9 основных неисправностей электродвигателя

В этом обзоре мы рассмотрим типичные неисправности трехфазных асинхронных электродвигателей и способы их предупреждения и устранения.

Электрические неисправности электродвигателя

Электрические неисправности двигателя всегда связаны с обмоткой.

1. Межвитковое замыкание может возникнуть при ухудшении изоляции в пределах одной обмотки. Возможные причины: перегрев обмотки, некачественная изоляция, износ изоляции вследствие вибрации. Определить межвитковое замыкание бывает сложно. Основной метод диагностики – сравнение сопротивления и рабочего тока всех трех обмоток. Первые симптомы межвиткового замыкания – повышенный нагрев двигателя и падение момента на валу. При этом по одной из фаз ток больше, чем по двум другим.
2. Замыкание между обмотками происходит из-за смещения обмоток, механической вибрации и ударов. При отсутствии должной электрической защиты может возникнуть короткое замыкание и пожар.
3. Замыкание обмотки на корпус. При данной неисправности электродвигатель может продолжать работать, если неправильно выполнены заземление и защита от короткого замыкания. Однако в работе он будет смертельно опасен, так как его потенциал будет находиться под фазным напряжением.
4. Обрыв обмотки. Эта неисправность равносильна пропаданию фазы. Если обрыв происходит в работе, то двигатель резко теряет мощность и начинает перегреваться. При правильно выполненной защите двигатель отключится, поскольку ток по другим фазам будет повышен.

Для устранения большинства из этих поломок требуется перемотка двигателя.

Механические неисправности электродвигателя

Механические неисправности электродвигателя связаны с его конструкцией.

1. Износ и трение в подшипниках. Проявляется в повышении механической вибрации и шума при работе. В этом случае требуется замена подшипников, иначе неисправность приведет к перегреву и падению производительности двигателя.
2. Проворачивание ротора на валу. Ротор может вращаться в магнитном поле статора, а вал будет неподвижен. Требуется механическая фиксация ротора на валу.
3. Зацепление ротора за статор. Эта проблема связана с механической поломкой подшипников, их посадочных мест или корпуса двигателя. Кроме того, подобная неисправность приводит к повреждению обмотки статора. Практически не подлежит ремонту.
4. Повреждение корпуса двигателя. Может происходить из-за ударов, повышенных нагрузок, неправильного крепления или низкого качества двигателя. Ремонт является трудоемким из-за трудностей соосной установки переднего и заднего подшипников.
5. Проворачивание или повреждение крыльчатки обдува. Несмотря на то, что двигатель продолжит работать, он будет перегреваться, что существенно сократит срок его службы. Крыльчатку необходимо закрепить (для этого используется шпонка или стопорное кольцо) или заменить.

Аварийные ситуации при работе электродвигателя

Существуют неисправности, не связанные непосредственно с двигателем, но влияющие на его работу, характеристики и срок службы. Большинство этих неисправностей вызваны механической перегрузкой, увеличением тока, и, как следствие, перегревом обмоток и корпуса.

1. Увеличение нагрузки на валу вследствие заклинивания привода либо приводимых механизмов.
2. Перекос напряжения питания, который может быть вызван проблемами питающей сети либо внутренними проблемами привода.
3. Пропадание фазы, которое может произойти на любом участке питания двигателя – от питающей трансформаторной подстанции до обмотки двигателя.
4. Проблема с обдувом (охлаждением). Может возникнуть из-за повреждения крыльчатки двигателя при собственном охлаждении, из-за останова вентилятора внешнего принудительного охлаждения или вследствие значительного повышения температуры окружающей среды.

Способы защиты электродвигателя

Для защиты электродвигателя от внутренних и внешних неисправностей, а также для минимизации дальнейших трудозатрат по его ремонту применяют различные устройства.

1. Мотор-автоматы и тепловые реле

Мотор-автоматы (автоматы защиты двигателя) и тепловые реле используют для обнаружения превышения тока по одной или всем фазам двигателя. В случае превышения через некоторое время происходит отключение привода.

В отличие от мотор-автомата, у теплового реле нет силовой коммутации. Оно имеет только управляющий контакт, который размыкает питание силовой цепи. Мотор-автомат является самостоятельным коммутационным устройством, способным выключать двигатель.

