Как определить обмотки трехфазного двигателя

Типы электродвигателей и особенности ремонта

Данные устройства производятся в разных конструктивных исполнениях. Выход из строя обмотки в промышленности ремонтируется отправкой двигателя в ремонтный цех, где двигатели разбирают, чистят, ревизируют.

Потом неисправные обмотки перематывать стараются на специальных намоточных установках. После этого собирают и проверяют двигатели на рабочих оборотах с измерением тока холостого хода и под предполагаемой нагрузкой.

Электродвигатели подразделяются на два типа:

  • с короткозамкнутым ротором моторы представляют собой простоту изготовления, дешевизну и имеют высокий коэффициент полезного;
  • с фазным ротором, используют такое конструктивное решение при недостаточном напряжении питающей сети, если этого питания не хватает для запуска устройства.

Неисправность таких устройств в быту устраняется совместно с сервисной службой или сдачей этого мотора в мастерскую. Но, что же делать если поблизости нет сервиса и нет возможности отдать в ремонт профессионалам?

Единственный вариант попробовать разобрать в домашних условиях и обеспечить перемотку самостоятельными силами. Перематывать обмотки может человек, обладающий минимальными знаниями о способе проведения перемотки.

Разборка электродвигателя

Перед разборкой необходимо обработать мотор влажной чисткой, затем очистить ветошью. Откручиваем крышку вентилятора, снимаем последовательно все болты. После этого спрессовываем вентилятор, предварительно открутив его фиксирующий болт.

Откручиваем крепления подставки и крепление фланцев. Отсоединяем борно электродвигателя с клеммником. Все крепления и болты надо складывать отдельно, чтобы не было проблем в дальнейшем со сборкой. Откручиваем передний фланец вместе с ротором и вытаскиваем.

Разное устройство электродвигателей заставляет предварительно задумываться: «Какая из обмоток вышла из строя роторная или статорная». С помощью приборов омметра и мегоомметра проводим проверку обмоток.

Прозваниваем двигатель омметром между тремя фазными выводами на одинаковость сопротивления. Проверяем омметром каждую фазу на землю, сопротивление должно быть порядка нескольких мегоОм и выше. Затем берём мегоомметр и проверяем сопротивление изоляции каждой обмотки на корпус.

Определились с неисправной обмоткой, в нашем случае неисправна обмотка статора, а ротор имеет неразборную конструкцию. Демонтаж статора не совсем простая задача, как казалось бы на первый взгляд.

Если обмотка оплавилась очень сильно и электродвигатель вышел из строя от перегрева, то выбивать её не понадобится, она достаточно легко снимется со своих мест крепления. Случилось так, что обмотка подгорела немного или она в обрыве, то лак очень хорошо будет держать, и даже попытки сбить зубилом не приведут к полному удалению старых частей.

Как вариант, можно развести костёр и нагреть корпус статора чтобы весь лак внутри выгорел. После таких действий старые отложения высыпятся сами.

Необходимо дать остыть корпусу на воздухе, не прибегая к жидкостному охлаждению, в противном случае корпус не выдержит разности температур и треснет. Зачистка внутренней поверхности требуется до состояния блеска. Не должно остаться окалин от оплавленного лака и меди.

Потребуется подсчёт количества витков и параметры провода. Подбираем для перемотки именно обмоточный провод. Эта проводка имеет особенные свойства. По форме бывают округлые и прямоугольного сечения.

Проводка обладает очень малым сопротивлением изоляции. В мастерских по ремонту имеются механические устройства намотки обмоток, провода берутся с повышенной прочностью изоляции, в маркировке добавляется буква М. Мы проводим перемотку своими руками, поэтому возьмём провод с обычной изоляцией с параметрами соответствующими предыдущей.

Перемотка обмоток электродвигателя

Перематывать обмотки нужно с помощью шаблона, его мы изготавливаем самостоятельно по размерам корпуса статора. Первое с чего начнём наш ремонт прокладку картона в качестве изоляции от корпуса.

По шаблону изготавливаем первый виток обмотки, затем прокладываем его в паз, не перекусывая проводника, провод должен быть целым, соединённым со всеми витками одной фазы.

Перематывать следует сначала витки одной фазы и укладывать в пазы. После перекусываем проводку, делая выводы свободных концов. Для получившихся витков проделываем хорошую изоляцию картоном.

Аналогичные действия проделываем для каждой отдельной фазы. Особое внимание нужно уделить качеству изоляции электрокартоном, чтобы не допустить межвитковых замыканий. Промаркировать начальные и конечные части обмоток.

Обвязка витков необходима. Внешние части формируются в нужную геометрию и обвязываются. Выступать витки с картоном должны за пределы корпуса статора на 5 миллиметров до формирования и обвязки. Для перемотки можно использовать ручной намоточный станок.

Изоляцию прокладывать необходимо таким образом, чтобы исключить касание корпуса мотора в будущем. Условие достаточного изолирования можем проверить омметром, прозвонив обмотки за выведенные концы и проверив сопротивление изоляции на землю-корпус.

Особенности перемотки электродвигателя своими руками

Соблюдать количество витков необходимо очень точно. Мы имеем 6 катушек по 2 области. Разность витков приведёт к различию токов в обмотках и как следствие подгорание витоков.

Не должно быть перехлёста проводников при перемотке. Перематывать ровно с одинаковым расстоянием между проводами, для облегчения укладывания витков в паз статора.

Шаблон можно изготовить по размеру из двух округлых палок, соединив их на нужном расстоянии под количество витков одной обмотки. Геометрия витков не должна отличаться друг от друга. Для помещения витков в статор можно использовать специальное приспособление — трамбовку.

Она представляет собой вид лопатки с толщиной под размер паза и позволяет экономить время укладки при большом количестве двигателей. Следует помнить катушки располагаются в пазах статора со смещением. Необходимое условие работы ротора в электромагнитном поле.

Верхняя часть над витками в пазах статора закрывается электрокартоном. Заготовленные стрелки из изолирующего материала вставляем и просовываем так, чтобы зафиксировать их. Междуфазное изолирование проводим тем же материалом с обвязкой каждого витка. Укладываем витки вдоль передней части статора.

Выводы катушек заправляем в изолирующие трубки и проводим в отверстие, идущее в место установки борно. Трубки должны изолироваться материалом не только имеющей необходимую пластичность, но и хорошую температуростойкость. Провода при работе и корпус электродвигателя будут сильно нагреваться.

Перекусанные концы, оставшиеся после прокладки изоляции, собираем в схему «звезда», соединения обмоток производим методом обычной спайки паяльником. Накладываем на эти места изоляцию-трубки и придаём окончательную форму передней части обмоток.

Фиксируем их кордовой нитью или обвязочной проволокой и приступаем к окончательной процедуре изоляции. Все части, выпирающие за пределы корпуса пазов и статора, хорошо утрамбовываем.

Сборка электродвигателя

Чтобы собрать двигатель следует поставить ротор на место и наживить необходимое количество болтов. Все крепления ставить не нужно, собираем для замера токов в цепи.

Замерять токи каждой фазы необходимо прибором «токовые клещи». Токи должны быть равны по трём фазам и соответствовать табличным данным.

После проведения испытаний вращения двигателя и проверки работы на холостом ходу, разбираем мотор снова.

Производим покрытие статора лаком. Когда пропитались обмотки и заполнились все пустоты, статор размещают в подвешенном состоянии на длительное время. Лишний лак должен стечь и высохнуть в течение 3 часов на открытом воздухе. Можно просушить покрытые детали в печи.

Просушив двигатель, проводим сборку электродвигателя, проверяем ещё раз сопротивление изоляции. Затем осуществляем проверку токов на холостом ходу.

  1. Не рекомендуется перемотанный двигатель сразу включать в полное напряжение. Сначала подвергают запуск через трансформатор — понижающий. Электродвигатель должен слабо начать вращение, отсутствие дыма и запахов подгорания свидетельствует об исправной работе.
  2. Если замечены какие-то отклонения в работе, следует выявить причину на неработающем моторе. Только после этого повторив проверку при помощи трансформатора, следует включать на полное напряжение.

В итоге получили перемотанный электродвигатель.

Рекомендации специалистов по перемотке

  • При определении неисправности двигателя необходимо помнить, что в довольно в частых случаях, когда сопротивление изоляции упало и имеет какие-то малые значения, двигатели достаточно очистить от грязи и просушить от накопленной влаги применяя печку, называемой «тепловой пушкой».
  • В редких случаях возможен ремонт старой изоляции: если произошло короткое замыкание из-за вибрации и место соприкосновения под фланцами. Поможет зачистка изоляции, её восстановление и залить лаком.
  • При прозвонке установлено межвитковое замыкание? Сопротивление одной обмотки ниже чем других. Определяется омметром. Можно попытаться определить нужный виток. Для этого придётся перекусывать провода между витками и определять сопротивление каждого.
  • В редких случаях можно извлечь испорченный виток, заменить на новый, спаять концы и проверить на стенде. Такие же шаги можно использовать при коротком замыкании.
  • Перематывать виток на шаблон необходимо равномерно, заполняя провод к проводу, без перекосов, без нахлестов, согласно размерам статора. Иначе есть риск при сборке не вставить ротор. Сечение и марка проводов должно соответствовать оригиналу.

Далее, следует залить обмотку специальным лаком. Обязательно перед заливкой надо проверить вращение двигателя с помощью трансформатора. Потом под полным напряжением. Эта проверка исключит возможность испорченного материала.

Использование поверенных приборов для определения параметров двигателя: сопротивления и тока холостого хода. При проверке в схеме питания двигателя должна стоять исправная защита, настроенная выше двух третьих номинального тока.

При этом нет необходимости добавлять в схему подключения какие-то пусковые устройства, потому что магнитное поле будет образовываться в обмотках статора сразу же после пуска двигателя. Давайте рассмотрим один вопрос, который сегодня встречается часто на форумах электриков. Вопрос звучит так: как правильно провести подключение трехфазного электродвигателя к трехфазной сети?

Схемы подключения

Начнем с того, что рассмотрим конструкцию трехфазного электродвигателя. Нас здесь будут интересовать три обмотки, которые и создают магнитное поле, вращающее ротор мотора. То есть, именно так и происходит преобразование электрической энергии в механическую.

Существует две схемы подключения:

  • Звезда.
  • Треугольник.

Сразу же оговоримся, что подключение звездой делает пуск агрегата более плавным. Но при этом мощность электродвигателя будет ниже номинальной практически на 30%. В этом плане подключение треугольником выигрывает. Мощность подключенный таким образом мотор не теряет.

Но тут есть один нюанс, который касается токовой нагрузке. Эта величина резко возрастает при пуске, что негативно влияет на обмотку. Высокая сила тока в медном проводе повышает тепловую энергию, которая влияет на изоляцию провода. Это может привести к пробивке изоляции и выходу из строя самого электродвигателя.

Хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что большое количество европейского оборудования, завезенного на просторы России, укомплектовано европейскими электрическими двигателями, которые работают под напряжением 400/690 вольт. Кстати, снизу фото шильдика такого мотора.

Так вот эти трехфазные электродвигатели надо подключать к отечественной сети 380В только по схеме треугольник. Если подключить европейский мотор звездой, то под нагрузкой он сразу же сгорит.

Отечественные же трехфазные электродвигатели к трехфазной сети подключаются по схеме звезда. Иногда подключение производят треугольником, это делается для того, чтобы выжать из мотора максимальную мощность, необходимую для некоторых видов технологического оборудования.

Производители сегодня предлагают трехфазные электродвигатели, в коробке подключения которых сделаны выводы концов обмоток в количестве трех или шести штук. Если концов три, то это значит, что на заводе внутри мотора уже сделана схема подключения звезда.

Если концов шесть, то трехфазный двигатель можно подключать к трехфазной сети и звездой, и треугольником. При использовании схемы звезда необходимо три конца начала обмоток соединить в одной скрутке. Три остальных (противоположных) подключить к фазам питающей трехфазной сети 380 вольт.

