Контактные площадки клемм статора покрыты толстым слоем ржавчины.

Читать еще:  Шаговые двигатели принцип работы и управление контроллер шагового двигателя

Прозваниваю остальные дополнительные и выпрямительные диоды – в двух пробой в обе стороны. Вот здесь и была неисправность из-за которой так быстро «садилась» АКБ.

Вот еще один случай из практики.

На инжекторной 2109 перегорал предохранитель главного реле — Y (обведен кругом). В а/сервисе клиенту поменяли бензонасос! Неисправность осталась, что, собственно, и должно было случится, т.к. диагноз вынесен необдуманно и преждевременно. Сначала надо проверить все цепи и полностью убедится в вынесенном приговоре. Только после этого можно менять узлы и агрегаты.

Поиск проводим вышеуказанным методом. Смотрим по схеме какие цепи находиться под защитой этого предохранителя и поочереди отключаем потребители, т.е. снимаем колодку с ДМРВ, реле вентилятора охлаждения радиатора, жгута форсунок, бензонасоса, датчика скорости(ДС).

В моем случае замыкал плюсовой провод датчика скорости на массу(обведен прямоугольником). Это был заводской дефект. Жгут к ДК проложили не правильно, он оказался прижат тросом дроссельной заслонки к вакуумному усилителю тормозов. Красный — плюсовой провод, со временем перетерся и стал замыкать на массу сосприкосаясь с корпусом вакуумного усилителя. Как только я рассоединил разъём ДС, короткое замыкание пропало!

— Володя, летом прошлого года вы устанавливали на моей машине ВАЗ-21213 сдвоенный допвентилятор от 21214. Недавно сгорел предохранитель и расплавилась его колодка. Что делать?

— Приезжайте, посмотрю в чем дело.

Приезжает. Колодка и предохранитель оплавились образовав единый нераздельный комок. С первого взгляда трудно понять что это было. Под запаской сгоревший провод.

Ток в цепи включения вентиляторов большой и поэтому я не стал подключать мультиметр, воспользовался мотор-тестером MTS-5100 в режиме измерения тока с помощью слаботочных клещей.

Вентиляторы на этой машине включены параллельно. Чтобы узнать какой неисправен, отключаю один из них.

На исправном вентиляторе ток, в момент включения, достигает 21,55А и потом падает до 13,8А.

На неисправном ток возрастает до 21,55А и остается в этом значении до выключения нагрузки.

Причины: возможно, межвитковое замыкание в моторе или заклинило вентилятор из-за механических повреждений. Проворачиваю рукой лопасть. Её подклинивает в одном положении. Обращаю внимание на отвернувшийся болтик мотора, который вращается в момент подклинивания лопасти.

Картина прояснилась! Вывернувшийся болтик стал внутренней механической причиной подклинивания ротора. В какой-то момент он остановился, возрос ток, сгорел и оплавился предохранитель и провод.

В новой 2111 перегорал предохранитель F9 мотора заднего стеклоочистителя. Случай этот интересный и достаточно редкий.

К сожалению, схема не соответствовала действительности и на поиски было потрачено очень много времени. Пришлось идти по проводу и потрошить всю проводку. КЗ было между задним сиденьем и задним левым фонарем. Точное место я не смог установить и поэтому сделал вставку на этом промежутке. Еще раз проверил цепь на КЗ, его нет! Собрал все назад и проверил работоспособность. После включения заднего стеклоочистителя, предохранитель снова сгорел. Я немного растерялся. Как же так, неисправность найдена и устранена, а предохранитель горит?! Снова иду по проводке. Неисправность опять указывает на задний жгут идущий к мотору стеклоочистителя, но уже по другому проводу. В этот раз просматриваю внимательно всю проводку и нахожу КЗ на левой задней арке колеса. На обоих проводах, в первом случае желтый, а во втором — белый, повреждена изоляция. Этим местом они касались кузова, что вызывало устойчивое КЗ.

На Шевроле-Ниве не работает подсветка приборной панели, прикуривателя и ручек управления печкой.

Я предположил, что неисправность простая и устраню в течении часа. Скорее всего вышел из строя регулятор яркостью подсветки приборной панели или кнопка включения габаритов, но не тут-то было! Регулятор и кнопка работали нормально и на их контактах, как положено, было соответствующее напряжение — 12В. Но только на среднем контакте оно не изменялось и всегда было 0В. Значит в этой цепи есть КЗ.

Поиск начинаю уже по вышеописанной методике. Сначала снимаю панель приборов, центральную консоль и отключаю по-очереди все разъемы в этой цепи. Ничего не изменяется. По электрической схеме остается только одна цепь — обогрев передних сидений. Снимаю блок предохранителей, за ним находится разъем задней части проводки,

рассоединяю его и на среднем контакте регулятора яркости появляется напряжение. Уже ближе к цели! Снимаю водительское сиденье, поднимаю коврики… Вот засада… От разъема отходил один белый провод, по которому было обнаружено КЗ, а районе водительского сиденья уже три белых провода. Ситуация немного усложняется. Теперь надо не ошибиться и обрезать кусачками именно тот провод, по которому есть КЗ. Шелчок кусачками и… КЗ исчезает. Этот провод как раз идет на обогрев сидений. Снимаю пластмассовую накладку КПП и РК, поднимаю коврики пола выше, иду по проводу. Наконец нахожу место где провод касается кузова — это кронштейн ручника.

Процесс поиска неисправности:

В нашем сервисе мы предоставляем услуги по отключению иммобилайзера.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector