Проверка обмоток электродвигателя. Неисправности и методы проверок
В идеале чтобы была произведена проверка обмоток электродвигателя, необходимо иметь специальные приборы, предназначенные для этого, которые стоят немалых денег. Наверняка не у каждого в доме они есть. Поэтому проще для таких целей научиться пользоваться тестером, имеющим другое название мультиметр. Такой прибор имеется практически у каждого уважающего себя хозяина дома.
Электродвигатели изготавливают в различных вариантах и модификациях, их неисправности также бывают самыми разными. Конечно, не любую неисправность можно диагностировать простым мультиметром, но наиболее часто проверка обмоток электродвигателя таким простым прибором вполне возможна.
Любой вид ремонта всегда начинают с осмотра устройства: наличие влаги, не сломаны ли детали, наличие запаха гари от изоляции и другие явные признаки неисправностей. Чаще всего сгоревшую обмотку видно. Тогда не нужны никакие проверки и измерения. Такое оборудование сразу отправляется на ремонт. Но бывают случаи, когда отсутствуют внешние признаки поломки, и требуется тщательная проверка обмоток электродвигателя.
Виды обмоток
Если не вникать в подробности, то обмотку двигателя можно представить в виде куска проводника, который намотан определенным образом в корпусе мотора, и вроде бы в ней ничего не должно ломаться.
Однако, дело обстоит гораздо сложнее, так как обмотка электродвигателя выполнена со своими особенностями:
- Материал провода обмотки должен быть однородным по всей длине.
- Форма и площадь поперечного сечения провода должны иметь определенную точность.
- На проволоку, предназначенную для обмотки, в обязательном порядке в промышленных условиях наносится слой изоляции в виде лака, который должен обладать определенными свойствами: прочностью, эластичностью, хорошими диэлектрическими свойствами и т.д.
- Провод обмотки должен обеспечивать прочный контакт при соединении.
Если имеется какое-либо нарушение этих требований, то электрический ток будет проходить уже в совершенно других условиях, а электрический мотор ухудшит свои эксплуатационные качества, то есть, снизится мощность, обороты, а может и вообще не работать.
Проверка обмоток электродвигателя 3-фазного мотора. Прежде всего, отключить ее от цепи. Основная часть существующих электродвигателей имеет обмотки, соединенные по схемам, соответствующим звезде или треугольнику.
Концы этих обмоток подключают обычно на колодки с клеммами, которые имеют соответствующие маркировки: «К» — конец, «Н» — начало. Бывают варианты соединений внутреннего исполнения, узлы находятся внутри корпуса мотора, а на выводах применяется другая маркировка (цифрами).
На статоре 3-фазного электродвигателя применяются обмотки, имеющие равные характеристики и свойства, одинаковые сопротивления. При замере мультиметром сопротивлений обмоток может оказаться, что у них разные значения. Это уже дает возможность предположить о неисправности, имеющейся в электродвигателе.
Возможные неисправности
Визуально не всегда можно определить состояние обмоток, так как доступ к ним ограничен особенностями конструкции двигателя. Практически проверить обмотку электродвигателя можно по электрическим характеристикам, так как все поломки мотора в основном выявляются:
- Обрывом, когда провод разорван, либо отгорел, ток по нему проходить не будет.
- Коротким замыканием, возникшим из-за повреждения изоляции между витками входа и выхода.
- Замыкание между витками, при этом изоляция повреждается между соседними витками. Вследствие этого поврежденные витки самоисключаются из работы. Электрический ток идет по обмотке, в которой не задействованы поврежденные витки, которые не работают.
- Пробиванием изоляции между корпусом статора и обмоткой.
Способы
Проверка обмоток электродвигателя на обрыв
Это самый простой вид проверки. Неисправность диагностируется простым измерением значения сопротивления провода. Если мультиметр показывает очень большое сопротивление, то это означает, что имеется обрыв провода с образованием воздушного пространства.
Проверка обмоток электродвигателя на короткое замыкание
При коротком замыкании в моторе отключится его питание установленной защитой от замыкания. Это происходит за очень короткое время. Однако даже за такой незначительный промежуток времени может возникнуть видимый дефект в обмотке в виде нагара и оплавления металла.
Если измерять приборами сопротивление обмотки, то получается малое его значение, которое приближается к нулю, так как из измерения исключается кусок обмотки из-за замыкания.
Проверка обмоток электродвигателя на межвитковое замыкание
Это самая трудная задача по определению и выявлению неисправности. Чтобы проверить обмотку электродвигателя, пользуются несколькими способами измерений и диагностик.
Проверка обмоток электродвигателя способом омметра
Этот прибор действует от постоянного тока, измеряет активное сопротивление. Во время работы обмотка образует кроме активного сопротивления, значительную индуктивную величину сопротивления.
Если будет замкнут один виток, то активное сопротивление практически не изменится, и определить омметром его сложно. Конечно, можно произвести точную калибровку прибора, скрупулезно замерять все обмотки на сопротивление, сравнивать их. Однако, даже в таком случае очень трудно выявить замыкание витков.
Результаты гораздо точнее выдает мостовой метод, с помощью которого измеряется активное сопротивление. Этим методом пользуются в условиях лаборатории, поэтому обычные электромонтеры им не пользуются.
Измерение тока в каждой фазе
Соотношение токов по фазам изменится, если произойдет замыкание между витками, статор будет нагреваться. Если двигатель полностью исправен, то на всех фазах ток потребления одинаков. Поэтому измерив эти токи под нагрузкой, можно с уверенностью сказать о реальном техническом состоянии электродвигателя.
Проверка обмоток электродвигателя переменным током
Не всегда можно измерить общее сопротивление обмотки, и при этом учесть индуктивное сопротивление. У неисправного двигателя проверить обмотку можно переменным током. Для этого применяют амперметр, вольтметр и понижающий трансформатор. Для ограничения тока в схему вставляют резистор, либо реостат.
Чтобы проверить обмотку электродвигателя, применяется низкое напряжение, проверяется значение тока, которое не должно быть выше значений по номиналу. Измеренное падение напряжения на обмотке делится на ток, в итоге получается полное сопротивление. Его значение сравнивают с другими обмотками.
Такая же схема дает возможность определить вольтамперные свойства обмоток. Для этого необходимо сделать измерения на различных значениях тока, затем записать их в таблицу, либо начертить график. Во время сравнения с другими обмотками не должно быть больших отклонений. В противном случае имеется межвитковое замыкание.
Проверка обмоток электродвигателя шариком
Этот метод основывается на образовании электромагнитного поля с вращающимся эффектом, если обмотки исправны. На них подключается симметричное напряжение с тремя фазами, низкого значения. Для таких проверок используют три понижающих трансформатора с одинаковыми данными. Их подключают отдельно на каждую фазу.
Чтобы ограничить нагрузки, опыт проводят за короткий промежуток времени.
Подают напряжение на обмотки статора, и сразу вводят маленький стальной шарик в магнитное поле. При исправных обмотках шарик крутится синхронно внутри магнитопровода.
Если имеется замыкание между витками в какой-либо обмотке, то шарик сразу остановится там, где есть замыкание. При проведении проверки нельзя допускать превышения тока выше номинального значения, так как шарик может вылететь из статора с большой скоростью, что является опасно для человека.
Определение полярности обмоток электрическим методом
У обмоток статора имеется маркировка выводов, которой иногда может не быть по разным причинам. Это создает сложности при проведении сборки.
Чтобы определить маркировку, применяют некоторые способы:
- Слабым источником постоянного тока и амперметром.
- Понижающим трансформатором и вольтметром.
Статор выступает в роли магнитопровода с обмотками, действующими по принципу трансформатора.
Определение маркировки выводов обмотки амперметром и батарейкой
На наружной поверхности статора имеется шесть проводов от трех обмоток, концы которых не промаркированы, и подлежат определению по их принадлежности.
Применяя омметр, находят выводы для каждой обмотки, и отмечают цифрами. Далее, делают маркировку одной из обмоток конца и начала, произвольно. К одной из оставшихся двух обмоток присоединяют стрелочный амперметр, чтобы стрелка находилась на середине шкалы, для определения направления тока.
Минусовой вывод батарейки соединяют с концом выбранной обмотки, а выводом плюса кратковременно касаются ее начала.
Импульс в первой обмотке трансформируется во вторую цепь, которая замкнута амперметром, при этом повторяет исходную форму. Если полярность обмоток совпала с правильным расположением, то стрелка прибора в начале импульса пойдет вправо, а при размыкании цепи стрелка отойдет влево.
Если показания прибора совсем другие, то полярность выводов обмотки меняют местами и маркируют. Остальные обмотки проверяются подобным образом.
Определение полярности вольтметром и понижающим трансформатором
Первый этап аналогичен предыдущему способу: определяют принадлежность выводов обмоткам.
Далее, произвольным образом маркируют выводы первой любой обмотки для соединения их с понижающим трансформатором (12 вольт).
Две другие обмотки соединяют двумя выводами в одной точке случайным образом, оставшуюся пару соединяют с вольтметром и включают питание. Напряжение выхода трансформируется в другие обмотки с таким же значением, так как у них одинаковое количество витков.
Посредством последовательной схемы подключения 2-й и 3-й обмоток вектора напряжения суммируются, а результат покажет вольтметр. Далее маркируют остальные концы обмоток и проводят контрольные измерения.
Похожие темы:
- Схемы подключения трехфазного двигателя. К 3-х и 1-о фазной сети
- Измерение сопротивления изоляции. Методика и приборы. Порядок
- Измерение напряжения. Виды и принцип измерений
- Измерение тока. Виды и приборы. Принцип измерений и особенности
Как проверить обмотку электродвигателя мультиметром
Электродвигатели сопровождают конструкции разных устройств и оборудования. Если оно дало сбой, возможно, причина именно в поломке мотора, который является сердцем всей системы. Иногда убедиться в этом можно, просто взглянув на движок. Если же явных видимых повреждений нет, скорее всего, внутри оборвана цепь или случилось короткое замыкание. Обнаружить проблему можно с помощью тестера. Мы расскажем вам, как проверить обмотку электродвигателя мультиметром на исправность.
- 1 Правила безопасности
- 2 Общая инструкция, как проверить двигатель мультиметром
- 2.1 Проверяем обрыв
- 2.2 Тестируем на замыкание между витками
- 2.3 Проверяем на короткое замыкание
- 4.1 Вопрос — ответ
Правила безопасности
Перед проверкой движка убедитесь в исправности вилки и шнура всего прибора. Если в устройство поступает электроток, контрольная лампочка будет светиться. Если с подачей тока все в порядке, приступаем к проверке мотора, который сначала нужно демонтировать из корпуса агрегата. Выполнять эту операцию можно только при его полном обесточивании!
Не лишним будет проверить исправность мультиметра. Чаще всего уменьшается заряд батареек, из-за чего показания могут быть неточными.
Общая инструкция, как проверить двигатель мультиметром
Не все движки можно протестировать мультиметром. К примеру, сложно проверять электродвижки постоянного тока, потому что их обмотка с нулевым сопротивлением. Для исследования применяется такой способ: одновременно проверяются значения с вольтметра, амперметра и вычисляются результаты по закону Ома.
Так нужно протестировать все сопротивления якорных обмоток, измеряя показания между коллекторными пластинами. Различия в значениях указывают на неисправность. Отличия между соседними коллекторными пластинами в исправном механизме составляют максимум 10%. Только если имеется уравнительная обмотка, эта цифра может подняться до 30% в норме.
Электромашины переменного тока делятся на синхронные, асинхронные (например, трехфазные) и коллекторные. Их можно протестировать обычным измерителем. Советуем прочитать статью о правильном использовании мультиметра.
Итак, узнаем, как прозванивать двигатель мультиметром.
Проверяем обрыв
Если произошел обрыв одной фазы в обмотке, которая соединена “звездочкой”, в ней не будет тока, а в иных фазах его значение завышенное. В такой ситуации мотор не функционирует. Ещё может произойти обрыв параллельной фазной ветви, из-за чего перегревается исправная ветвь.
При обрыве одной обмоточной фазы (меж двух проводников), которая соединена “треугольником”, в других проводниках будет намного меньше тока по сравнению с третьим. Обрыв роторной обмотки приводит к снижению оборотов движка, появляется вибрация, гудение.
Мультиметром важно прозвонить каждую обмотку, прозвания её и тестируя сопротивление. Несколько общих моментов, как прозвонить электродвигатель мультиметром:
- Если мотор функционирует от 220 В, важно прозвонить рабочую или пусковую обмотки. Показания последней должны быть больше первой в полтора раза.
- В движках, которые работают от 380 В, подключаемых “треугольничком” или “звездочкой”, схема разбирается и отдельно проверяются все обмотки. Омы должны быть практически равные (отличия максимум 5%). Если произошел обрыв, тестер покажет слишком большие Омы, то есть бесконечное сопротивление.
Кроме того, можно использовать режим прозвонки на мультиметре, благодаря чему проверка осуществляется быстрее, потому что при обрыве нет звука, а он указывает на исправность обмотки.
Тестируем на замыкание между витками
Такое замыкание вызывает гудение мотора, который становится менее мощным. Для его выявления лучше использовать мультиметр, дающий самую малую погрешность.
Всё, что нужно сделать для измерений, — подключить наконечники щупов тестера к кончикам различных витков и проверить, есть ли контакт при прозвонке или в режиме тестирования сопротивления. Отличие больше 10% говорит о возможности замыкания.
Проверяем на короткое замыкание
Проверка электродвигателя мультиметром осуществляется так:
- Выбрать на измерителе максимальный диапазон сопротивления.
- Соединить щупы между собой, чтобы убедиться в работоспособности тестера.
- Один наконечник соединить с корпусом движка.
- Другой наконечник по очереди присоединить к выводам всех фаз.
Работоспособный мотор показывает высокие значения на мультиметре, это могут быть сотни и тысячи МОм (мегаомы).
Ещё удобнее прозванивать корпус. Для этого нужно сделать всё то же самое, но в режиме прозвона. Если слышите звук, значит, обмоточная изоляция нарушена и произошло замыкание.
Теперь немного подробнее поговорим о том, как мультиметром прозвонить моторчики разных видов.
Проверка асинхронных движков
Именно асинхронные движки чаще всего эксплуатируются в бытовых агрегатах, которые функционируют от 220 В. После того, как вынули мотор из оборудования, нужно замерить сопротивление между моторными выводами:
- Выбрать функцию измерения сопротивления и диапазон до 100 Ом.
- Соединить наконечники с выводами подключаемой обмотки. Между средним и крайним в норме значение 30-50 Ом, между средним и другим крайним 15-20.
Также важно проверить утечку тока:
- Выбрать функцию измерения сопротивления с диапазоном 2000 кОм.
- По очереди соединять каждую клемму с корпусом движка.
- На дисплее не должно быть значений. Если вы используете аналоговый мультиметр, стрелка не отклоняется.
Если выявляются проблемы, придется разбирать устройство, чтобы провести более тщательные исследования. Часто возникает межвитковое замыкание. Для их выявления выбирается диапазон 100 Ом, после чего прозванивается каждый контур статора. Сильное отклонение одного показания от другого говорит о замыкании обмотки.
Видео о том, как прозвонить двигатель мультиметром:
Как проверить электродвигатель
В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.
Команда контент-менеджеров wikiHow тщательно следит за работой редакторов, чтобы гарантировать соответствие каждой статьи нашим высоким стандартам качества.
Количество просмотров этой статьи: 127 441.
В этой статье:
Когда электродвигатель не работает, бывает недостаточно просто взглянуть на него, чтобы понять причину. Электродвигатель, давно хранящийся на складе, может работать, а может не работать независимо от его внешнего вида. Быструю проверку можно сделать с помощью омметра, ниже дается намного больше информации, чтобы верно оценить состояние электродвигателя.
Часть 1 из 4:
Часть 1: Внешний осмотр
- Сломанные монтажные отверстия или подставка двигателя.
- Потемнение краски в середине двигателя (что указывает на перегрев)
- Присутствие грязи и других посторонних веществ, втянутых внутрь двигателя через отверстия в корпусе.
- Имя производителя — название компании, которая сделала двигатель.
- Модель и серийный номер — информация, которая идентифицирует конкретный двигатель.
- RPM – число оборотов, которые ротор делает за одну минуту.
- Мощность — количество работы, которое может выполнять электродвигатель.
- Схема — как подключать двигатель к различным напряжениям, получать различные скорости и направления вращения.
- Напряжение — требования к напряжению и фазе.
- Ток — потребляемый ток.
- Тип корпуса – физические и посадочные размеры.
- Тип — описывает тип статора: брызгозащищенный, закрытый, обдуваемый вентилятором и т.д.
Часть 2 из 4:
Часть 2: Проверка подшипников
- Есть несколько типов подшипников, которые используются в электродвигателях. Два самых популярных типа: латунные подшипники скольжения и шарикоподшипники. Многие из них имеют фитинги для смазки, в другие смазка заложена при производстве («не обслуживаемые»).
Выполните проверку подшипников. Для выполнения беглого контроля подшипников поместите двигатель на твердую поверхность и положите одну руку на верхнюю часть двигателя, покрутите ротор другой рукой. Внимательно следите, старайтесь почувствовать и услышать трение, царапающие звуки, неравномерность вращения ротора. Ротор должен вращаться спокойно, свободно и равномерно.
Затем проверьте продольный люфт ротора, потолкайте, потяните ротор за ось из статора. Небольшой люфт допустим (в наиболее распространенных бытовых двигателях люфт должен быть не более 3 мм), но чем он ближе к «0», тем лучше. Двигатель, у которого проблемы с подшипниками, шумно работает, подшипники перегреваются, что приводит к поломке двигателя.
Часть 3 из 4:
Часть 3: Проверка обмоток электродвигателя
Проверьте обмотки двигателя на короткое замыкание на корпус. Большинство бытовых электродвигателей с замкнутыми обмотками работать не будут: скорее всего сгорит предохранитель или сработает автомат защиты (двигатели, рассчитанные на 380 Вольт являются «незаземленными», поэтому такие двигатели могут работать с замкнутыми на корпус обмотками, при этом предохранитель не сгорит).
- Омметр должен указать на значение сопротивления в миллионы Ом (или «МОм»). Иногда значение может достигать всего лишь нескольких сотен тысяч Ом (500000 или около того). Это может быть приемлемым, но чем больше величина сопротивления, тем лучше.
- Многие цифровые омметры не предлагают возможности установить прибор на “0”, так что пропустите «обнуление», если у вас цифровой омметр.
- Вы можете увидеть очень низкое значение сопротивления. Величина сопротивления может быть довольно низкой. Убедитесь, что ваши руки не прикасаются к щупам омметра, так как это приведет к неточными показаниям прибора. Большое значение сопротивления указывает на потенциальную проблему с обмотками электродвигателя, которые могут иметь разрыв. Двигатель с высоким сопротивлением обмоток не будет работать или не будет работать его регулятор скорости (это может быть с 3-фазными электродвигателями).
Часть 4 из 4:
Часть 4: Поиск и устранение других потенциальных проблем
- Проверку конденсатора можно выполнить с помощью омметра. Прикоснитесь щупами к выводам конденсатора, сопротивление должно начинаться с низких значений и постепенно увеличиваться, так как небольшое напряжение, подающееся от батареек омметра, постепенно заряжает конденсатор. Если конденсатор остается короткозамкнутым или сопротивление не растет, то, вероятно, проблема с конденсатором, его необходимо заменить. Конденсатор должен быть разряжен перед повторной попыткой проведения этого теста.
Проверьте заднюю часть картера двигателя в месте, где устанавливается подшипник. Там некоторые двигатели имеют центробежные переключатели, используемые для переключения пускового конденсатора или для подключения цепей, определяющих количество оборотов в минуту. Проверьте контакты реле, не пригорели ли они, очистите их от грязи и жира. С помощью отвертки проверьте механизм выключателя, пружина должна работать свободно.
Проверьте вентилятор. Тип «TEFC» (полностью закрытый, с воздушным охлаждением электродвигатель). У двигателей этого типа лопасти вентилятора находятся за металлической решеткой на задней части двигателя. Убедитесь, что вентилятор надежно закреплен и не забит грязью и другим мусором. Отверстия в металлической решетке должны обеспечивать свободное движение воздуха, в противном случае может случиться перегрев двигателя и выход его из строя.
- Брызгозащищенные двигатели могут быть установлены в сырых или влажных местах, они устроены таким образом, что вода (или другие жидкости) не могут проникнуть внутрь двигателя под действием силы тяжести или под воздействием потока воды (или другой жидкости).
- Открытый двигатель, как следует из названия, полностью открыт. С торцов эти двигатели имеют довольно большие отверстия, и обмотки статора явно видны. Эти отверстия не должны быть заблокированы, и эти двигатели не должны устанавливаться во влажных, загрязненных или пыльных местах.
- TEFC двигатели, с другой стороны, могут быть использованы во всех упомянутых выше областях, но они также не должны использоваться в условиях, на которые они не рассчитаны.
Как проверить электродвигатель на исправность?
Принцип действия электродвигателя, базовые подходы к выполнению его проверок, схемы построения, асинхронные двигатели, контролируемые параметры, проверка обмоток статора, якоря ротора, конденсатора, техника безопасности
Поделиться в ВКонтакте
Автор Анатолий Шамов Просмотры 8.1к.Э лектричество прочно вошло во все сферы нашей жизни. В быту оно используется для решения двух основных задач: освещения и преобразования электрической энергии в механическую.
Вторую группу задач физически реализуют электрические двигатели. Возможны и иные бытовые применения электричества, но они встречаются гораздо реже.
Большой срок применения электрических двигателей, история которых насчитывает почти 200 лет, привел к тому, что:
- на практике наблюдается большое разнообразие разновидностей таких устройств;
- современные электродвигатели отличаются высокой надежностью.
Известно, однако, что даже самая совершенная техника иногда выходит из строя. Соответственно, появляется проблема точной диагностики причины неисправности, от которой уже зависят дальнейшие действия, крайние из которых сводятся к необходимости покупки нового устройства или все дело в отошедшем контакте.
Важными ограничивающими факторами при выполнении подобных проверок становится:
- возможность самостоятельной диагностики без обращения в специализированные ремонтные организации или вызова частного мастера из соображений экономии времени и денег;
- выполнения полного комплекса проверок для однозначной достоверной локализацией причины отказа с помощью подручных средств, самым сложным из которых является бытовой мультиметр.
Принцип работы электродвигателя
В основу функционирования электродвигателя положен закон Ампера, согласно которому на провод, который находится в магнитном поле и через который протекает электрический ток, всегда воздействует механическая сила F.
Ее направление определяется известным по школьному курсу физики правилом левой руки, то есть зависит от соотношения направлений протекания тока и ориентации силовых линий магнитного поля, а значение – от силы тока и значения индукции магнитного поля в области его взаимодействия с проводником.
Еще одним средством увеличения силы, действующей на проводник, является наращивание его эффективной длины, для чего цепь протекания тока формируется в форме многовитковой обмотки. За счет этого усилие, развиваемое отдельными витками, суммируется.
Разновидность источника магнитного поля значения не имеет. Это может быть как постоянный магнит, так и его электромагнитный аналог.
Эффективность функционирования электромагнита наращивается сердечником, который фактически концентрирует магнитное поле и подает его в ту область, которая соответствует наибольшему развиваемому усилию.
Ключевые конструктивные особенности, базовые подходы к выполнению его проверок
Любой электродвигатель, вне зависимости от его исполнения, всегда содержит стационарную часть, которую традиционно называют статором, и взаимодействующий с ним вращающийся элемент конструкции, который обычно называют ротором.
Читайте также:
Иногда для обозначения ротора привлекается термин якорь. В подавляющем большинстве двигателей ротор находится внутри статора.
Механическая работа снимается с ротора, превращение вращательного движения в прямолинейное или иное перемещение возлагается на иные внешние известные механизмы, рассмотрение которых выходит за рамки данной статьи.
Равным образом не рассматриваются так называемые линейные электродвигатели, которые обеспечивают линейное перемещение подвижной части его конструкции без выполнения промежуточного преобразования вращательного движения.
Статор включает одну или несколько статорных обмоток, при протекании тока через которую (которые) формируется вращающееся магнитное поле.
Поле статора взаимодействует с полем ротора, в результате чего возникает вращающий момент, позволяющий выполнить механическую работу. Для уменьшения бесполезных потерь и наращивания КПД двигателя в целом ротор монтируется на подшипниках.
Из приведенного кратного описания немедленно следует три основных положения, которые всегда выполняются в исправном электродвигателе:
- при подаче на обмотки номинального напряжения по ним протекают рабочие токи, на которые изначально рассчитана конструкция двигателя;
- изоляция токопроводящих частей конструкции не имеет механических повреждений и обеспечивает заданное значение сопротивления;
- механическая часть системы ротор-статор в части состояния подшипников, значения зазоров, величины затяжки гаек, уровня износа щеток и аналогичные им полностью соответствуют требованиям норм.
Проверки исправности электродвигателя всегда в явной или неявной форме включают контроль этих положений, выполняемых различными способами. К таковым относятся, например, визуальный осмотр подшипников, проверка величины зазоров, легкости вращения ротора и т.д.
В дальнейшем сосредоточим свое внимание на выполнении проверок тех электрических компонентов двигателя, неисправности которых можно выявить только с помощью мультиметра.
При построении схемы соответствующих измерений необходимо обязательно учитывать конструктивные особенности проверяемого электромотора. По умолчанию считается, что двигатель подключается к сети 220 или 380 В.
Дополнительно укажем на такую особенность электродвигателя как его обратимость. Под последним понимается то, что при вращении ротора под воздействием внешнего усилия он вырабатывает электрический ток.
Схемы построения электродвигателей
Функции источника энергии для двигателя может выполнять сеть постоянного и перемененного тока.
Изменение направления протекания тока, необходимое для создания вращающегося магнитного поля, обеспечивается различными способами. В частности, широко распространены коммутаторы.
Коммутатор может быть:
- внутренним механическим (он применяется в коллекторных двигателях постоянного и переменного токов);
- внутренним электронным (так называемые бесколлекторные электронные двигатели);
- внешним (на этом принципе построены однофазные и трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока.
Коллекторные и бесколлекторные электродвигатели
Принцип действия коллекторного электродвигателя иллюстрирует картинка ниже, на которой схематически представлено взаимодействие одного из витков роторной обмотки с магнитным полем.
В такой структуре после выполнения ротором половины оборота направление тока меняется на противоположное (правая часть изображения) и магнитное поле вместо ускорения начинает тормозить ротор.
Для устранения этого нежелательного эффекта в состав конструкции двигателя вводят механический или электронный коммутатор, который через каждую половину оборота меняет направление тока, протекающего через статорную обмотку на противоположное.
В результате этого поддерживается постоянный по направлению вращающийся момент.
Подача напряжения на обмотки ротора при наличии такой необходимости выполняется через специально предназначенные для этого токосъемные кольца, к которым подключают начало и конец соответствующей обмотки.
Управление подачей тока в коллекторных двигателях осуществляется механическим коммутатором, в бесколлекторных – эту функцию выполняет его электронный аналог.
Читайте также:
Греется электродвигатель: причины неисправности у электромоторов на 220 и трехфазных на 380 вольт
Асинхронные электродвигатели
Асинхронные электродвигатели переменного тока используют другой принцип создания вращающего момента. Суть этой схемы состоит в том, что статором формируется вращающееся магнитного поле, которое увлекает за собой ротор. При этом в зависимости от типа сети и требуемой мощности задействуется две немного отличающихся друг от друга схемы.
В случае необходимости получения более высоких мощностей обращаются к 3-фазной сети на 380 В.
Если изначально задать угол сдвига тока (напряжения) между отдельными фазами в треть периода или 120 градусов, то образуется равномерное вращающееся магнитное поле.
3-фазную сеть можно рассматривать как комбинацию из трех источников тока, специальным образом соединенных между собой.
Сильная сторона такой конфигурации – возможность нарастить мощность по сравнению со случаем однофазной 220-вольтовой сети.
Для большинства бытовых потребителей 3-фазная сеть оказывается избыточно мощной, и они подключаются к более экономичной сети 220 В.
В этом случае для получения вращающегося магнитного поля приходится прибегать к небольшой инженерной хитрости.
Суть ее состоит в том, что конденсатор как реактивный элемент всегда имеет 90-градусный фазовый сдвиг между векторами напряжения и тока.
Таким образом, используя конденсатор как фазовращающий элемент, можно искусственно превратить однофазную сеть в квазидвухфазную, решив, тем самым, задачу получения вращающегося магнитного поля. Схематически это показано в правой части рисунка выше.
Подходы к выполнению проверки электродвигателя и контролируемые параметры
В дальнейшем предполагается, что проверяемый электродвигатель исправен с механической точки зрения: у него отсутствует люфт подшипников и имеется надлежащая смазка, зазоры между ротором и статором не выходят за пределы разрешенных допусков, не изношены щетки и ламели коллекторной системы, исправен кабель подачи питания и аналогичное им.
Основной инструмент здесь – визуальный осмотр. Полезно убедиться также в отсутствии запаха горелой изоляции.
Дополнительно – разборка конструкции при необходимости ее выполнения произведена аккуратно, без механических повреждений, с помощью специализированных инструментов.
Считается также, что известна применяемая разновидность электродвигателя: постоянного или переменного тока, коллекторный и т.д. Для этого привлекаются данные с фирменной таблички-шильдика на корпусе и сопроводительная документация.
При необходимости соответствующая информация находится в сети Интернет.
С учетом принципа функционирования электродвигателя проверке подлежат
- наличие обрывов обмоток и коротких (межвитковых) замыканий в них на роторе и статоре;
- отсутствие пробоев изоляции на корпус и иные металлические элементы конструкции;
- состояние конденсатора однофазных электродвигателей.
