Jak zkontrolovat rotor na zkrat mezi závity pomocí multimetru

Mezizávitové zkraty a zkraty na pouzdře vznikají v důsledku lokálního poškození izolace, ke kterému může dojít v důsledku tření mezi závity a o pouzdro, kontaminace izolace kovovým prachem, který během provozu stroje vibruje a tře izolaci, poruchy izolace v důsledku přetížení stroje a vlhkosti izolace.

Uvažované vady lze identifikovat několika metodami.

Vyhoření izolace lze zjistit vizuální kontrolou, měřením jejího odporu a testováním elektrické pevnosti.

Zkraty vinutí vůči pouzdru se určují pomocí megaohmmetru, testovací lampy a voltmetru, a také metodou úbytku napětí. Megaohmmetr se používá ke kontrole izolačního odporu každé fáze vzhledem k pouzdru. Pokud má některá fáze nulový odpor, má zkrat vůči pouzdru.

Zkušební lampa nebo voltmetr se postupně zapojuje do testovaného vinutí a pouzdra a napětí se postupně přivádí do každé fáze a pouzdra stroje. Pokud se lampa rozsvítí a voltmetr ukazuje napětí, pak má toto vinutí zkrat k pouzdru.

Uvažované metody dokáží detekovat přítomnost zkratu na pouzdře, ale nestanoví místo zkratu. U strojů s nízkým výkonem se obvykle místo zkratu nehledá, ale převíjí se celé vinutí. U strojů se středním a vysokým výkonem je ekonomicky proveditelné vyměnit část vinutí. Pro detekci zkratované části (místa zkratu) vinutí se používá metoda úbytku napětí.

Zkraty vinutí se určují metodou symetrie, voltmetrickou (transformační), elektromagnetickou a kulovou metodou. Metoda symetrie je založena na měření a porovnávání celkových odporů vinutí. Pokud ve fázích nedochází k poškození, budou mít stejné celkové odpory: Z< = Z2 = Z3. Celkový odpor se skládá z činného a indukčního odporu.

Pokud má kterákoli fáze mezizávitový zkrat, její aktivní a indukční odpor se snižuje, a tedy i celkový odpor. Měření se provádí na střídavém proudu. Pomocí ampérmetru a voltmetru změřte proud a napětí v každé fázi a určete její odpor. Nelze určovat odpor, ale porovnávejte hodnoty proudů ve fázích při konstantním napětí (U – const) nebo naopak porovnávejte úbytky napětí v nich při průchodu stejného proudu každou fází.

Voltmetrická (transformační) metoda určuje mezizávitový zkrat takto: konce dvou fází se spojí. Jejich začátky se připojí k síti a voltmetr se připojí ke svorkám zbývající třetí fáze. Pokud ve vinutích první a druhé fáze nejsou žádné mezizávitové zkraty, pak jsou magnetické toky, které vytvářejí, stejné.

A protože směřují k sobě a vzájemně se ruší, pak se ve třetím vinutí neindukuje elektromotorické síly a voltmetr ukáže nulu. Pokud jsou ve vinutí první nebo druhé fáze mezi závity, pak se jejich magnetické toky nebudou rovnat, protože proud ve vinutích je stejný a indukčnost úměrná počtu závitů je různá. V tomto případě se objeví výsledný magnetický tok, který indukuje elektromotorické síly ve třetí fázi – voltmetr ukáže napětí.

Pro zjištění přítomnosti zkratů mezi otáčkami ve vinutí třetí fáze je nutné jej připojit k první nebo druhé fázi.

Metody symetrie a voltmetru se používají k detekci mezizávitových zkratů bez demontáže stroje, ale nelze je použít k určení místa zkratu.

Elektromagnetická metoda (indukční metoda) je založena na indukci elektromotorického pole v testovaném vinutí pomocí pomocného elektromagnetu, který je umístěn na zubech ve statorovém otvoru tak, aby co nejtěsněji doléhal (obrázek 1).

Při průchodu vinutím elektromagnetu vytváří střídavý proud střídavý magnetický tok, který se uzavírá přes stator stroje a jádro elektromagnetu. Tento tok indukuje elektromotorické síly v závitech studované sekce. Pokud je sekce uzavřená, objeví se v ní proud a kolem vodiče s proudem se objeví vlastní magnetický tok. Na drážku s sekcí je umístěna ocelová destička. Ta chrastí a ukazuje uzavřenou sekci.

Pokud je na drážku s uzavřenou sekcí umístěn druhý pomocný elektromagnet, v jejím vinutí se indukuje elektromotorické síla. Pokud je k tomuto vinutí připojena lampa, rozsvítí se, pokud dojde ke zkratu ve vinutí sekce. Tento princip je základem konstrukce přenosného defektoskopu typu PDO se dvěma pomocnými magnety a neonovou lampou. Nevýhodou této metody je nutnost zkoumat každou sekci (pohybovat magnetem a destičkou podél otvoru).

Obrázek 1 – Schéma pro určení mezizávitových zkratů pomocí metody pomocného elektromagnetu: 1 – elektromagnet, 2 a 4 – magnetické toky elektromagnetu a uzavřené sekce, 3 – ocelový plech

Kulová metoda se používá k detekci mezizávitových zkratů ve statorových vinutích strojů na střídavý proud. Na statorové vinutí se přivede symetrické třífázové napětí rovné 10 % jmenovitého napětí.

V důsledku toho se vytvoří kruhové rotující magnetické pole. Pokud se do statoru hodí ocelová kulička, bude se otáčet ve směru magnetického pole. V sekcích nedochází ke zkratům – kulička se bude otáčet rovnoměrně. Pokud dojde ke zkratu mezi závity, pak v uzavřené sekci protéká zkratový proud, který vytváří lokální střídavý magnetický tok. Ten kuličku zpomaluje a ta se bude otáčet nerovnoměrně (může se zastavit).

Elektromotory se používají v obrovském množství domácích a průmyslových zařízení, stejně jako mechanismů. Nacházejí se v mycích a šicích strojích, v bruskách a elektrických vrtačkách, v truhlářství a soustruzích. Elektrárny pohánějí tramvaje a trolejbusy. Bez ohledu na velikost a účel mají téměř všechny elektromotory ve své konstrukci stator a rotor. První je nehybná část motoru a skládá se z drátěného vinutí umístěného ve skříni.

Rotor, který se také nazývá kotva, je pohyblivá část, která se otáčí uvnitř statoru. Existuje několik typů rotorů. Jsou to:

Konstrukce rotoru s kotvou nakrátko je tvořena ocelovými plechy navlečenými na jádru a tvořícími drážkové tyče. Volný prostor drážek je vyplněn roztaveným hliníkem nebo mědí. Tyče jsou na obou stranách uzavřeny kroužky nazývanými kroužky nakrátko. Odtud pochází název motoru. Nazývá se také „klec pro veverky“ ve srovnání s kolem, kde jsou tato chlupatá zvířata umístěna. Typicky se takové rotory používají ve vysoce výkonných motorech.

Nasouvací rotory mají vinutí podobné vinutí statoru. Dráty na koncích takové armatury jsou sestaveny ve formě hvězdy a konce jsou spojeny se sběracími kroužky. Ke kroužkům jsou také připojeny kartáče pro sběr proudu. Článek se bude zabývat hledáním mezizávitového zkratu ve vinutém rotoru.

Samotný rotor se obvykle nemůže zlomit nebo opotřebit. Postupem času pouze vyvstává potřeba vyměnit současné sběrací kartáče. Ale další porucha rotoru související s výkonem elektromotoru se vyskytuje poměrně často. Jedná se o mezizávitový zkrat vinutí kotvy, který způsobí poruchu téměř poloviny elektromotorů.

Příčiny vzájemného zkratu v rotoru

Existuje několik důvodů, proč se kabeláž na rotoru může zkratovat. Mezi nimi:

• přehřátí v důsledku vysokého zatížení;
• mechanické poškození vinutí;
• vnikání vlhkosti.

Nesprávnou obsluhou zařízení obsluhou může dojít k překročení zátěže elektromotoru a následnému přehřátí se zkratem. Zatížení mechanismu, které je uvedeno v technické dokumentaci, nesmí být překročeno. Proto byste si vždy měli pečlivě přečíst návod k elektrickým domácím spotřebičům. To se děje i v průmyslových podnicích, ale tam pracovníci absolvují školení, než smějí pracovat se stroji a jinými elektrickými mechanismy.