Минус теплового реле заключается в отсутствии защиты от короткого замыкания. Мотор-автомат имеет защиту от перегрузки и электромагнитную защиту от короткого замыкания, которая мгновенно срабатывает и выключает двигатель при превышении тока уставки в 10-20 раз.

Данные устройства используются наиболее широко и при правильной установке и настройке способны с большой долей вероятности защитить электродвигатель и оборудование от поломки и других негативных последствий.

2. Электронные реле защиты двигателей

Данный вид защиты обеспечивает большой выбор различных защит. Основным элементом таких реле является микропроцессор, который анализирует мгновенные значения напряжения и тока и принимает решения на основе заданных настроек. Это может быть выдача сигнала на индикацию либо на отключение двигателя.

3. Термисторы и термореле

Когда по какой-то причине не сработала тепловая защита по перегрузке, последний рубеж обороны — термозащита. Внутрь обмотки устанавливается термочувствительный элемент (как правило, термистор или позистор), который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры. При пересечении порога срабатывает соответствующая защита, и двигатель отключается.

Возможно применение более простых дискретных термореле (термоконтактов), которые размыкают контрольную или тепловую цепь, что приводит к аварийной остановке электродвигателя.

4. Преобразователи частоты

Обычно преобразователи частоты располагают несколькими видами защиты – по превышению момента и тока, по превышению напряжения, обрыву фазы и проч. Кроме того, возможно ограничение момента и тока. В этом случае на двигатель будет подаваться напряжение с меньшим уровнем и частотой, если будет обнаружена перегрузка. При этом будет выдано соответствующее сообщение оператору, а двигатель может продолжать работать.

Также производители частотных преобразователей рекомендуют устанавливать защитный автомат на входе ПЧ, тепловое реле на выходе и термисторную защиту.

Перегрев электродвигателя и необходимость его защиты

Всякий раз, когда мы думаем о перегреве двигателя, первое, что приходит на ум, — это перегрузка. Из-за механической перегрузки двигатель потребляет более высокий ток от источника питания, что приводит к чрезмерному перегреву двигателя. Двигатель также может быть перегрет, если ротор механически заблокирован, то есть становится неподвижным под действием любой внешней механической силы. В этой ситуации двигатель будет потреблять чрезмерно высокий ток от источника питания, что также приводит к проблеме перегрева.

Другой причиной перегрева является низкое напряжение питания. Поскольку идентификатор мощности, потребляемый двигателем, зависит от состояния нагрузки двигателя, при более низком напряжении питания электродвигатель будет потреблять больший ток от сети для поддержания необходимого крутящего момента.

Одиночная фазировка также негативно сказывается. Когда одна фаза питания не работает, остальные две фазы потребляют более высокий ток для поддержания необходимого крутящего момента нагрузки, что приводит к перегреву двигателя. Состояние дисбаланса между тремя фазами питания также вызывает перегрев обмотки двигателя, так как система дисбаланса приводит к току обратной последовательности в обмотке статора.

Опять же, из-за внезапной потери и восстановления напряжения питания может возникнуть чрезмерный нагрев двигателя. Поскольку из-за внезапной потери напряжения питания, двигатель разгоняется, а из-за внезапного восстановления напряжения двигатель ускоряется до достижения номинальной скорости, и, следовательно, для этого двигателя потребляется более высокий ток из источника питания.

Поскольку тепловая перегрузка или перегрев двигателя может привести к повреждению изоляции и обмотки, следовательно, для надлежащей защиты двигателя от тепловой перегрузки двигатель должен быть защищен от следующего:

• Механическая перегрузка;
• Задержка вала двигателя;
• Низкое напряжение питания;
• Одиночная фаза питающей сети;
• Разбалансировка питающей сети;
• Внезапная потеря и восстановление напряжения питания.

Самая основная схема защиты двигателя — это защита от тепловой перегрузки, которая в первую очередь охватывает защиту от всех вышеупомянутых состояний.

Еще одна вещь, которую мы должны помнить при обеспечении защиты двигателя от тепловой перегрузки. На самом деле каждый двигатель имеет определенное значение допуска на перегрузку. Это означает, что каждый двигатель может работать за пределами номинальной нагрузки в течение определенного допустимого периода в зависимости от условий его нагрузки. Как долго двигатель может работать безопасно для конкретной нагрузки, определяется производителем. Соотношение между различными нагрузками на двигатель и соответствующими допустимыми периодами для его работы в безопасном состоянии называется температурной предельной кривой двигателя.

При выборе теплового реле перегрузки следует помнить, что данное реле не является мгновенно срабатывающим. Оно имеет минимальную задержку в работе, поскольку биметаллическая полоса требует времени на нагрев и деформацию для максимального значения рабочего тока. Как правило, тепловое реле срабатывает через 25-30 секунд, если ротор внезапно заблокирован механически, либо двигатель не запускается. В этой ситуации двигатель будет потреблять огромный ток от источника питания. Если двигатель не изолирован заранее, может произойти более серьезное повреждение.

Как моторное масло защищает двигатель автомобиля?

Выделяют 5 основных функций моторного масла:

• Уменьшать трение и износ
• Охлаждать детали
• Обеспечивать хорошее уплотнение цилиндро-поршневой группы
• Поддерживать чистоту внутри двигателя (диспергирующие и моющие свойства)
• Предотвращать коррозию деталей

Эти функции характерны для моторных масел, хотя некоторые могут быть отнесены к маслам любого назначения, например, снижение трения и износа.

1.Снижение трения и износа в подшипниках скольжения коленчатого вала может быть достигнуто оптимизацией вязкостной характеристикой, в узлах шестерен и механизме привода клапанов добавлением в масло сбалансированного набора противоизносных присадок и модификаторов трения.

2. Охлаждение и уплотнение достигается путем правильного выбора вязкостной характеристики. Ею определяется толщина масляной пленки на стенке цилиндра, необходимая для эффективного уплотнения или аккумулирования тепла перед тем, как пленка сбрасывается поршневым кольцом в картер двигателя.

3. Чистота двигателя и защита от коррозии в современных маслах обеспечивается присадками и синтетическими базовыми маслами. Использование синтетических базовых масел и антиокислителей приводит к замедлению старения масла и меньшему его загустеванию, что позволяет лучше и дольше поддерживать чистоту деталей двигателя. Дисперсанты и детергенты предотвращают загрязнение компонентов двигателя, удерживают загрязнения в масле и нейтрализуют вредные кислоты, препятствуя коррозии.

Мы свяжемся с Вами в ближайшее время!

• 

Сертифицированный автосервис
с безупречным именем

Мы просто делаем свою работу честно!

Сертифицированный автосервис
с безупречным именем

Возможность установки неоригинальных
запчастей с гарантией.

Сертифицированный автосервис
с безупречным именем

Ремонт без снятия с гарантийного
обслуживания дилерского центра.

Сертифицированный автосервис
с безупречным именем

Двухлетняя гарантия на работу!

Сертифицированный автосервис
с безупречным именем

Самое короткое время
оформления и соблюдение сроков.

Статьи

Защита картера – мифы и реальность

Когда заходит речь о защите поддона картера, я вспоминаю несколько эпизодов своей водительской биографии.

Эпизод первый – доисторический

Никто не станет спорить о том, что защита снизу и поддона картера, и вообще всего моторного отсека для нашей российской реальности – архиактуальный вопрос. При этом не важно, живешь ли ты в мегаполисе, в городе среднестатистической населенности или в глубинной сельской местности. Да и глубинка на наших широких просторах – такая разная встречается, что порой, не приведи господь! У всех моих автомобилей тех лет, разумеется – отечественных, начиная с Москвича и закачивая «спеловишневой» ВАЗ-2108, защитой моторного отсека служил. лист металла толщиной 3-4 мм с отверстиями под крепления штатными же болтами где-то там под днищем.

Иногда такие листы металла даже имели специальные «лючки» под сливную пробку масляного картера, под фильтр и под другие сервисные надобности, чтобы, меняя масло, например, не нужно было откручивать еще и весь этот металлический лист. Сколько поддонов картеров двигателей и коробок передач спасли подобные металлические «лыжи», могут рассказать только слесари «ходовики». И порой это действительно были лыжи, на которых «нашемарка» с легкостью скользила по буеракам самой разной сложности и независимо от глубины колеи.