Общая схема выполнения проверок для всех разновидностей электродвигателей отличается мало.
Поэтому далее она рассматривается с единых позиций, нюансы, возникающие из-за особенностей конструкции, при необходимости обсуждаются отдельно.
Исправность обмоток статора
Для выполнения этой проверки мультиметр переводится в режим измерения сопротивления с максимальной чувствительностью (диапазон 200 Ом или аналогичный).
Трехфазный двигатель
Наиболее сложный случай – 3-фазный электродвигатель, на корпус которого выведено 6 клемм, каждая из которых отвечает за начало и конец конкретной обмотки.
В схематической форме это показано ниже. Важно здесь то, что все обмотки одинаковы.
- сначала мультиметром, который показывает сопротивление, определяются пары клемм, отвечающие за конкретную обмотку;
- точно замеряется сопротивление каждой из них, а полученные значения сравнивается между собой. Отсутствие разницы свидетельствует об исправности обмоток, а также о том, что у них отсутствуют межвитковые замыкания соответствующей обмотки.
Однофазный двигатель
В отличие от своего 3-фазного аналога у однофазного, кроме снижения рабочего напряжения до 220 В, до двух уменьшается также количество обмоток: одна из них считается рабочей, а вторая – пусковой.
При этом примерно равной популярностью пользуются две схемы их соединения, которые условно показаны ниже и внешне отличаются друг от друга количеством клемм.
На практике с одной из таких схем можно столкнуться на таком популярном бытовой устройстве как стиральная машина.
Вне зависимости от схемы соединения обмоток, которые выбрал разработчик машинки, выполнением нескольких измерений можно проверить сопротивление каждой из обмоток. Более мощная рабочая обмотка будет иметь меньшее сопротивление.
4-контактная схема потребует выполнения шести измерений (АВ, АС, АD, BC, BD и CD – при указании, например, АВ считается, что мультиметр подключается к точкам А и В).
Важно при этом то, что:
- изменение положения щупов на противоположное не должно менять показаний мультиметра (AB = BA);
- у исправного двигателя только два измерения дадут конечное значение сопротивления максимум в десятки Ом (например, AB и CD), остальные покажут разрыв.
Для трехконтактной схемы всего будет получено три результата. Наибольшее сопротивление относится к последовательному соединению двух обмоток (оно измеряется между точками А и С на правом эскизе рисунка, показанного выше), среднее – характерно для пусковой обмотки и наименьшее – для рабочей.
Проверка пробоев и утечек на корпус
Штатным прибором для определения сопротивления изоляции является мегаомметр. Бытовой мультиметр эту функцию не реализует из-за малого напряжения батарейки и относительно невысокой чувствительности самого устройства в части малых токов.
Поэтому с его помощью можно только убедиться в отсутствии пробоев. Например, для схемы, показанной ниже любое измерение DA, DB и DC должно показывать разрыв.
Более сложная схема показана на следующем рисунке. Суть выполняемого эксперимента состоит в искусственном увеличение тестирующего напряжения, для чего задействуется 220-вольтовая сеть.
При сборке схемы необходимо использовать обычную лампу накаливания мощностью примерно 60 Вт, которая берет на себя функции токоограничивающего резистора.
Мультиметр используется в режиме амперметра, для защиты от повреждения прибора чрезмерно высоким током измерения начинают на максимально грубой шкале, постепенно увеличивая чувствительность.
Изоляция считается исправной, если измеряемый ток I не превышает I = 1 мкА. С учетом того, что сопротивление лампы много меньше сопротивления изоляции Rиз, величину последнего находят как Rиз = 220/I МОм, причем ток в эту формулу подставляют в мкА.
При проведении описываемого эксперимента задействуется напряжение 220 В, то есть следует соблюдать все правила электробезопасности. Дополнительно двигатель должен быть демонтирован и располагаться на диэлектрическом основании.
Проверка исправности электрических цепей ротора
Различные виды электродвигателей имеют отличающуюся друг от друга конструкцию ротора. Эта особенность накладывает некоторую специфику на процесс выполнения измерений.
Синхронные двигатели
Ротор синхронного двигателя содержит несколько обмоток, концы которых штатно подключены к металлическим кольцам.
Кольца монтируются на валу ротора и имеют соответствующую изоляцию. В схематической форме этот блок конструкции электромотора изображен ниже.
Электрическая проверка ротора выполняется аналогично статору и включает в себя
- измерение сопротивлений отдельных обмоток с дополнительной проверкой их идентичности;
- контроль отсутствия межвитковых замыканий;
- тестирование изоляции на отсутствие пробоя на корпус.
Асинхронные двигатели
Ротор асинхронного двигателя выделяется на фоне других своей конструктивной простотой и выполнен в форме так называемого беличьего колеса.
Проверки мультиметром этого блока фактически бесполезны из-за его массивности и предельно малого сопротивления, которое мультиметр зачастую не в состоянии зафиксировать из-за своей относительно невысокой точности.
С учетом этой особенности ротор в данном случае проверяется визуальным осмотром на отсутствие механических повреждений.
Коллекторные двигатели с механической коммутацией
Ротор двигателей этой разновидности содержит несколько одинаковых обмоток, концы которых выведены на пластины коллектора.
Для устранения влияния на точность измерений дополнительных цепей протекания тока из двигателя удаляются щетки, после чего мультиметром, который подключается к паре пластин определяется сопротивление каждой обмотки. Равенство показаний свидетельствует об исправности обмоток.
Возможны также иные схемы индивидуальной проверки обмоток, но они сложны в реализации и поэтому не рассматриваются.
Проверка электродвигателя пылесоса
Принцип реализации этой проверки основан на обратимом характере электродвигателя, который, как уже отмечалось выше, при подключении к внешнему источнику энергии может работать в режиме генератора.
Для выполнения этой проверки, кроме мультиметра, потребуется второй исправный пылесос, а проверяемый двигатель вместе с крыльчаткой центробежного воздушного компрессора целесообразно демонтировать.
На картинке показана схема построения соответствующей конфигурации.
Работающий пылесос создает в шланге поток воздуха, который вращает крыльчатку центробежного компрессора ЦК и через него раскручивает ротор проверяемого электродвигателя.
Мультиметр, работающий в режиме измерения переменного напряжения и подключенный к клеммам исправного электродвигателя (ЭД), должен имеет показания порядка 150 – 220 В.
После отключения пылесоса частота вращения ротора ЭД быстро падает и пропорционально этому уменьшается напряжение, фиксируемое мультиметром.
Проверка конденсатора
Фазосдвигающий конденсатор, устанавливаемый в однофазных электродвигателях, предназначен для создания вращающегося магнитного поля.
Проверка его исправности может выполняться двумя различными приборами по идентичной схеме.
В обоих случаях обязательна предварительная подготовка, суть которой состоит в обесточивании и разрядке конденсатора.
Для этого конденсатор отключается от двигателя, для чего достаточно снять одну из клемм, после чего отверткой или отрезком провода закорачиваются его выводы.
Первый подход реализуется при наличии у мультиметра функции определения емкости. Измеренное фактическое значение не должно отличаться от номинала, указанного на корпусе конденсатора, более чем на 15-20% в меньшую сторону.
Аналогичным образом выполняют измерения специализированным RC-измерителем, который производящие компании часто оформляют в виде удобного для работы пинцета. Пример конструкции такого тестера показан ниже.
Определение направления навивки обмоток
Направление магнитных потоков, создаваемых при работе электродвигателя, определяется направлением навивки проводов отдельных обмоток, задается при конструировании двигателя и не подлежит изменению.
При проверке правильность коммутации, потребность в которой может возникнуть после ремонта или профилактики, следует исходить из того, что взаимодействующие через магнитные потоки обмотки допустимо рассматривать как трансформатор.
Последнее означает, что обмотки могут быть соединены как встречно, так и равнонаправленно.
Суть эксперимента, позволяющего определить взаимное направление обмоток, состоит в том, что кратковременный переменный ток можно создать простым соединением или разрывом цепи с одним источником напряжения, функции которого возлагаются на обычную батарейку.
Соответствующая схема показана ниже. В ее основу положено свойство современного мультиметра автоматически определять полярность измеряемого напряжения.
Одна из обмоток (левая для обеих конфигураций рисунка) принимается за опорную и в нее через ключ любой конструкции (вплоть до обычного провода, который подключается к выводу обмотки и снимается с него рукой) подключается батарейка.
К клеммам второй обмотки подключается мультиметр, переведенный в режим вольтметра. Если при замыкании ключа мультиметр показывает кратковременное положительное напряжение, то направления намотки проводов совпадают. Этот случай изображен слева.
Справа показан случай встречного (в том числе по направлению генерируемого магнитного поля) включения, когда вольтметр показывает отрицательное напряжение.
Полярность напряжения условно показана знаками “+” и “-“ рядом с изображением вольтметра.
Этот эксперимент несколько более удобно проводить со старыми стрелочными аналоговыми тестерами, у которых отклонение стрелки вправо соответствует положительному напряжению, а влево – отрицательному.
Техника безопасности при проведении измерений
Основная масса описанных выше измерений может быть выполнена без демонтажа электродвигателя со своего штатного места. С учетом этой особенности перед началом работы необходимо убедиться в том, что вилка шнура отключена от розетки (устройство обесточено). При наличии отдельного заземления оборудования его целесообразно оставить на своем месте.
Заключение
Как видим, достаточно качественная и всесторонняя проверка состояния электродвигателя вполне возможна без использования специальных инструментов и приборов.
Необходимыми условиями для этого являются понимание принципа работы тестируемого устройства, наличие элементарных знаний в области электротехники, а также соблюдение правил техники безопасности и аккуратности в работе.
Более сложные комплексные проверки, например, нормального функционирования под нагрузкой, потребуют применения сложных измерительных приборов типа токовых клещей и не могут быть рекомендованы для домашних условий.
К счастью, необходимость в их выполнении возникает достаточно редко.