Текущий и капитальный ремонт электродвигателя

Подписка на рассылку

Детали электродвигателей (далее ЭД), как и любых электрических машин, со временем изнашиваются и приходят в негодность. Чтобы восстановить их работоспособность и изначальные эксплуатационные параметры, проводят ремонтные работы.

В зависимости от степени вмешательства и периодичности различают текущий, капитальный и плановый ремонты.

Текущий ремонт электродвигателя

При текущем ремонте ЭД проверяют уровень износа машины. Сама эта операция направлена на замедление общего износа и устранение мелких неисправностей, которые в дальнейшем могут привести к более серьёзным поломкам.

Так, при текущем ремонте:

• очищают корпус машины от различных загрязнений, включая масляные следы и пылевой налёт;
• меняют – при необходимости – подшипники;
• проверяют, насколько правильно подключено заземление и работу его цепей в целом;
• восстанавливают изоляцию на выводных концах;
• измеряют с помощью мегаомметра сопротивление на изоляции обмоток;
• проверяют правильность выбора и установки плавких вставок;
• оценивают количество и качество смазочных материалов в подшипниках;
• проверяют целостность и наличие щитков для зажимов;
• оценивают надёжность фиксации электродвигателя;
• проверяют соответствие ширины радиального и осевого зазоров нормативам;
• проверяют плавность вращения и общую работу смазочного кольца.

Разумеется, полный набор сервисных операций, проводимых при текущем ремонте, зависит от множества внешних факторов. На него влияют условия использования ЭД, тип машины, место установки и другие явления. Например, у ЭД постоянного тока также проверяют щеточно-коллекторный механизм.

Текущий ремонт электродвигателя может проводиться как по месту установки машины, так и в специальном цеху.

Капитальный ремонт электродвигателя

При капитальном ремонте проводят сервисные операции, затрагивающие основные функциональные части машины. Кроме того, во время такого вмешательства может быть целесообразно провести модернизацию электродвигателя.

Так, при капитальном ремонте:

• меняют обмотки – частично или полностью;
• меняют вал ротора;
• балансируют ротор;
• меняют вентилятор и подшипниковые щиты;
• очищают электродвигатель изнутри, разбирая, собирая и испытывая его под нагрузкой.

По завершению капитального ремонта составляется акт, в котором описываются все проведённые сервисные процедуры. Этот документ прикладывается к паспорту электродвигателя.

Капитальный ремонт электродвигателя может проводиться как по месту установки, так и в специальном ремонтном цеху.

Плановый технический ремонт электродвигателя

Также целесообразно рассмотреть плановый ремонт электродвигателя. Этот комплекс сервисных операций направлен на поддержание машины в нормальном рабочем состоянии. В плановый ремонт входят все процедуры из текущего, а также:

• покрытие обмоток лаком;
• замена изоляции обмоток;
• промывка металлических деталей машины и подшипников;
• замена прокладок на подшипниковых щитах;
• заварка и проточка заточек у щитов ЭД.

Также при плановом ремонте проверяют чертежи, снимают эскизы, тестируют отдельные узлы электродвигателя. Эти операции могут проводиться как по месту установки машины, так и в ремонтном цеху, если размеры и крепление позволяют переместить ЭД.

Периодичность текущих и капитальных ремонтов электродвигателя

Периодичность текущих, плановых (средних) и капитальных ремонтов электродвигателя устанавливается главным энергетиком предприятия. Основанием для её принятия являются условия использования машин, техническая документация ЭД, климатические факторы и требования заводов-изготовителей оборудования.

В среднем текущий ремонт электродвигателей проводится 1-2 раза в год. Но в некоторых случаях эта частота может быть увеличена или уменьшена – например, до 1 раза в 2 года.

Плановый ремонт электродвигателей в среднем проводится 1 раз в 2 года.

Для определения периодичности капитального ремонта используют значение ресурса устройства. В паспорте электродвигателя указывается норматив выработки в часах, после которого и требуется произвести капитальный ремонт. Затем это число делится на фактическое время использования.

Например, если указано, что норматив ресурса электродвигателя составляет 103680 часов, а сама машина работает круглосуточно (то есть 8640 часов в год), то свой ресурс она выработает за 12 лет. И капитальный ремонт должен проводиться через каждые 12 лет.

Ремонт асинхронного электродвигателя

В статье рассмотрим ремонт асинхронного электродвигателя и его частей. Асинхронный электродвигатель – самый простой, долговечный и распространенный электромотор. Спектр его применения: заточные станки, мини-пилорамы и другие устройства, не требующие работы от аккумуляторов и регулировки скорости. В старых стиральных машинах они работают до сих пор.

Эксплуатируются трехфазные и однофазные асинхронные электродвигатели. Некоторые трехфазные моторы приспосабливаются для работы в однофазных сетях включением подключением фазосдвигающего конденсатора.

Рассмотрим характерные неисправности асинхронных двигателей и методы их устранения.

Ремонт асинхронного электродвигателя: устранение механических неисправностей

Проблемы с механикой у асинхронных моторов связаны с износом подшипников. Определяется проблема по звуку: при увеличении зазоров в подшипниках качения шум работы двигателя становится громче, возникает вибрация. Торцевые части в районе вала нагреваются. Это приводит к высыханию смазки, подшипник, работая «на сухую», теряет свои качества еще быстрее. Иногда при остановке вала после выключения слышно, как перекатываются шарики.

Чтобы электродвигатель работал бесперебойно читайте статью про «Устройства плавного пуска двигателей»

Выход из строя подшипников не всегда связан с их старением и выработкой ресурса. Недостаточная или неправильная смазка проводит к преждевременным поломкам. Не смазываются только полностью закрытые подшипники качения, сепараторы которых закрыты от воздействия внешней среды, смазка помещается в них на заводе. Остальные смазываются Литолом-24 или ее аналогами так, чтобы она полностью обволокла сепараторы с шариками.

Устройство закрытого подшипника качения

Увеличение зазоров в подшипниках приводит к еще одному явлению: вал с ротором получает дополнительную свободу в перемещениях в радиальном и поперечном направлениях. В итоге:

• Приводимый во вращение механизм вращается неравномерно и тоже выходит из строя;
• Ротор цепляется за крышки двигателя и за магнитопровод статора и повреждает их, а также – повреждается сам.

Для замены подшипников нужно разобрать двигатель, при этом подшипники обычно остаются на его валу. В этом случае для их демонтажа используется съемник соответствующих размеров. Можно использовать выколотку из латуни, меди или другого мягкого материала. Выколотку прижимают к внутренней обойме подшипника. Ударяя по ней молотком и проворачивая вал, чтобы усилие распределялось равномерно, старый подшипник снимается с него. Главное – не повредить посадочное место, на которое он одевается.

Съемник для подшипников

Если подшипник остался внутри крышки, то его выбивают, подобрав для этого подходящую по диаметру круглую болванку. Край ее можно заточить под конус, чтобы она точно оказалась в центре внутренней обоймы. Необходимо бить по болванке строго перпендикулярно плоскости подшипника, чтобы его наружная обойма не повредила посадочное место.

Пример применения съемника

Для установки нового подшипника на вал двигателя используется металлическая трубка, желательно из мягкого материала. Внутренний ее диаметр должен быть чуть больше диаметра вала. Трубку плотно прислоняют к внутренней обойме подшипника и легкими ударами молотка по ней загоняют его на место.

При установке крышки следят, чтобы она садилась на место без перекосов, иначе наружная обойма подшипника повредит свое посадочное место.

На роторе двигателя установлены лопасти, предназначенные для вентиляции внутренних полостей мотора. Если происходит скол одной или нескольких лопастей, нарушается балансировка ротора. Это приводит к его биению, и подшипники выходят из строя чаще. Новый ротор найти сложно, поэтому такой двигатель придется выбросить.

Расположение лопастей вентилятора на роторе

Ремонт электрической части асинхронного электродвигателя

Признаками неисправностей асинхронного электродвигателя, связанных с электрикой, являются:

• Срабатывание защитных устройств от перегрузки или короткого замыкания
• Появление запахов горелой изоляции
• Искрение и дым внутри мотора

Перегрев корпуса в процессе работы может указывать на неисправность в обмотке двигателя, но чаще он свидетельствует о недопустимой механической нагрузке на валу. По той же причине срабатывает защита от перегрузки. Но она работает и при витковых замыканиях в обмотке статора. Поэтому первое, что нужно проверить после срабатывания защиты – свободно ли вращается вал, а также попытаться запустить двигатель без нагрузки, отсоединив от него агрегат.

При срабатывании защиты от коротких замыканий проверка на холостом ходу не требуется. Порядок действий при этом такой:

Средство проверки

Действие	Норма
Отсоединить кабель от двигателя и проверить его сопротивление изоляции.	Если оно менее 0,5 МОм, кабель заменить	Мегаомметр на напряжение 1000 В
При наличии фазосдвигающих или пусковых конденсаторов – проверить их исправность	Мультиметр
Проверить исправность коммутационной аппаратуры	У трехфазного двигателя на него должны поступать все три фазы, иначе он перегреется и сгорит	Мультиметр или указатель напряжения
Убедиться, что в барно электродвигателя нет следов короткого замыкания и перегрева контактов	Визуально
Измерить сопротивление изоляции между обмоткой двигателя и его корпусом	Не менее 0,5 МОм	Мегаомметр на напряжение 500 В

Сопротивление изоляции, если оно равно нулю, определяется и мультиметром. Но ее увлажнение или неполное повреждение покажет только мегаомметр. Он измеряет сопротивление, прикладывая к тестируемому объекту повышенное напряжение.

Мегаомметр

Если сопротивление низкое, то обмотку статора можно попробовать просушить, пропуская через него горячий воздух от строительного фена или поместив в печь. Если корпус двигателя из силумина, температура сушки выбирается такой, чтобы его не расплавить.

Если просушка не помогла или изоляция обмоток электродвигателя равна нулю, его вскрывают и осматривают. Хотя при любом результате осмотра: механическое повреждение обмоток статора, потемнение или обугливание обмотки – статор отправляется в перемотку. Перемотать самостоятельно асинхронный двигатель очень сложно.

Если причину отключения от защиты установить не удалось, возможно, в обмотке витковое замыкание. У трехфазного двигателя оно определяется сравнением сопротивлений обмоток по фазам. У однофазных сопротивление обмоток сравнивают с паспортными значениями. Но для этого недостаточно мультиметра – его точности не хватит, чтобы почувствовать разницу. Для измерений применяют специальные приборы – омметры с классом точности 0,5 и выше.

Замыкание между собой нескольких витков приводит к нагреву замкнутого участка. Иногда его можно определить по потемнению изоляции, иногда – только прибором. В любом случае потребуется перемотка статора.

Сгоревшая обмотка статора

Еще один дефект, требующий отправки статора двигателя в перемотку – обрыв обмотки. Его можно определить и мультиметром. Иногда обрыв можно устранить, найдя места соединений обмоточного провода с выводами и место соединения обмоток в звезду. Если контакт пропал там, то провода нужно зачистить и спаять снова.

Заземление электродвигателя по ПУЭ

Важное правило

Согласно ПУЭ заземление двигателя делается отдельным проводником. При этом запрещается последовательное соединение электродвигателей с контуром, как показано на схеме снизу:

При повреждении контура, электродвигатели, подключенные после обрыва, становятся потенциально опасными из-за отсутствия заземления. Возникает опасность выхода оборудования из строя. А некорректная работа защиты подвергает персонал опасности. Поэтому такое соединение недопустимо.

Какие системы заземления существуют

Существующие системы, позволяют эффективно защитить электродвигатели, другое оборудование и обслуживающий персонал в аварийной ситуации. Они различаются количеством проводников и схемой соединения. Регламентирующим документом является ПУЭ гл. 1.7. правил устройства электроустановок. Системы заземления отличаются схемой соединения и количеством проводников.

По ПУЭ они обозначаются латинскими буквами:

• Т – заземление;
• N – подключение к нейтрали;
• I – изолирование;
• С – объединение функционального и защитного проводов;
• S – разделение по всей сети функционального и защитного проводников.

Согласно ГОСТ Р50571.2-94 нулевым проводам присвоены латинские буквы. Они имеют значения:

• N – функциональный ноль;
• PE – защитный ноль;
• PEN – объединение защитного и функционального ноля.