При использовании схемы треугольник нужно все концы соединить между собой по порядку, то есть последовательно. Фазы подключаются к трем точкам соединения концов обмоток между собой. Внизу фото, где показаны два вида подключения трехфазного двигателя.

Схема звезда-треугольник

Такая схема подключения к трехфазной сети используется достаточно редко. Но она существует, поэтому есть смысл сказать о ней несколько слов. Для чего она используется? Весь смысл такого соединения основан на позиции, что при пуске электродвигателя используется схема звезда, то есть плавный пуск, а для основной работы используется треугольник, то есть выжимается максимум мощности агрегата.

Правда, такая схема достаточно сложная. При этом обязательно устанавливаются в соединение обмоток три магнитных пускателя. Первый соединяется с питающей сетью с одной стороны, а с другой стороны к нему подсоединяются концы обмоток. Ко второму и третьему подключаются противоположные концы обмоток. Ко второму пускателю производится подсоединение треугольником, к третьему звездой.

Внимание! Одновременно включать второй и третий пускатели нельзя. Произойдет короткое замыкание между подключенными к ним фазами, что приведет к сбрасыванию автомата. Поэтому между ними устанавливается блокировка. По сути, все будет происходить так – при включении одного, размыкаются контакты у другого.

Принцип работы таков: при включении первого пускателя временное реле включает и пускатель номер три, то есть, подключенного по схеме звезда. Происходит плавный пуск электродвигателя. Реле времени задет определенный промежуток, в течение которого мотор перейдет в обычный режим работы. После чего пускатель номер три отключается, а включается второй элемент, переводя на схему треугольник.

Подключение электрического двигателя через магнитный пускатель

В принципе, схема подключения 3 фазного двигателя через магнитный пускатель практически точно такая же, как и через автомат. Просто в нее добавляется блок включения и выключения с кнопками «Пуск» и «Стоп».

Одна из фаз подключения к электродвигателю проходит через кнопку «Пуск» (она нормально замкнутая). То есть, при ее нажатии смыкаются контакты, и ток начинает поступать на электродвигатель. Но тут есть один момент. Если отпустить Пуск, то контакты разомкнуться, и ток поступать не будет по назначению.

Поэтому в магнитном пускателе есть еще один дополнительный контактный разъем, который называется контактом самоподхвата. По сути, это блокировочный элемент. Он необходим для того чтобы при отжатой кнопке «Пуск» цепь подачи электроэнергии на электродвигатель не прерывалась. То есть, разъединить ее можно было бы только кнопкой «Стоп».

Что можно дополнить к теме, как подключить трехфазный двигатель к трехфазной сети через пускатель? Обратите внимание вот на какой момент. Иногда после долгой эксплуатации схемы подключения трехфазного электродвигателя кнопка «пуск» перестает работать. Основная причина – подгорели контакты кнопки, ведь при пуске двигателя появляется пусковая нагрузка с большой силой тока. Решить эту проблему можно очень просто – почистить контакты.

Понятие о фазировке

Дата публикации: 17 июля 2013.
Категория: Электротехника.

Под фазировкой в широком смысле этого слова подразумевается согласование соединяемых фаз. Сфазированные между собой обмотки правильно соединяются в звезды и треугольники, несфазированные обмотки образуют вместо звезды «елочку» (смотрите статью «Некоторые ошибки при соединениях в звезду, треугольник, зигзаг») и тому подобное.

Но фазировкой самих обмоток далеко не исчерпываются задачи, стоящие при включении в сеть электрооборудования, так как правильно сфазированный аппарат или электрическую машину нужно еще сфазировать с сетью, к которой он или она присоединяется. Задача состоит в том, чтобы не только исключить короткие замыкания при соединении двух источников тока, но и не допустить между ними уравнительных токов, а в отношении электродвигателей – обеспечить необходимое направление вращения.

Итак, в общем случае имеется сеть, фазы которой a, b, c определены и принимаются за исходные (рисунок 1, а). К сети должна присоединяться нагрузка.

Если это лампы, печи и другие электроприемники, не являющиеся источниками или преобразователями тока, то фазировка безразлична. Важно только, чтобы нуль нагрузки не попал ошибочно на фазу (рисунок 1, г), иначе лампы перегорят.