Dalším důvodem nadměrného zatížení může být poškození ložisek kotvy. Mohou se zaseknout v důsledku výrobních vad, opotřebení nebo nedostatečného mazání. To výrazně zkomplikuje rotaci a povede ke kritickému přetížení. Kromě toho nečistoty nebo pevné nečistoty, jako jsou kovové hobliny, které se dostaly do krytu, mohou bránit otáčení rotoru. Stejně jako úlomky rozbité části uvnitř motoru. Mohou nejen zpomalit rotor, ale také poškodit izolaci vinutí, což také povede k mezizávitovému zkratu.

Dostat se vody dovnitř motoru je nebezpečné samo o sobě, protože jde o vynikající vodič, který může vést ke zkratu. Ale i když se tak nestane, vysoká vlhkost způsobí korozi, která zabrání otáčení rotoru. A to, jak je uvedeno výše, vede k přehřátí v důsledku zvýšeného zatížení a zkratování vodičů.

Můžete pochopit, že otáčky cívky rotoru byly zkratovány nestabilním provozem motoru, jiskřením kartáčů a nerovnoměrným zahříváním krytu. Dochází také k poklesu výkonu a náhlým napěťovým rázům při připojení zařízení s uzavřeným rotorem do sítě. To lze pochopit podle blikajícího světla v žárovce. Může být cítit zápach spálené izolace.

I když existují sebemenší pochybnosti, je nutné zkontrolovat rotor na zkrat. V opačném případě to může vést k vážnějšímu poškození jak motoru, tak celého mechanismu nebo stroje. Jeden zkratovaný úsek povede k přehřátí, narušení izolace sousedních závitů a k rozsáhlejšímu zkratu. Proto motor s mezizávitovým zkratem na rotoru nebude dlouho fungovat.

Detekce zkratu mezi zatáčkami

Že mohlo dojít ke zkratu rotoru, poznáte nejen podle zvuku a zápachu běžícího motoru, jiskření na kartáčích a jeho nerovnoměrného zahřívání. Existují další způsoby, jak zjistit tuto poruchu. Je pravda, že se to děje s elektromotorem odpojeným od sítě. Toto jsou metody.

• vizuální kontrola kotvy;
• měření zatížení na každé fázi rotoru pomocí proudových kleští;
• použití speciálního testeru;
• použití domácí škrticí klapky;
• zkontrolujte multimetrem.

Kontrola rotoru na mezizávitový zkrat pomocí multimetru bude diskutována dále. Ale předtím stručně analyzujeme zařízení a princip fungování multimetru.

Multimetr

Multimetr je zařízení určené k měření proudu spotřebovaného elektrickým spotřebičem, odporu vodiče a napětí elektrické energie v síti. To znamená, že je v něm zapojen ohmmetr, ampérmetr a voltmetr. Zařízení obsahuje dva vodiče se zástrčkami na jednom konci a sondami nebo svorkami na druhém. Tyto dráty mají červenou a černou barvu. Zástrčka černého vodiče se vždy zasune do záporné zdířky označené na těle multimetru písmeny „COM“ nebo znaménkem mínus „–“. Červený vodič se zapojí do jedné ze dvou zbývajících zásuvek, podle toho, co je potřeba měřit.

Na krytu naplněném elektronikou je umístěn otočný spínač. S jeho pomocí se nastavuje provozní režim zařízení a měřený limit. Informace o výsledcích měření se zobrazují na displeji nebo na digitální váze se šipkou. V závislosti na tom jsou multimetry rozděleny do dvou typů: digitální a analogové. Digitální zařízení jsou modernější a přesně zaznamenávají naměřené hodnoty, které jsou snadno čitelné. Analogové multimetry, i když jsou nyní méně běžné, mají stále některé pozitivní vlastnosti, mezi nimiž odborníci vyzdvihují větší citlivost na změny charakteristik elektromagnetického pole.

Před zahájením kontroly mezizávitového zkratu je nutné rozebrat motor a připravit kotvu ke zkoušce.