Вторым эпизодом я для себя обозначил «этап Renault»

И не только потому, что первой «нормальной» иномаркой у меня был Меган Классик (совсем первой как раз был Форд Сиерра без каких-либо моторных защит). А потому, что среди официально заходивших тогда на российский рынок иностранных производителей именно эти французские автомобили имели металлическую (!) защиту днища моторного отсека. Ни японцы с корейцами, ни мерседесы с опелями на тот момент, если кто помнит, не комплектовались даже грязезащитными фартуками. Бывало, открываешь капот и через моторный отсек видишь асфальт.

К слову, некоторые так называемые защиты моторных отсеков у многих мировых производителей для рынков стран третьего мира так до сих пор и остаются – пластиковыми. И честно называются «пыльниками».

Так вот на «втором этапе», на автомобиле Рено «Меган-2», я таки разбил и поддон картера и «надтреснул» картер коробки передач. Оно и не мудрено, если ты на скорости километров «под 50» налетаешь брюхом на лежащий поперек ночной городской улицы железобетонный фонарный столб. Подробности – это отдельная история, поскольку сейчас мы говорим о защитах, а поддон двигателя раскололся как раз потому, что толщина этой самой «фирменной» защиты не превышала и одного миллиметра. Да, французы побеспокоились о нас, но и они не могла предполагать, что в черте города можно налететь на такое препятствие.

Третий «защитный» этап

И в моей жизни, и в жизни всех остальных автомобилистов нашей страны, наступил, когда помимо иномарок к нам «пошли» и некоторые западные технологии. Нужно честно сказать, что тогдашние защиты из стекловолокна, промоченного насквозь банальной эпоксидной смолой, и высушенные до твердости цемента, были не ахти на каком острие науки и техники, но определенный прорыв на рынке защит они все же произвели.

Их лепили, именно так – лепили (!), в самодельных пресс-формах в частных гаражах. Никакой критики в плане эстетике они, конечно, не выдерживали, и ни о какой пассивной безопасности тут говорить было просто нельзя, но свою функцию они выполняли.

Прогресс, понятно, на месте не стоит, в том числе и гаражный его вариант, который из личных боксов энтузиастов и мелких коммерсантов вырос в производственные цеха и промышленное производство. Самодельные защиты, крылья, двери, капоты и бамперы вначале появились в отечественном автоспорте, а потом перешли в ранг массовых.

Помнится мне один сюжет о такой «продукции»: ДЭУ Ланос/Daewoo Lanos с защитой из стекловолокна, пропитанного той самой эпоксидкой, на скорости 35-40 км/час налетает передком на шлакоблок, и этот 25-килограммовый строительный кирпич разлетается на мелкие осколки. Следующим планом камера демонстрирует телезрителю лишь царапину на «стекловолоконной» моторной защите!

К чему я вам рассказываю эту свою «автомобильную» биографию. А к тому, что сегодня уже не нужно ломать голову: прикрутить ли снизу стальной лист или купить нормальную защиту «по месту»?

А потому что сегодня это уже не так дорого.

Защита от ударов

Официальные исследования производителей полноприводников и пракетников говорят о том, что от 10 до 35 процентов их покупателей, хотя и не планируют этого, тем не менее, систематически съезжают с асфальтового покрытия. Да и в самой городской черте есть бордюры и обочины, наледи и зимняя колея, а также трамвайные рельсы, на которых вполне легко разрубить покрышку.

Но самая страшная угроза, и она невидима – это едва прикрытые или даже «нормально» закрытые канализационные люки, где у крышки одно «ушко» отломано. Переднее колесо наезжает на такую крышку, проваливается, а чугунная крышка люка бьет прямо по картеру двигателя или КПП. Следом – масло на асфальте, эвакуатор и весьма недешевый ремонт.

А еще глубоко под капотом можно найти и радиатор системы охлаждения, и радиатор с насосами кондиционера и гидроусилителя, их магистрали, шкивы и приводные ремни, выпускной коллектор и так называемую гофру выпускной системы. Деталь эта, гофра, не очень сложная, не слишком дорогая, но ее замена иногда обходится втрое дороже самой этой запчасти.

В автомобилях классической компоновки с продольным расположением мотора и КПП я видел защиты, которые тянулись от переднего бампера и, фактически, до задней оси, а с поперечным расположением двигателя в зоне опасности находится как поддон картера ДВС, так и картер КПП. А если у вас еще и автомат, то ремонт может перевалить далеко за стоимость всего остального автомобиля. И такие случаи бывали.

Словом, если выдумаете, что вам защита картера не нужна, то вы глубоко заблуждаетесь.

Защита от угона

Мало того, что защита моторного отсека дает возможность непосредственно уберечь двигатель, коробку и другие узлы от механических повреждений, но также защищает и от попадания в моторный отсек воды и грязи. Кроме того, вы не поверите, она выполняет еще и противоугонную функцию. Однажды приятель-установщик показал мне, как «по быстрячку» угоняется автомобиль – из-под левого крыла в проем между грязевым фартуком и колесом можно легко дотянутся к ЭБУ, электронному блоку управления двигателем (речь, правда, шла об автомобиле ВАЗ-2109). Но и сегодня у некоторых современных иномарок затруднено попадание к «колокольчику» сигнализации только в том случае, если стоит защита поддона – ведь сирену установщики сигнализаций стараются спрятать поглубже в моторном отсеке.

Параметры защиты

Их всего три, по крайней мере, те, на которые следует обратить внимание.

• Жесткость. Она должна обеспечивать деформацию лишь в пределах зазоров между листом защиты и защищаемыми агрегатами и узлами (картерами ДВС и КПП). А еще желательно, чтобы защита не слишком существенно уменьшала дорожный просвет.
• Прочность – это понятно.
• Вес – он не должен оказывать существенной нагрузки на переднюю ось, и оптимальным, как правило, считается вес металлической защиты двигателя в пределах 7-12 кг.

Да их нужно обязательно проверить и сопоставить, если вы покупаете защиту на автомобиль самостоятельно на рынке или в магазине, поскольку модификаций моделей у большинства мировых производителей теперь очень много.

Но если вы заказываете моторную защиту в Apollo Motors, то не беспокойтесь! К вашему автомобилю принесут со склада именно ту защиту, которая изготовлена конкретно для вашего автомобиля, вашей модели и вашей модификации.

Из чего изготавливают защиту?

Из самых разных материалов: стали, нержавейки, алюминия, титана и различных композитных материалов.

Нержавейка

Если с металлической защитой относительно все ясно (это, как правило, сталь-3), то с легированными сталями и проще, и сложнее. В дебри такого предмета как «Технология металлов» мы углубляться не будем, а лишь скажем, что широкая публика все легированные стали объединяет одним словом – нержавейка. По своим характеристикам такая защита ничем не отличается от обычной стальной с той лишь разницей, что цена ее существенно выше, и она, понятно, не поддается коррозии.

Презентабельный внешний вид? Да – это есть, но оно вам надо? Если уж очень хочется, то купите обычную стальную защиту, а спереди привинтите декоративную накладку из нержавейки. Вот вам и будет привлекательный внешний вида «с претензией», и не задорого, без лишних затрат.

Алюминиевая защита

Она однозначно значительно дороже стальной, а к ее преимуществам можно отнести и высокую жесткость при малом весе, и большой срок службы.

Титан

Он является, наверное, лучшим материалом для защиты поддона картера и объединяет в себе все преимущества многих материалов – высокую прочность, устойчивость к коррозии и малый вес. Ее самый существенный недостаток – она очень дорого стоит.

Так называемые композиты

Например, тот же стеклопластик, о котором я говорил выше, состоит из стеклянных нитей и связующего их полиэфира. К композитным материалам также относят углепластик, карбон, кевлар. Эти материалы все больше находят применение в массовом автопроме, и его специфика заключается в том, что он способен принимать любую форму, достаточно крепок и одновременно – легок. Сегодня промышленным способом из подобных материалов изготавливают болиды Формулы-1 и спортивные автомобили других гоночных серий.

Композиты уже много лет используются в авиа- и судостроении, в космонавтике и в оборонной промышленности фактически всех развитых стран. Композит не подвержен коррозии, он «равнодушен» к той «химии», которой посыпают и поливают наши дороги зимой. И у него есть еще одно хорошее свойство – он является отличным «шумоизолятором».

Но если говорить конкретно об углепластике или, например, кевларе, то их применение никак не оправдано с финансовой точки зрения – излишне дорого!

В компании Apollo Motors вам предложат гораздо более экономный, но не менее надежный вариант защиты картера на любой автомобиль. Вам нужно только изложить свои личные пожелания и выслушать нашего менеджера.