Если нагрузкой являются электродвигатели, то необходимо, чтобы они вращались в определенном направлении. А это достигается вполне определенной последовательностью присоединения электродвигателя к сети. Пусть, например, вращение фаз в сети происходит против часовой стрелки (рисунок 1, а), Если присоединить электродвигатель Д так, как показано на рисунке 1, б, то ток будет достигать максимальных значений в обмотке 2 (которая присоединена к фазе a), затем в обмотке 3 (так как за фазой a следует фаза b) и, наконец, в обмотке 1. Значит, ротор электродвигателя будет вращаться против часовой стрелки.

Если присоединить электродвигатель иначе (рисунок 1, в), так, что ток будет достигать максимального значения сначала в обмотке 3, затем в обмотке 2 и, наконец, в обмотке 1, ротор будет вращаться по часовой стрелке. Чтобы изменить направление вращения электродвигателя, достаточно поменять местами на его зажимах любые две фазы. Действительно, для электродвигателя важно только направление вращения, а оно сохраняется при трех вариантах присоединения, а именно: a, b, c; b, c, a; c, a, b, но изменяется на обратное, если в любом из этих вариантов поменять местами любые две фазы: a, c, b; b, a, c; c, b, a.

Рассмотрим два типичных случая присоединения трансформатора T2 к сети, которая получает питание от трансформатора T1. Трансформаторы имеют равные вторичные напряжения, одинаковые группы соединения (смотрите статью «Группы соединения трансформаторов») и, значит, могут работать параллельно, но еще не сфазированы. Задача состоит в том, чтобы их сфазировать, то есть выводы a1, b1 и c1 трансформатора T2 присоединить соответственно к шинам a, b и c.

На рисунке 1 выводы a1, b1 и c1 обозначены. Но при фазировке неизвестно, в каком порядке они подходят к шинам. Поэтому, прежде чем присоединять трансформатор T2 к шинам, необходимо произвести соответствующие измерения, например с помощью вольтметра 1.

Рисунок 1. Принципиальные схемы фазировки

1-й случай. Нейтрали трансформаторов соединены (рисунок 1, д).
Вольтметр V включают поочередно между каждым выводом трансформатора a1, b1 и c1 и шинами a, b и c, например в таком порядке, как перечислено в таблице к рисунку. Между разными фазами a1 – b, a1 – c, b1 – a, b1 – c, c1 – b, c1 – a вольтметр показывает напряжение. Между одинаковыми фазами a1 – a, b1 – b, c1 – c напряжения нет. В справедливости этого вывода легко убедиться по векторной диаграмме, приведенной там же.

2-й случай. Нейтрали трансформаторов не соединены. В этом необходимо предварительно убедиться, так как они могут случайно соединяться через землю, если неисправны пробивные предохранители (смотрите статью «Схема соединения «Звезда», рисунок 11).

Перед измерением нужно соединить один из выводов, например a1 (рисунок 1, е), с одной из шин, например с шиной b. На рисунке показано соединение через сопротивление r, которое всегда полезно включить во избежание короткого замыкания по непредвиденным причинам. Измерение поочередно производится между выводами b1 и c1 и шинами a и c согласно таблице и векторной диаграмме. Из нее видно, что фазировка не получилась. Почему? Потому что мы соединили фазу a1 с шиной b, то есть нефазированные выводы. Ясно, что и другие пары выводов не могли оказаться сфазированными.

Не добившись успеха при соединении вывода a1 с шиной b, приходится испытать другое соединение (рисунок 1, ж). Оно оказалось удачным: вывод b1 соединен с шиной b, то есть сфазирован. Поэтому при измерениях между выводами a1 и шиной a, а также между выводом c1 и шиной c напряжения нет (смотрите таблицу), что свидетельствует о том, что и они сфазированы.

Видео 1. Процедура фазировки линий трехфазной сети на подстанциях

Некоторые ошибки при фазировке и их предупреждение

Фазировка – дело сложное и весьма разнообразное. Здесь же обратим внимание на две распространенные ошибки: на фазировку с помощью фазоуказателя, чего ни в коем случае делать нельзя; на неправильное отношение к присоединению к шинам генераторов и вторичных обмоток трансформаторов, питающих сеть.