Vlastnosti demontáže elektromotoru

Ještě než se začnete pokoušet vyjmout rotor z elektromotoru, můžete zkusit vyměnit kartáče. To by samozřejmě mělo být provedeno pouze v případě, že z jejich stavu je zřejmé, že prvky splnily svůj účel. Ostatně nadměrné jiskření, ztráta výkonu a zápach spálené elektroinstalace mohou být důsledkem opotřebení současných sběrných kartáčů. A teprve poté, co jejich výměna nepřinesla výsledky, musíte vzít rotor a stator.

Motor je potřeba rozebrat velmi opatrně, aby nedošlo k poškození součástí a provozuschopného vinutí. Doporučujeme věnovat pozornost výběru šroubováku, protože nástroj nesprávné velikosti může poškodit hlavy šroubů a jejich odšroubování bude vyžadovat velké úsilí. Začínajícím elektrikářům se doporučuje vyfotografovat všechny fáze demontáže elektronického zařízení, takže později nebudou žádné problémy s montáží motoru. Kromě toho jsou elektromotory často instalovány v technicky složitých výrobcích s mnoha různými spojovacími prvky.

Příprava rotoru pro testování multimetrem

Jakmile dokončíte demontáž rotoru z elektromotoru, musíte jej důkladně vyčistit. K tomu použijte hadr lehce navlhčený v lihu, kterým se lamely otírají. I když tam nejsou žádné cizí nečistoty nebo vlhkost, grafitový prach z kartáčů bude stále přítomen.

Pokud jej důkladně nevyčistíte, a to jak od vlhkosti, tak od usazenin grafitu, může to ovlivnit přesnost výsledků a vykazovat zkrat tam, kde žádný není. Někdy se při velkých usazeninách uhlíku doporučuje použít brusný papír. To se nevyplatí dělat. Hrubé brusivo poškrábe lamely a může změnit geometrii komutátoru. Kartáče na takovém povrchu se budou velmi dlouho vtírat a intenzivně opotřebovávat. Je lepší použít školní gumu. Je speciálně vyrobena tak, aby smazala stopu tužkou, kterou zanechala grafitová tyčinka.

Po vyčištění kotvy ji musíte pečlivě prohlédnout. Nejprve věnujte pozornost tomu, aby na lamelách nebyly silné karbonové usazeniny. Pak hledají viditelné stopy zkratu nebo přerušení v závitech cívky. Analýza kontaktní síly je další fází kontroly. Jsou zkontrolována všechna připojení vodičů vinutí k lamelám na komutátoru. Při zjištění stop po hoření nebo nadměrném opotřebení kolektoru je možné kotvu sešrotovat. Vážná poškození se těžko opravují a je jednodušší koupit nový díl. Pokud se zdá, že kotva funguje správně, musíte přistoupit k přímé kontrole zkratu pomocí multimetru.

Kontrola rotoru multimetrem

Postup pro kontrolu zkratu rotoru zahrnuje dvě fáze:

• určení přítomnosti zkratu;
• detekce konkrétního místa poruchy.

Chcete-li zjistit samotnou skutečnost přítomnosti zkratu, musíte nastavit multimetr do režimu vyzvánění. Chcete-li to provést, umístěte rukojeť spínače na symbol reproduktoru. Jedna sonda je aplikována na lamely a druhá na tělo vinutí kotvy. Pokud se ozve pípnutí, znamená to, že došlo ke zkratu. A musíme to začít hledat.

Pro nalezení konkrétní části vinutí, ve které došlo ke zkratu, se multimetr přepne do režimu měření odporu a limit je nastaven na 200 Ohmů. Dále sondy měří odpor mezi vinutími umístěnými v blízkosti. Poté se lamely testují. Na pracovní armatuře by měly být všechny hodnoty odporu stejné. V uzavřené části vinutí bude mít odpor tendenci k nule.

Oprava nebo výměna kotvy

Jakmile se zjistí skutečnost, že došlo ke zkratu, je třeba rozhodnout o opravě nebo výměně kotvy. Můžete to poslat k přetočení nebo to udělat sami. Většina lidí ale preferuje jednodušší variantu – koupit si nový rotor. Bez ohledu na to, která možnost je zvolena, při instalaci armatury na její původní místo je nutné vyměnit kartáče. Jsou levné a po výměně si budete jisti jejich kvalitou.

Související videa