Неисправности роторов асинхронных двигателей и способы решения проблемы
Асинхронными называются машины, в которых возбуждаются вращающиеся магнитные поля, а роторы вращаются со скоростью, отличающейся от той, что присуща магнитному полю. В большей части промышленных механизмов применяют асинхронные моторы.
У АД есть 2 основные части: неподвижная — статор и вращающаяся — ротор. Последний представляет из себя цилиндр, который собран из листовой электротехнической стали, которые укреплены на валах. По всей поверхности выточены несколько пазов, в которых уложены или залиты обмотки. У нее нет электросвязи с питающей сетью.
Особенности конструкции
Асинхронное оборудование имеет в составе статоры и роторы, разделенные воздушным зазором. В качестве активной части выступает магнитопровод и обмотка, чертеж все показывает. А все остальное — это конструктивные части, которые обеспечивают жесткость, прочность и охлаждение, способствуют вращательным движениям.
- Роторы состоят из сердечников с короткозамкнутой обмоткой и валами. А у сердечника также шихтованная конструкция. Но роторные листы не покрывают лаком — у тока небольшая частота и оксидной пленки будет вполне довольно, чтобы ограничить вихревые токи.
- Статоры состоят из сердечника с обмоткой и корпуса. Сердечники статоров собираются из стали, а ее уже покрывают лаком. Благодаря шихтованной конструкции сердечника в значительной мере снижаются вихревые токи, возникающие в период перемагничивания сердечников.
По принципу работы 3-х фазных электромоторов основывается на способности 3-х фазной обмотки во время запитки в сеть с трехфазным током для создания вращающихся магнитных полей. Именно они лежат в основе концепции электромоторов и генераторов.
Двигатели с фазными роторами
Движки с двумя роторами фазного плана являются более сложными конструкциями, нежели с короткозамкнутой конструкцией. Используют их тогда, когда нужно выполнить плавный запуск механизма и обеспечить больший пусковой момент.
Преимущества асинхронных моторов, у которых короткозамкнутый ротор:
К вышеперечисленным достоинствам можно добавить тот факт отсутствия в цепи з роторов механических коммутаторов. Это приводит к тому, что большая часть электромоторов, которые используются в промышленных отраслях являются асинхронные агрегаты, у которых короткозамкнутый ротор.
Движки асинхронного типа, у которых ротор короткозамкнутый
Частенько, как уже упоминалось выше, намотка роторов короткозамкнутая называется беличье клеткой, потому что у них схожая внешняя конструкция. Стержни вставлены в пазы сердечников. И стержни беличьих колес тоже отливается с торцевыми лопастями, которые и отвечают за вентиляцию машины.
Статор асинхронного электродвигателя |
- какие цвета подгаров на кольцах короткозамкнутых в тех местах, где они соединяются со стержнем;
- волнообразные изгибы сегментов, которые могут появиться из-за неравномерно удлиненных стержней;
- подгоревшие болты, соединяющие некоторые из сегментов пусковой клетки;
- в какую сторону изогнуты концы стержня по направлению вращающегося агрегата — они возникают при скручивании кольцами.
Какие случаются поломки с асинхронными электромоторами
Несмотря на то, что асинхронные электромоторы и простые механизмы, но если их неверно эксплуатировать, когда вокруг сложные погодные условия и есть отклонения в параметрах питающих сетей от номинальных, то они выходят из строя. Вообще все поломки электро движков с фазными и короткозамкнутыми деталями делятся на 2 группы: электрического и механического плана.
Механического характера поломки
В эту область относят дефекты в корпусах моторов, крыльчатке вентиляторов. Также может деформироваться вал, износиться подшипники, ослабеть крепления обмоток статоров. К самому частому механическому повреждению относятся проблемы, связанные с подшипниками. Когда они изнашиваются, то при работе мотора повышается шум и возникают вибрации, затем движок перегревается.
Поломки электрического плана
В эту область относятся замыкания межвитковые. Также когда обрывается намотка, пробивается изоляция на корпусе, снижается сопротивление изоляционные, нарушаются соединения на контактах, изоляция магнитопровода, изнашиваются щетки или повреждаются контактные кольца.
Самые распространенные поломки, связанные с асинхронными электромоторами:
- несоосные валы;
- работа мотора на 2 фазах;
- межвитковые замыкания;
- дисбаланс в деталях электромоторов;
- обрываются или ослабляются крепления стержней беличьих клеток;
- перегружается или перегревается статор;
- повреждены подшипники;
- неравномерные воздушные зазоры между статорами и роторами.
В некоторых случаях поможет замена подшипника кз или устранение перегрузки движка. Также помогает доливка масла или чистка, сушка, проверка напряжения на запитывающих проводах, назначение и устранение замыкания. Но перед всеми манипуляциями желательно снимать защитные кожухи. В крайнем случае придется полностью менять весь движок.
Вращающееся магнитное поле
В основе работы асинхронных двигателей лежит вращающееся магнитное поле, создаваемое МДС обмоток статора.
Вращающееся поле переменного тока трехфазной цепи.
Рассмотрим получение вращающегося поля на примере трехфазного асинхронного двигателя с тремя обмотками, сдвинутыми по окружности на 120° (рис.3.5) и соединенными звездой. Пусть обмотки статора питаются симметричным трехфазным напряжением со сдвигом фаз напряжений и токов на 120°.
Если для обмотки АХ принять начальную фазу тока равной нулю, тогда мгновенные значения токов имеют вид
Графики токов представлены на рис. 3.6. Примем, что в каждой обмотке всего два провода, занимающие два диаметрально расположенные паза.
Как видно из рис. 3.6, в момент времени to ток в фазе А положительный, а в фазах В и С – отрицательный.
где Вт – максимальная индукция одной фазы; Вmрез – максимальная индукция трех фаз; – угол между горизонтальной осью и прямой, соединяющей центр с произвольной точкой между статором и ротором.
Если число катушек в каждой фазе увеличить, а сдвиг фаз между токами сохранить в 120°, то частота вращения поля изменится. Например, при двух катушках в каждой фазе, расположенных, как показано на рис. 3.9, поле за один период повернется в пространстве на 180°.
Общая формула для определения частоты вращения, об/мин, будет
Во всех рассмотренных случаях катушки каждой фазы были соединены между собой последовательно. Именно при таком соединении частота вращения поля статора для р = 1, 2 и 3 при f1= 50 Гц составила соответственно 3000, 1500 и 1000 об/мин.
п1 = 60 f1 / p = 60 ∙50 / p .
Задаваясь различным числом пар полюсов р = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, находим частоту вращения поля. Результаты расчета сведены в табл. 3.1.