Выделяют основные системы заземления. Это TN-C, TN-C-S, TN-S, TT и IT:

• В трехфазных четырехпроводных и однофазных двухпроводных линиях используется TN-C. Характеризуется объединенным нулевым проводником с заземляющим. Т.е. от трансформатора до потребителя они идут одним проводником. Это является существенным недостатком. Применялась в старых постройках. В новостройках не применяется.
• TN-C-S система отличается тем, что защитный и нейтральный проводники идут одним совмещенным проводом от трансформатора до распределительного щита, где происходит их разделение. Согласно ПУЭ, монтируется дополнительное устройство заземления.
• В схеме TN-S защитные и нулевые проводники от трансформатора до потребителя идут раздельными проводами.
• ТТ отличается тем, что трансформатор подстанции и потребитель имеют собственную систему заземления, которые не связаны друг с другом. Применяют для подключения мобильных электроустановок.
• IT – особенностью данной системы является изолирование нейтрали от земли или ее соединение через элементы с высоким сопротивлением. Позволяет существенно уменьшить токи утечки на корпус. Применяется в электроустановках, работающих в условиях повышенной опасности. Например, во взрывоопасной зоне.

На принципиальной схеме снизу показаны описанные заземляющие системы.

ПУЭ (глава 1.7 часть 1 общие требования пункт 1.7.33) обязывает заземлять оборудование, питающиеся от сети переменного тока напряжением 42 В и выше, а также электродвигатели постоянного тока напряжением 110 В и выше, в обязательном порядке.

Обслуживающий персонал должен знать, как осуществляется заземление корпусов электродвигателей и для чего оно выполняется.

На рисунке снизу показан двигатель и место подключения заземления:

Отсутствие или неправильно смонтированная система заземления приводит к поражению электрическим током обслуживающий персонал или выход оборудования из строя. Это иллюстрирует рисунок снизу:

Рисунок показывает, как протекает ток через тело человека при наличии заземлителя и при его отсутствии.

В случае пробоя обмотки двигателя (рисунок справа), происходит короткое замыкание, в результате чего на корпусе появляется напряжение, которое не превышает допустимого. Срабатывает схема защиты, и оборудование обесточивается.

При отсутствии заземлителя, на корпусе появляется опасное напряжение, что приводит к летальному исходу обслуживающего персонала (рисунок слева).

Электрикам следует знать, как правильно заземлить электродвигатель. Для этого проводник подключают к заземлителю. Только после этого его соединяют с оборудованием. Нарушать эту последовательность запрещено.

Место установки заземления при работе на электродвигателе

Не менее важно монтировать переносные заземлители на электродвигатель при выполнении ремонтных или профилактических работ. Они монтируются на стационарном и передвижном оборудовании.

При этом обслуживающий персонал обязан:

1. Монтировать заземлители, если работы выполняются на электроприводе или оборудовании, приводимом им в движение, на котором возможно появление напряжения. Обслуживающий персонал обязан отключить его от питающей сети. Обеспечить защиту от повторного или ошибочного включения, соблюдая правила технических мероприятий. А у двухскоростных двигателей отключают и разбирают обе цепи обмоток.
2. При отключении питания допускается установка переносного заземлителя в любом месте, подводящего кабеля от РУ, щита управления, сборкой. Это должно быть видимое заземление.
3. Перед началом работ на оборудовании, способном вращаться за счет подсоединенных механизмов (вентиляторов, дымососов, насосов и т.д.), запорной арматуры (задвижек, шиберов и т.п.), механизмы запираются на замок. Или принимаются меры по их механической фиксации, а также затормаживаются роторы электродвигателей или рассоединяются сцепные муфты, например, конвейеров.
4. Вывешиваются соответствующие таблички, а персонал обязан использовать индивидуальные меры защиты.

На фото снизу показано переносные заземлители:

При отсутствии стандартного устройства, допускается использовать провода в качестве переносного заземлителя, сечение которых не должно быть меньше питающего кабеля.

Организации производящие ремонтные работы имеют подробные инструкции по технике безопасности, в которых детально изложены этапы подготовки рабочего места и методы проведения ремонта, учитывающих специфику оборудования и производства.

Заключение

Заземление электродвигателя должно находиться в видимой зоне, т.е. оно должно быть видимым. Это необходимо для периодического визуального осмотра. В сухих помещениях шина заземления монтируется по полу.

В помещениях с повышенной влажностью шина устанавливается на изоляторы (держатели) на расстоянии 10 мм от основания.

К монтажу электродвигателей и контура заземления допускаются квалифицированные специалисты. Они должны знать, как осуществляется монтаж оборудования. И как сделать квалифицированно систему заземления. Кроме этого у них должен иметься опыт и допуск на проведение аналогичных работ.

Теперь вы знаете, как выполняется заземление электродвигателя и что об этом указано в ПУЭ. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!