Фазоуказатель указывает только направление вращения фаз и не больше, но как было уже указано, вращение имеет одно и то же направление при нескольких вариантах присоединения, среди которых есть и такое, при котором не исключено соединение разноименных фаз, то есть короткое замыкание.

Рисунок 2 иллюстрирует ошибку при фазировке перед соединением двух секций с разным расположением шин. На 1-й секции шины расположены в порядке a, b, c, на 2-й – c, a, b. Фазоуказатели ФУ показывают, несмотря на это, одно и то же направление вращения. И если на этом основании сделать ошибочное заключение о том, что шины обеих секций сфазированы, и соединить их, как показано на рисунке 2, то произойдет короткое замыкание.

Рисунок 2. Нельзя выполнить фазировку с помощью фазоуказателя

Неправильное присоединение к шинам питающего генератора или вторичной обмотки трансформатора может привести к тому, что последовательность фаз на шинах изменится. В результате такой ошибки все электродвигатели, питающиеся, от шин, пойдут в обратную сторону, в чем легко убедиться по рисунку 3. Сверху на нем показано правильное присоединение генератора Г к шинам, при котором роторы двигателей Д вращаются против часовой стрелки. На нижнем рисунке показана ошибка: при присоединении к шинам генератора левый и средний выводы «перекрещены». Из-за этого порядок следования фаз в обмотках электродвигателей изменился, поэтому их роторы стали вращаться в обратную сторону.

Рисунок 3. При перекрещивании фаз источники электропитания изменяется направление вращения всех присоединенных к нему электродвигателей

1 Лампами для этой цели пользоваться опасно, так как между несфазированными выводами может получиться двойное линейное напряжение. В сетях 380 / 220 В оно составит 760 В.

Источник: Каминский Е. А., «Звезда, треугольник, зигзаг» – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.

Как определить чередование фаз трехфазного электродвигателя: основные приемы

Если условно обозначить разноименные фазы в любой трехфазной сети (смещение синусоид для них составляет 120°) как A, B и C, то можно выделить следующие варианты порядка чередования:

  • прямые (CAB, BCA, ABC);
  • обратные (ACB, BAC, CBA).

Подключая оборудование к трехфазной сети при помощи силового кабеля, порядок следования фаз можно проверить без применения специальных приборов. При этом ориентируются на цветовую (или цифровую) маркировку изоляции жил электропровода. Следует заметить, что на практике маркировка изоляции может оказаться недостаточным критерием, поскольку не все производители дают гарантию совпадения цвета изоляции жилы в начале и в конце кабеля.

Добиться более надежных результатов позволяет такой доступный и несложный способ «прозвонки» жил, как использование двух телефонных трубок. Одна из трубок при этом является «активной» (снабжена батарейкой питания), другая «пассивная», без питания. Существует парная гарнитура, снабженная наушниками и зажимами, специально для проведения фазировки.

Также можно воспользоваться мегомметром. При этом для персонала обязательно строгое соблюдение мер безопасности.

Контроль фазировки при помощи фазоуказателей

Осуществить контроль фазировки (порядка чередования и одноименности фаз) можно с помощью простого фазоуказателя ФУ 2, который состоит из трех обмоток и вращающегося при проверке алюминиевого диска. Прибор действует по принципу асинхронного двигателя и применяется следующим образом:

  • к выводам подключают 3 провода от источника напряжения;
  • диск начинает вращение;
  • если направление вращения совпадает с направлением стрелки на приборе, то порядок чередования прямой;
  • вращение в противоположную относительно направления стрелки сторону указывает на обратное чередование.

Спросом также пользуется серия портативных фазоуказателей TKF, которая имеет следующие преимущества:

  • компактность и простота в использовании (прибор не требует дополнительного источника питания);
  • удобная светодиодная индикация результатов измерений — три светодиода отвечают за информацию о наличии напряжения на каждой фазе, еще два, R и L, указывают собственно направление чередования фаз;
  • полнофункциональность.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *