Асинхронные электродвигатели: принцип работы

Асинхронный двигатель — это электрическая машина переменного тока, в которой скорость вращения ротора под нагрузкой отличается от скорости вращения магнитного поля статора.

Именно эта разница скоростей называется скольжением.

В трехфазном асинхронном двигателе:

1. 01Трехфазный ток в статорной обмотке создает вращающееся магнитное поле.
2. 02Это поле пересекает проводники ротора.
3. 03В роторе индуцируется электродвижущая сила.
4. 04В замкнутых проводниках ротора возникает ток.
5. 05Взаимодействие тока ротора с магнитным полем создает электромагнитный момент.
6. 06Ротор начинает вращаться в направлении поля статора.

Ротор не может длительно вращаться точно с синхронной скоростью, поскольку тогда исчезло бы относительное перемещение между полем и проводниками ротора, а следовательно — индуцированное напряжение, ток и момент.

Основные типы асинхронных двигателей:

• с короткозамкнутым ротором;
• с фазным ротором;
• трехфазные;
• однофазные;
• многоскоростные;
• низковольтные;
• высоковольтные;
• взрывозащищенные;
• краново-металлургические;
• тяговые;
• погружные;
• с частотным регулированием;
• специальные высокоскоростные или моментные исполнения.

Общие требования к номинальным характеристикам и режимам работы вращающихся электрических машин устанавливает серия IEC 60034. На 2026 год актуальная редакция IEC 60034-1:2026 распространяется на большинство вращающихся электрических машин, кроме отдельных специальных категорий, регламентированных другими стандартами.

Слово «асинхронный» означает, что ротор не вращается синхронно с магнитным полем статора.

Магнитное поле имеет синхронную скорость, которая зависит от:

• частоты сети;
• количества пар полюсов.

Ротор в двигательном режиме вращается немного медленнее.

Например, для четырехполюсного двигателя при частоте 50 Гц синхронная скорость составляет 1500 об/мин, но номинальная скорость реального двигателя может быть:

• 1485 об/мин;
• 1475 об/мин;
• 1460 об/мин;
• другое значение в зависимости от мощности и конструкции.

Разница между синхронной и фактической скоростью необходима для создания электромагнитного момента.

Что такое индукционный двигатель

В англоязычной технической литературе асинхронный двигатель называется:

Induction motor

то есть индукционный двигатель.

Это название подчеркивает, что ток в роторе не подается непосредственно от сети в короткозамкнутом исполнении, а индуцируется магнитным полем статора.

Асинхронную машину иногда условно сравнивают с трансформатором, в котором:

• статор выполняет функцию первичной обмотки;
• ротор — вторичной;
• вторичная часть может вращаться.

Однако в двигателе, в отличие от неподвижного трансформатора, электромагнитное взаимодействие создает механический момент.

Асинхронный двигатель состоит из электромагнитной, механической, изоляционной и вентиляционной систем.

К основным элементам относятся:

• корпус;
• сердечник статора;
• статорная обмотка;
• ротор;
• вал;
• воздушный зазор;
• подшипниковые щиты;
• подшипники;
• вентилятор;
• кожух вентилятора;
• клеммная коробка;
• выводы;
• уплотнения;
• крепежные детали;
• система охлаждения;
• датчики температуры;
• нагреватели;
• иногда датчики вибрации.

Корпус двигателя

Корпус выполняет несколько функций:

• удерживает сердечник статора;
• обеспечивает механическую жесткость;
• соединяет подшипниковые щиты;
• передает нагрузку на фундамент;
• защищает внутренние части;
• участвует в отводе тепла;
• поддерживает заданную геометрию воздушного зазора.

Корпуса изготавливают из:

• чугуна;
• стали;
• алюминиевых сплавов;
• сварных стальных конструкций.

Чугунный корпус

Преимущества:

• жесткость;
• хорошее демпфирование вибрации;
• механическая прочность;
• пригодность для тяжелых условий.

Недостатки:

• значительная масса;
• хрупкость при ударах;
• сложность ремонта трещин.

Алюминиевый корпус

Преимущества:

• меньшая масса;
• хорошая теплопроводность;
• технологичность литья;
• коррозионная стойкость во многих условиях.

Недостатки:

• меньшая жесткость;
• возможный износ посадок;
• более сложная локальная ремонтная обработка;
• другой коэффициент теплового расширения.

Сварной стальной корпус

Применяется в больших и высоковольтных двигателях.

Позволяет создавать:

• сложные вентиляционные каналы;
• сменные теплообменники;
• большие смотровые люки;
• усиленные фундаментные элементы.

Сердечник статора

Сердечник статора является частью магнитопровода.

Он состоит из пакета тонких листов электротехнической стали.

Листы изолированы друг от друга для снижения вихревых токов.

В сердечнике выполнены пазы, в которые укладывается статорная обмотка.

Основные элементы сердечника:

• спинка;
• зубцы;
• пазы;
• вентиляционные каналы;
• нажимные элементы;
• пакетирующие устройства.

Состояние сердечника существенно влияет на:

• ток холостого хода;
• потери в стали;
• нагрев;
• шум;
• электромагнитную симметрию;
• равномерность магнитного поля.

Статорная обмотка

Статорная обмотка создает магнитное поле.

В трехфазном двигателе она состоит из трех фаз, смещенных в пространстве.

Обмотка может быть:

• всыпной;
• формованной;
• однослойной;
• двухслойной;
• концентрической;
• петлевой;
• волновой;
• односкоростной;
• полюсопереключаемой;
• с одним или несколькими параллельными проводниками.

Для изготовления применяют:

• круглый эмалированный медный провод;
• прямоугольный провод;
• формованные катушки;
• элементарные проводники с дополнительной изоляцией;
• реже алюминиевый провод.

Ротор состоит из:

• вала;
• пакета активной стали;
• роторной обмотки или короткозамкнутой клетки;
• вентиляционных элементов;
• балансировочных грузов;
• иногда контактных колец;
• иногда наружного вентилятора.

Основные конструктивные типы:

1. 01Короткозамкнутый ротор.
2. 02Фазный ротор.

Короткозамкнутый ротор

Короткозамкнутый ротор является самым распространенным.

В пазах ротора расположены проводящие стержни, соединенные на торцах короткозамыкающими кольцами.

Вместе они образуют так называемую белочью клетку.

Стержни могут быть изготовлены из:

• литого алюминия;
• меди;
• медного сплава;
• других специальных проводниковых материалов.

ABB отмечает, что клетки высоковольтных асинхронных двигателей могут изготавливаться из меди, медных сплавов или алюминия в зависимости от требуемых эксплуатационных свойств.

Литой алюминиевый ротор

В массовых двигателях клетку часто отливают под давлением вместе с:

• стержнями;
• короткозамыкающими кольцами;
• вентиляционными лопатками.

Преимущества:

• технологичность;
• отсутствие большого количества паяных соединений;
• относительно невысокая себестоимость;
• повторяемость серийного производства.

Возможные дефекты:

• пористость;
• неполное заполнение паза;
• трещины;
• обрыв стержня;
• трещина кольца;
• локальная усадка;
• неоднородность металла;
• отрыв лопаток.

Ротор с медной клеткой

Медные роторы могут иметь:

• стержни, вставленные в пазы;
• паяные короткозамыкающие кольца;
• сварные соединения;
• литую медную клетку;
• специальную сборную конструкцию.

Преимущества меди:

• более низкое электрическое сопротивление;
• возможность уменьшения потерь;
• лучшая теплопроводность;
• высокая механическая прочность в соответствующем исполнении.

При этом конкретные пусковые и рабочие характеристики зависят не только от материала, но и от:

• формы пазов;
• сечения стержней;
• глубины пазов;
• материала колец;
• частоты тока ротора;
• эффекта вытеснения тока.

Пазы ротора

Пазы могут быть:

• открытыми;
• полузакрытыми;
• закрытыми;
• глубокими;
• двойной клетки;
• трапецеидальными;
• овальными;
• специально профилированными.

Форма паза влияет на:

• пусковой ток;
• пусковой момент;
• критический момент;
• номинальное скольжение;
• потери;
• нагрев;
• шум;
• гармоники.

Глубокопазный ротор

В глубоком пазу во время пуска ток вытесняется ближе к наружной части стержня.

Эффективное сечение уменьшается, а активное сопротивление увеличивается.

Это может:

• повысить пусковой момент;
• ограничить пусковой ток;
• улучшить пусковые характеристики.

После разгона частота тока ротора уменьшается, ток распределяется по большей части сечения, а потери снижаются.

Ротор с двойной клеткой

Имеет две функциональные клетки:

• наружную — с большим активным сопротивлением;
• внутреннюю — с меньшим сопротивлением.

Во время пуска большая часть тока проходит в наружной клетке, обеспечивая повышенный пусковой момент.

В рабочем режиме ток преимущественно переходит во внутреннюю клетку с меньшими потерями.

Почему пазы ротора часто скошены

Роторные пазы могут быть скошены относительно оси вала.

Скос помогает:

• уменьшить зубцовые пульсации;
• снизить шум;
• уменьшить возможность магнитного залипания;
• улучшить плавность момента;
• снизить отдельные гармонические составляющие.

Но чрезмерный или неправильный скос может влиять на момент и дополнительные потери.

Фазный ротор

Фазный ротор имеет полноценную многофазную обмотку, обычно трехфазную.

Концы обмотки выведены на контактные кольца.

Через щеточный аппарат к ротору можно подключать:

• пусковой реостат;
• регулировочное сопротивление;
• специальный преобразователь;
• систему управления.

Преимущества:

• высокий пусковой момент;
• возможность ограничения пускового тока;
• плавный разгон;
• возможность регулирования скорости в отдельных системах;
• пригодность для тяжелых пусков.

Недостатки:

• более сложная конструкция;
• контактные кольца;
• щетки;
• потребность в регулярном обслуживании;
• большие потери;
• более высокая стоимость;
• дополнительные возможные неисправности.

Где применяются двигатели с фазным ротором

Традиционные сферы применения:

• краны;
• подъемники;
• шахтные механизмы;
• мельницы;
• дробилки;
• большие конвейеры;
• экскаваторы;
• механизмы с тяжелым пуском;
• оборудование с большим моментом инерции.

Во многих современных установках часть функций фазного ротора заменяет короткозамкнутый двигатель с частотным преобразователем.

Однако фазные двигатели продолжают эксплуатироваться на значительном количестве промышленных объектов.

Контактные кольца фазного ротора

Кольца устанавливаются на валу и изолированы:

• одно от другого;
• от вала;
• от корпусных деталей.

При ремонте проверяют:

• износ поверхности;
• биение;
• овальность;
• подгар;
• канавки;
• изоляцию;
• соединение с обмоткой;
• состояние щеток;
• давление щеток;
• щеткодержатели;
• пылеудаление.

Воздушный зазор — это расстояние между внутренней поверхностью статора и наружной поверхностью ротора.

Он влияет на:

• намагничивающий ток;
• коэффициент мощности;
• электромагнитный момент;
• шум;
• вибрацию;
• потери;
• чувствительность к эксцентриситету.

Чрезмерно большой зазор:

• увеличивает намагничивающий ток;
• ухудшает коэффициент мощности;
• может снизить перегрузочную способность.

Чрезмерно малый зазор:

• повышает риск трения ротора о статор;
• делает машину чувствительной к биению;
• усложняет сборку;
• может увеличить влияние зубцовых гармоник.

Трехфазные токи смещены во времени приблизительно на 120 электрических градусов.

Статорные фазные обмотки также смещены в пространстве.

Результатом является магнитное поле, которое вращается вокруг оси машины.

Направление вращения зависит от последовательности фаз.

Для изменения направления вращения трехфазного двигателя обычно достаточно поменять местами любые две фазы питания.

Перед изменением фаз нужно убедиться, что обратное вращение допускается:

• насосом;
• вентилятором;
• редуктором;
• механизмом;
• системой смазки;
• резьбовыми соединениями.

Синхронная скорость

Синхронная скорость определяется формулой:

nₛ = 120f / P

где:

• nₛ — синхронная скорость, об/мин;
• f — частота питания, Гц;
• P — количество полюсов.

Или:

nₛ = 60f / p

где p — количество пар полюсов.

Для частоты 50 Гц:

Фактическая номинальная скорость асинхронного двигателя в двигательном режиме будет немного ниже.

Что такое скольжение

Скольжение определяют как:

s = (nₛ − n) / nₛ

где:

• s — скольжение;
• nₛ — синхронная скорость;
• n — скорость ротора.

В процентах:

s% = [(nₛ − n) / nₛ] × 100%

Пример расчета скольжения

Для четырехполюсного двигателя при 50 Гц:

• синхронная скорость — 1500 об/мин;
• фактическая скорость — 1470 об/мин.

Тогда:

s = (1500 − 1470) / 1500 = 0,02

или:

s = 2%

Скольжение в различных режимах

При неподвижном роторе

n = 0, поэтому:

s = 1, или 100%.

Это режим пуска.

На холостом ходу

Скорость приближается к синхронной, а скольжение мало.

При номинальной нагрузке

Скольжение увеличивается до номинального значения.

При перегрузке

Скольжение дополнительно возрастает.

При синхронной скорости

s = 0.

В роторе не индуцируется рабочий ток, поэтому двигатель не может создавать установившийся двигательный момент.

При скорости выше синхронной

Скольжение становится отрицательным, и машина может перейти в генераторный режим.

Частота тока ротора

Частота тока в роторе определяется приблизительно как:

f₂ = s × f₁

где:

• f₂ — частота тока ротора;
• s — скольжение;
• f₁ — частота статора.

Во время пуска:

s = 1, поэтому частота ротора равна частоте сети.

В номинальном режиме скольжение мало, поэтому частота тока ротора также мала.

Это важно для понимания:

• эффекта вытеснения тока;
• параметров глубокопазного ротора;
• потерь в клетке;
• диагностики обрывов стержней.

Как создается электромагнитный момент

Вращающееся поле статора индуцирует ток в проводниках ротора.

Токи ротора создают собственное магнитное поле.

Взаимодействие полей статора и ротора формирует электромагнитный момент.

Величина момента зависит от:

• напряжения;
• частоты;
• скольжения;
• сопротивления ротора;
• реактивного сопротивления;
• магнитного потока;
• конструкции пазов;
• потерь;
• насыщения стали.

Механическая характеристика показывает зависимость момента от скорости или скольжения.

Основные точки:

• пусковой момент;
• минимальный момент в процессе разгона;
• максимальный или критический момент;
• номинальный момент;
• точка холостого хода.

Пусковой момент

Это момент при неподвижном роторе.

Он должен быть достаточным, чтобы преодолеть:

• статическое сопротивление механизма;
• трение;
• момент нагрузки;
• момент инерции во время разгона.

Недостаточный пусковой момент может привести к:

• затяжному пуску;
• перегреву статора;
• перегреву ротора;
• срабатыванию защиты;
• незапуску механизма.

Пусковой ток

При прямом пуске короткозамкнутого двигателя ток может в несколько раз превышать номинальный.

Конкретное значение зависит от:

• конструкции двигателя;
• мощности;
• сопротивления сети;
• напряжения;
• схемы соединения;
• характеристик ротора.

IEC 60034-12:2024 определяет параметры восьми исполнений пусковых характеристик односкоростных трехфазных короткозамкнутых двигателей на 50 или 60 Гц с номинальным напряжением до 1000 В, предназначенных, в частности, для прямого пуска или пуска по схеме «звезда–треугольник».

Критический момент

Критический момент — это максимальный момент, который двигатель может развить при заданных условиях питания без перехода к остановке.

Если момент нагрузки превышает критический:

• скорость резко снижается;
• ток возрастает;
• двигатель может остановиться;
• обмотка и ротор интенсивно нагреваются.

Номинальный момент

Номинальный момент приблизительно определяется:

M = 9550P / n

где:

• M — момент, Н·м;
• P — механическая мощность на валу, кВт;
• n — скорость, об/мин.

Например, двигатель мощностью 100 кВт со скоростью 1480 об/мин имеет номинальный момент приблизительно:

M = 9550 × 100 / 1480 ≈ 645 Н·м

Перегрузочная способность

Перегрузочная способность показывает, насколько максимальный момент превышает номинальный.

Она зависит от конструкции двигателя и напряжения.

Снижение напряжения существенно уменьшает электромагнитный момент.

В упрощенном виде момент асинхронного двигателя во многих режимах приблизительно пропорционален квадрату напряжения.

Поэтому снижение напряжения на 10% может уменьшить доступный момент приблизительно не на 10%, а почти на 19%.

• трехфазные;
• однофазные;
• двухфазные специальные;
• многофазные специальные.

Трехфазный асинхронный двигатель

Самый распространенный в промышленности.

Преимущества:

• естественное вращающееся поле;
• простая конструкция;
• высокий ресурс;
• хороший КПД;
• отсутствие пускового конденсатора;
• более равномерный момент;
• широкий диапазон мощностей.

Однофазный асинхронный двигатель

Однофазная обмотка сама по себе не создает полноценного пускового вращающегося поля.

Поэтому используются:

• вспомогательная обмотка;
• пусковой конденсатор;
• рабочий конденсатор;
• пусковое реле;
• центробежный выключатель;
• короткозамкнутый виток в малых двигателях.

Основные типы:

• с пусковой обмоткой;
• конденсаторного пуска;
• с постоянно подключенным конденсатором;
• с пусковым и рабочим конденсаторами;
• с затененными полюсами.

Асинхронный двигатель с затененными полюсами

Применяется в маломощных приводах:

• вентиляторах;
• бытовых приборах;
• малых насосах;
• автоматике.

Преимущества:

• очень простая конструкция;
• низкая стоимость;
• отсутствие конденсатора.

Недостатки:

• низкий КПД;
• малый пусковой момент;
• ограниченная мощность;
• сложность изменения направления вращения.

В трехфазной обмотке применяют:

• звезду;
• треугольник;
• специальные многопараллельные схемы.

Звезда

При соединении звездой фазное напряжение меньше линейного в √3 раза.

Треугольник

При соединении треугольником фазное напряжение равно линейному.

Нельзя изменять схему без учета номинального напряжения фазы.

Пример маркировки 230/400 В

Двигатель с табличкой 230/400 В обычно означает:

• 230 В — треугольник;
• 400 В — звезда.

Каждая фазная обмотка рассчитана приблизительно на 230 В.

Пример маркировки 400/690 В

Обычно означает:

• 400 В — треугольник;
• 690 В — звезда.

Такой двигатель может запускаться по схеме «звезда–треугольник» от сети 400 В, если это соответствует его конструкции и нагрузке.

В начале обмотки соединяют в звезду, а после разгона переключают в треугольник.

Это снижает:

• фазное напряжение;
• пусковой ток;
• пусковой момент.

Ориентировочно пусковой момент при звезде может составлять около трети момента при прямом пуске в треугольнике.

Поэтому схема не подходит для механизмов с большим моментом сопротивления при пуске.

Прямой пуск

Двигатель непосредственно подключается к сети.

Преимущества:

• простая схема;
• максимальный доступный пусковой момент;
• небольшое количество аппаратуры;
• высокая надежность.

Недостатки:

• большой пусковой ток;
• просадка напряжения;
• механический удар;
• нагрузка на муфту и механизм.

Пуск через автотрансформатор

Снижает напряжение во время пуска.

Применялся и продолжает применяться для мощных двигателей, где прямой пуск нежелателен.

Реакторный пуск

В цепь статора вводится реактор, ограничивающий пусковой ток.

Недостатком является одновременное снижение пускового момента.

Плавный пускатель

Soft starter регулирует напряжение с помощью силовых полупроводниковых элементов.

Преимущества:

• плавный разгон;
• уменьшение механического удара;
• ограничение тока;
• плавная остановка в отдельных применениях.

Ограничения:

• не обеспечивает полноценного регулирования скорости в установившемся режиме;
• снижение напряжения снижает момент;
• может создавать гармонические составляющие во время пуска.

Частотный преобразователь изменяет частоту и напряжение питания.

Позволяет:

• регулировать скорость;
• обеспечивать плавный пуск;
• ограничивать ток;
• управлять моментом;
• экономить энергию на насосах и вентиляторах;
• реализовывать торможение;
• автоматизировать технологический процесс.

Короткозамкнутые асинхронные двигатели широко применяются в регулируемых приводах благодаря доступности, надежности и эффективности.

Особенности работы от частотного преобразователя

Питание от преобразователя отличается от синусоидальной сети.

Возможны дополнительные факторы:

• импульсное напряжение;
• высокая скорость нарастания фронта;
• перенапряжение на клеммах;
• дополнительные потери;
• нагрев ротора;
• акустический шум;
• токи через подшипники;
• ухудшение самоохлаждения на низких скоростях;
• механические критические частоты на высоких скоростях.

При модернизации нужно проверить:

• изоляцию обмотки;
• длину кабеля;
• характеристики преобразователя;
• потребность в dU/dt-фильтре;
• потребность в синусном фильтре;
• электрическую изоляцию подшипников;
• заземление вала;
• допустимую скорость ротора;
• работу вентилятора;
• температурный контроль.

Система V/f

В простом скалярном управлении напряжение изменяют приблизительно пропорционально частоте.

Это помогает поддерживать магнитный поток.

Если при снижении частоты оставить полное напряжение:

• возрастает магнитный поток;
• сталь насыщается;
• ток повышается;
• двигатель перегревается.

Если напряжение уменьшить слишком сильно:

• магнитный поток снижается;
• доступный момент уменьшается.

Векторное управление

Векторное управление позволяет более независимо управлять:

• потоком;
• моментом;
• скоростью.

Может обеспечивать:

• высокий момент на низкой скорости;
• точное регулирование;
• быструю динамическую реакцию;
• работу с датчиком скорости или без него.

Торможение асинхронного двигателя

Возможные методы:

• свободный выбег;
• динамическое торможение;
• торможение постоянным током;
• противовключение;
• рекуперативное торможение;
• механический тормоз.

При торможении нужно учитывать:

• тепловую нагрузку;
• механические силы;
• допустимую частоту циклов;
• возможности преобразователя;
• тормозной резистор;
• безопасность механизма.

Скорость можно изменять путем переключения количества полюсов.

Применяются:

• схема Даландера;
• отдельные обмотки для разных скоростей;
• комбинированные схемы.

Типовые соотношения скоростей:

• 3000/1500;
• 1500/750;
• 1000/500;
• другие.

При ремонте особенно важно точно воспроизвести:

• схему;
• направление групп;
• количество витков;
• шаг;
• выводы;
• переключение полюсов.

Низковольтные асинхронные двигатели

Условно к ним относятся двигатели с номинальным напряжением до 1000 В в контексте многих стандартов IEC.

Распространенные напряжения:

• 230 В;
• 400 В;
• 500 В;
• 660 В;
• 690 В.

Мощность может составлять:

• доли киловатта;
• десятки киловатт;
• сотни киловатт;
• в некоторых конструкциях — больше.

Высоковольтные асинхронные двигатели

Работают, например, при:

• 3 кВ;
• 6 кВ;
• 10 кВ;
• 11 кВ;
• других напряжениях.

Применяются в:

• энергетике;
• водоснабжении;
• металлургии;
• горнодобывающей промышленности;
• нефтегазовой отрасли;
• больших компрессорных станциях;
• дымососах;
• эксгаустерах.

Особенности:

• формованные статорные катушки;
• многослойная корпусная изоляция;
• слюдяные материалы;
• вакуум-нагнетательная пропитка;
• контроль частичных разрядов;
• коронозащитное покрытие;
• сложная система охлаждения;
• повышенные требования к воздушному зазору;
• контроль токов вала.

Взрывозащищенные асинхронные двигатели

Применяются в средах, где возможны:

• взрывоопасные газы;
• пары;
• пыль;
• горючие смеси.

При ремонте нельзя произвольно изменять:

• взрывозащитные зазоры;
• крепления;
• резьбы;
• уплотнения;
• подшипники;
• вентилятор;
• материалы;
• температуру поверхности;
• обмоточные данные;
• систему пропитки.

Ремонт должен выполняться в соответствии с документацией, применимыми стандартами и разрешенными технологиями.

Краново-металлургические двигатели

Работают в режимах:

• частых пусков;
• реверсов;
• торможений;
• перегрузок;
• повторно-кратковременной работы;
• высокой температуры;
• пыли;
• вибрации.

Могут иметь:

• короткозамкнутый или фазный ротор;
• повышенный пусковой момент;
• специальную механическую характеристику;
• усиленную обмотку;
• класс изоляции H;
• термодатчики;
• механический тормоз.

Погружные двигатели

Применяются в:

• скважинных насосах;
• дренажных насосах;
• канализационных установках;
• водозаборном оборудовании.

Особенности:

• герметичная конструкция;
• работа в воде или технологической жидкости;
• специальные кабельные вводы;
• влагостойкая изоляция;
• контроль герметичности;
• иногда заполнение внутренней жидкостью;
• специальные подшипники.

Двигатели с полым валом

Применяются в вертикальных насосах и специальных механизмах.

Требуют:

• контроля осевой нагрузки;
• точной геометрии вала;
• проверки подпятника;
• контроля вертикальности;
• правильного регулирования ротора насоса.

Двигатели с тормозом

Имеют электромагнитный или механический тормоз.

Используются:

• в подъемных механизмах;
• позиционирующих приводах;
• конвейерах;
• станках;
• крановых системах.

При ремонте проверяют:

• тормозной момент;
• зазор;
• катушку;
• выпрямитель;
• накладки;
• пружины;
• время срабатывания;
• ручное растормаживание.

IEC 60034-1 определяет номинальные режимы и основные эксплуатационные характеристики вращающихся электрических машин.

Распространенные режимы:

• S1 — продолжительный;
• S2 — кратковременный;
• S3 — повторно-кратковременный;
• S4 — повторно-кратковременный с пусками;
• S5 — с пусками и электрическим торможением;
• S6 — продолжительный периодический с изменением нагрузки;
• S7 — с пусками и торможением без периодов покоя;
• S8 — с периодическим изменением скорости и нагрузки;
• S9 — непериодический режим с перегрузками;
• S10 — режим с дискретными постоянными нагрузками.

Режим S1

Двигатель работает достаточно долго, чтобы температура стабилизировалась.

Типовые примеры:

• насосы;
• вентиляторы;
• конвейеры;
• компрессоры.

Режим S2

Работа длится ограниченное время, после чего двигатель полностью охлаждается.

Например:

• приводы затворов;
• вспомогательные механизмы;
• кратковременные технологические операции.

Режим S3

Циклы работы и пауз повторяются, но влияние пуска на нагрев в рамках определения режима ограничено.

Важно знать относительную продолжительность включения.

Режимы S4 и S5

Подходят для механизмов с частыми пусками.

S5 дополнительно включает электрическое торможение.

При ремонте нужно учитывать:

• нагрев ротора;
• пусковые токи;
• механические нагрузки;
• термическое старение обмотки.

Система охлаждения может быть:

• естественной;
• самовентилируемой;
• с наружным независимым вентилятором;
• с внутренней циркуляцией воздуха;
• с воздушно-воздушным теплообменником;
• с воздушно-водяным теплообменником;
• водяной;
• специальной закрытой.

Самовентилируемый двигатель

Вентилятор установлен на валу.

Поток воздуха зависит от скорости вращения.

При работе от частотного преобразователя на низкой скорости охлаждение уменьшается, хотя двигатель может продолжать создавать значительный момент.

Это может потребовать независимого вентилятора.

Независимая вентиляция

Вентилятор приводится отдельным двигателем.

Охлаждение не зависит от скорости основного ротора.

Применяется:

• в регулируемых приводах;
• при длительной работе на низких оборотах;
• в больших машинах;
• в тяжелых режимах.

IP-код характеризует защиту оболочки от:

• доступа к опасным частям;
• проникновения твердых предметов;
• воды.

Распространенные исполнения:

• IP23;
• IP44;
• IP54;
• IP55;
• IP56;
• IP65;
• IP66.

Более высокий IP не означает автоматически лучший двигатель в любых условиях.

Более закрытый корпус может затруднять теплоотвод, поэтому конструкция должна быть рассчитана соответствующим образом.

Монтажное исполнение

Двигатели могут устанавливаться:

• на лапах;
• на фланце;
• на малом фланце;
• вертикально;
• горизонтально;
• комбинированно.

Распространенные обозначения:

• IM B3;
• IM B5;
• IM B35;
• IM B14;
• IM V1;
• IM V3;
• другие.

При изменении положения нужно проверить:

• подшипники;
• смазку;
• осевую нагрузку;
• дренаж;
• вентиляцию;
• защиту от воды;
• крепление.

Основные показатели:

• КПД;
• коэффициент мощности;
• номинальный ток;
• потери;
• скольжения;
• температура;
• пусковой ток;
• пусковой и максимальный моменты.

Коэффициент полезного действия

КПД:

η = P₂ / P₁

где:

• P₂ — механическая мощность на валу;
• P₁ — активная электрическая мощность из сети.

Потери включают:

• потери в меди статора;
• потери в роторе;
• потери в стали;
• механические потери;
• вентиляционные потери;
• добавочные нагрузочные потери.

Классы энергоэффективности

IEC 60034-30-1:2025 устанавливает классы энергоэффективности для определенных односкоростных двигателей, рассчитанных на синусоидальное питание 50 или 60 Гц. Сфера этой редакции охватывает двигатели мощностью от 0,12 до 1000 кВт, напряжением от 50 до 1000 В и с 2, 4, 6 или 8 полюсами при установленных стандартом условиях.

Распространенные классы:

• IE1 — Standard Efficiency;
• IE2 — High Efficiency;
• IE3 — Premium Efficiency;
• IE4 — Super Premium Efficiency.

В разных стандартах и нормативных системах могут также применяться дополнительные классы для специальных типов машин.

Можно ли повысить класс IE при перемотке

Обычная перемотка не гарантирует повышения класса энергоэффективности.

КПД зависит от:

• конструкции сердечника;
• марки стали;
• длины пакета;
• геометрии пазов;
• воздушного зазора;
• клетки ротора;
• вентилятора;
• количества меди;
• потерь в подшипниках;
• гармонических потерь.

Неправильная перемотка может, наоборот, снизить КПД.

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности показывает соотношение активной и полной мощности.

Асинхронному двигателю нужен намагничивающий ток.

Поэтому коэффициент мощности:

• низкий на холостом ходу;
• повышается с нагрузкой;
• имеет номинальное значение вблизи расчетной нагрузки.

Почему не следует длительно эксплуатировать значительно недогруженный двигатель

Возможные последствия:

• низкий коэффициент мощности;
• нерациональные потери;
• низкая эффективность системы;
• большие капитальные затраты;
• неоптимальная работа преобразователя.

Однако замена двигателя на меньший требует проверки:

• пускового момента;
• перегрузок;
• режима работы;
• запаса на технологические отклонения.

На табличке могут указываться:

• производитель;
• тип;
• серийный номер;
• мощность;
• напряжение;
• ток;
• частота;
• количество фаз;
• схема соединения;
• скорость;
• КПД;
• cos φ;
• режим работы;
• класс изоляции;
• степень защиты;
• монтажное исполнение;
• температура окружающей среды;
• высота над уровнем моря;
• класс IE;
• подшипники;
• масса;
• требования взрывозащиты;
• данные для преобразователя.

Как определить количество полюсов по скорости

При 50 Гц ориентировочно:

• около 3000 об/мин — 2 полюса;
• около 1500 — 4;
• около 1000 — 6;
• около 750 — 8;
• около 600 — 10;
• около 500 — 12.

Фактическая скорость немного ниже из-за скольжения.

• простая конструкция;
• отсутствие коллектора в короткозамкнутом исполнении;
• высокая надежность;
• невысокая стоимость;
• доступность;
• широкий диапазон мощностей;
• возможность прямого пуска;
• возможность частотного регулирования;
• ремонтопригодность;
• пригодность для тяжелых условий;
• широкий выбор защитных исполнений;
• хорошие массогабаритные показатели;
• высокий КПД в правильно подобранном режиме.

Недостатки

• большой пусковой ток при прямом пуске;
• зависимость скорости от нагрузки;
• потребление реактивной мощности;
• низкий коэффициент мощности на холостом ходу;
• сложность плавного регулирования без преобразователя;
• нагрев ротора при частых пусках;
• риск токов через подшипники при инверторном питании;
• снижение самоохлаждения на малых скоростях;
• значительные пусковые механические нагрузки.

Условно делятся на:

• электрические;
• изоляционные;
• магнитные;
• роторные;
• механические;
• тепловые;
• вентиляционные;
• монтажные;
• эксплуатационные.

Межвитковое замыкание

Возникает между соседними витками одной катушки.

Причины:

• старение эмали;
• перегрев;
• вибрация;
• повреждение при укладке;
• импульсное напряжение;
• загрязнение;
• слабая пропитка;
• частые пуски.

Последствия:

• циркуляционный ток в замкнутых витках;
• локальный перегрев;
• дальнейшее разрушение изоляции;
• межфазное замыкание;
• пробой на корпус.

Межфазное замыкание

Может возникать:

• в пазу;
• в лобовых частях;
• в месте соединения;
• в клеммной коробке.

Причины:

• поврежденная межфазная изоляция;
• вибрация;
• загрязнение;
• перенапряжение;
• неправильная укладка;
• термическое старение.

Замыкание на корпус

Токопроводящая часть контактирует с заземленным сердечником или корпусом.

Причины:

• поврежденная пазовая изоляция;
• острые края паза;
• загрязнение;
• влага;
• пробой вывода;
• механическое перемещение катушки.

Обрыв фазы или параллельной ветви

Признаки:

• несимметрия токов;
• снижение момента;
• перегрев;
• шум;
• проблемы с пуском;
• повышенная вибрация.

Места повреждения:

• вывод;
• паяное соединение;
• перемычка;
• клемма;
• межкатушечное соединение.

Работа на двух фазах

При потере одной фазы двигатель может:

• не запуститься;
• продолжать вращаться под небольшой нагрузкой;
• потреблять повышенные токи в других фазах;
• быстро перегреться.

Причина может быть не в двигателе, а в:

• предохранителе;
• контакторе;
• кабеле;
• клемме;
• автомате;
• сети.

Несимметрия напряжений

Даже относительно небольшая несимметрия напряжений может создать значительно большую несимметрию токов.

Последствия:

• перегрев;
• пульсации момента;
• вибрация;
• сокращение ресурса изоляции;
• повышенную нагрузку ротора.

Пониженное напряжение

Может вызвать:

• снижение момента;
• затяжной пуск;
• рост тока под нагрузкой;
• перегрев;
• остановку двигателя.

Повышенное напряжение

Может вызвать:

• чрезмерный магнитный поток;
• насыщение стали;
• увеличение тока холостого хода;
• нагрев сердечника;
• шум;
• повышенную нагрузку изоляции.

Обрыв стержней ротора

Признаки:

• снижение пускового момента;
• пульсации момента;
• вибрация;
• шум;
• повышенное скольжение;
• нестабильный ток;
• локальный нагрев ротора.

Причины:

• частые пуски;
• большие тепловые циклы;
• дефекты литья;
• усталость металла;
• перегрузка;
• заклинивание механизма.

Трещина короткозамыкающего кольца

Может иметь схожие проявления с обрывом стержня.

Особенно опасна в местах:

• соединения со стержнем;
• перехода сечения;
• литейного дефекта;
• паяного или сварного шва.

Дефекты фазного ротора

• межвитковые замыкания;
• пробой на корпус;
• обрыв обмотки;
• нарушение соединений;
• подгорание контактных колец;
• неравномерное прилегание щеток;
• обрыв цепи реостата;
• несимметрия внешних сопротивлений.

Повреждение активной стали статора

Причины:

• выгорание обмотки открытым пламенем;
• чрезмерная температура выжигания;
• механическое разрушение листов;
• трение ротора;
• короткое замыкание между листами;
• сварка пакета без контроля.

Признаки:

• повышенный ток холостого хода;
• локальные горячие точки;
• асимметрия нагрева;
• увеличенные потери;
• гул.

Неравномерный воздушный зазор

Причины:

• изношенные подшипники;
• изношенные посадки;
• перекос щитов;
• изогнутый вал;
• деформированный корпус;
• эксцентричный сердечник;
• неправильная сборка.

Последствия:

• одностороннее магнитное притяжение;
• вибрация;
• шум;
• токовые гармоники;
• риск трения ротора.

Неисправности подшипников

• усталостное выкрашивание;
• загрязнение;
• недостаточная смазка;
• избыток смазки;
• электроэрозия;
• коррозия;
• проворачивание колец;
• перекос;
• неправильный зазор.

Перегрев двигателя

Возможные причины:

• перегрузка;
• пониженное напряжение;
• несимметрия фаз;
• частые пуски;
• загрязненная вентиляция;
• неправильный вентилятор;
• высокая температура среды;
• неисправные подшипники;
• межвитковое замыкание;
• неправильная перемотка;
• повреждение ротора;
• большой ток холостого хода;
• неправильная настройка преобразователя.

Повышенная вибрация

Причины:

• дисбаланс ротора;
• несоосность;
• мягкая лапа;
• ослабленный фундамент;
• дефект подшипников;
• изогнутый вал;
• эксцентриситет;
• обрыв стержня ротора;
• резонанс;
• дефект муфты;
• перекос щитов.

Повышенный шум

Может быть:

• электромагнитным;
• механическим;
• аэродинамическим;
• подшипниковым;
• резонансным.

Важно не делать вывод только по субъективному слуху.

Двигатель не запускается

Проверяют:

• наличие всех фаз;
• уровень напряжения;
• схему соединения;
• контактор;
• защиту;
• блокировки;
• механическое заклинивание;
• подшипники;
• обрыв обмотки;
• состояние ротора;
• нагрузку;
• параметры преобразователя.

Двигатель запускается без нагрузки, но не запускает механизм

Возможные причины:

• недостаточный пусковой момент;
• пониженное напряжение;
• неправильная звезда вместо треугольника;
• слишком большая нагрузка;
• заклинивание механизма;
• обрывы стержней;
• неисправный реостат фазного ротора;
• неправильный плавный пуск;
• чрезмерно короткая рампа;
• ошибка перемотки.

Повышенный ток холостого хода

Причины:

• неправильное количество витков;
• уменьшенная длина или шаг обмотки;
• чрезмерное уменьшение воздушного зазора;
• повреждение сердечника;
• повышенное напряжение;
• неправильная частота;
• несимметрия обмотки;
• неправильное соединение;
• трение ротора.

Низкое сопротивление изоляции

Причины:

• влага;
• пыль;
• смазку;
• конденсат;
• старение;
• повреждение выводов;
• загрязненная клеммная коробка;
• частичный пробой;
• неправильная пропитка.

Низкое сопротивление не всегда означает необходимость полной перемотки. Сначала нужно определить причину и возможность очистки и сушки.

Визуальный осмотр

Проверяют:

• обмотку;
• лобовые части;
• бандажи;
• выводы;
• клеммы;
• следы перегрева;
• загрязнение;
• подшипники;
• вентилятор;
• ротор;
• сердечник;
• контактные кольца.

Измерение сопротивления изоляции

Позволяет оценить состояние изоляции относительно корпуса и между электрически разделенными цепями.

Нужно учитывать:

• температуру;
• влажность;
• номинальное напряжение;
• длительность измерения;
• историю предыдущих значений.

Коэффициент абсорбции и индекс поляризации

Помогают оценить:

• загрязнение;
• влажность;
• поляризационные свойства изоляции.

Для малых низковольтных обмоток интерпретация может быть ограничена из-за низкой емкости и быстрого установления показаний.

Измерение активного сопротивления фаз

Позволяет выявить:

• обрыв;
• плохое соединение;
• несимметрию;
• ошибку количества витков;
• разную длину параллельных ветвей;
• дефект контакта.

Результаты нужно приводить к одинаковой температуре.

Межвитковое импульсное испытание

Сравнивает реакцию фаз или катушек на короткий импульс.

Помогает выявить:

• межвитковое замыкание;
• ослабленную изоляцию;
• ошибки соединения;
• разницу количества витков.

Испытание повышенным напряжением

Проверяет прочность изоляции относительно корпуса и между электрическими цепями.

Не выявляет все межвитковые дефекты, поэтому не заменяет импульсное испытание.

Контроль частичных разрядов

Особенно важен для высоковольтных обмоток.

Позволяет оценивать:

• внутренние полости;
• отслоения;
• дефекты пазовой части;
• состояние коронозащиты;
• старение изоляции.

Испытание сердечника

Возможные методы:

• кольцевое намагничивание;
• тепловизионный контроль;
• EL CID;
• локальные методы проверки.

Цель:

• выявить междулистовые замыкания;
• локальные горячие точки;
• повреждения после удаления обмотки.

Анализ тока двигателя

Motor Current Signature Analysis может применяться для выявления:

• обрывов стержней;
• эксцентриситета;
• несимметрии;
• отдельных механических дефектов.

Диагностика обрывов роторных стержней часто основывается на анализе боковых составляющих, связанных со скольжением, но точность зависит от нагрузки и режима работы.

Вибрационная диагностика

Позволяет оценить:

• дисбаланс;
• несоосность;
• мягкую лапу;
• подшипники;
• механическое ослабление;
• резонанс;
• электромагнитные силы;
• роторные дефекты.

Тепловизионный контроль

Выявляет:

• перегретые подшипники;
• несимметрию клемм;
• горячие соединения;
• локальный нагрев корпуса;
• загрязнение охлаждения;
• перегрузку.

Контроль воздушного зазора

Измеряется в нескольких положениях.

Для больших машин могут применяться:

• механические щупы;
• специальные датчики;
• измерение перемещения;
• электромагнитные методы.

1. 01Приемка и фиксация комплектности.
2. 02Анализ истории неисправности.
3. 03Внешний осмотр.
4. 04Начальные электрические измерения.
5. 05Измерение вибрации, если запуск безопасен.
6. 06Разборка.
7. 07Маркировка положения деталей.
8. 08Демонтаж ротора.
9. 09Дефектация подшипников.
10. 10Измерение вала.
11. 11Контроль щитов.
12. 12Проверка статора.
13. 13Проверка ротора.
14. 14Контроль сердечника.
15. 15Снятие обмоточных данных.
16. 16Удаление поврежденной обмотки.
17. 17Очистка.
18. 18Восстановление механических деталей.
19. 19Перемотка.
20. 20Изолирование и соединение.
21. 21Электрические испытания до пропитки.
22. 22Сушка.
23. 23Пропитка.
24. 24Полимеризация.
25. 25Финишная обработка.
26. 26Балансировка ротора.
27. 27Монтаж подшипников.
28. 28Сборка.
29. 29Регулирование осевого положения.
30. 30Испытание холостого хода.
31. 31Контроль температуры, тока и вибрации.
32. 32Оформление протокола.

Снятие обмоточных данных

До удаления обмотки нужно зафиксировать:

• количество пазов;
• количество полюсов;
• количество фаз;
• шаг;
• количество витков;
• диаметр провода;
• количество параллельных проводников;
• количество ветвей;
• схему соединения;
• направление намотки;
• распределение катушек;
• выводы;
• размеры лобовых частей;
• пазовую изоляцию;
• бандажи;
• клинья;
• датчики;
• массу меди.

Почему нельзя копировать только диаметр старого провода

Нужно восстановить:

• медное сечение;
• количество витков;
• число параллелей;
• схему;
• длину витка;
• заполнение паза;
• класс изоляции;
• сопротивление фаз.

Старый провод может быть:

• деформированным;
• перегретым;
• частично без эмали;
• неправильно определенным предыдущим ремонтом.

Удаление старой обмотки

Неправильное выжигание может повредить междулистовую изоляцию сердечника.

Поэтому контролируют:

• температуру;
• длительность;
• равномерность нагрева;
• состояние стали;
• деформацию корпуса.

Открытое неконтролируемое пламя опасно для сердечника.

Перемотка статора

Основные операции:

• подготовка пазов;
• укладка пазовой изоляции;
• изготовление катушек;
• укладка провода;
• установка межфазной изоляции;
• соединение групп;
• формирование лобовых частей;
• бандажирование;
• установка клиньев;
• монтаж датчиков;
• испытания;
• пропитка.

Пропитка

Пропиточный материал:

• заполняет полости;
• укрепляет обмотку;
• улучшает теплопередачу;
• защищает от влаги;
• уменьшает перемещение проводников;
• повышает стойкость к вибрации.

Возможные технологии:

• погружение;
• вакуумная пропитка;
• вакуум-нагнетательная пропитка;
• капельная пропитка;
• струйное нанесение.

Ремонт короткозамкнутого ротора

Может включать:

• очистку;
• проверку стержней;
• дефектацию колец;
• восстановление паяных соединений;
• замену медных стержней;
• ремонт короткозамыкающих колец;
• восстановление вентиляционных элементов;
• ремонт вала;
• проверку пакета;
• балансировку.

Ремонт литой алюминиевой клетки сложнее и зависит от:

• расположения дефекта;
• материала;
• мощности;
• конструкции;
• доступной технологии.

Ремонт фазного ротора

Включает:

• дефектацию обмотки;
• снятие обмоточных данных;
• изготовление катушек;
• изоляцию пазов;
• укладку;
• бандажирование;
• пропитку;
• ремонт контактных колец;
• ремонт щеточного аппарата;
• балансировку;
• электрические испытания.

Балансировка ротора

Необходима после:

• замены или ремонта вала;
• ремонта клетки;
• замены вентилятора;
• ремонта обмотки фазного ротора;
• значительного механического вмешательства;
• замены балансировочных элементов;
• обнаружения повышенного дисбаланса.

Испытания после ремонта

Могут включать:

• сопротивление изоляции;
• коэффициент абсорбции;
• индекс поляризации;
• активное сопротивление фаз;
• межвитковое импульсное испытание;
• испытание повышенным напряжением;
• проверку направления вращения;
• холостой ход;
• измерение тока;
• контроль вибрации;
• контроль температуры;
• проверку подшипников;
• измерение скорости;
• проверку фазного ротора;
• контроль частичных разрядов;
• нагрузочные испытания при наличии возможности.

Причины:

• неправильное количество витков;
• неправильный шаг;
• другая схема;
• уменьшенное медное сечение;
• увеличенные лобовые части;
• ошибка полярности групп;
• неправильное соединение параллельных ветвей;
• повреждение сердечника;
• неправильный воздушный зазор;
• несоответствующий вентилятор;
• плохая пропитка;
• некачественные соединения;
• механический перекос.

Типовые ошибки ремонта

1. 01Удаление старой обмотки без фиксации данных.
2. 02Определение провода только по наружному диаметру.
3. 03Произвольное изменение количества витков.
4. 04Уменьшение медного сечения.
5. 05Неправильный шаг обмотки.
6. 06Ошибочное соединение групп.
7. 07Игнорирование параллельных ветвей.
8. 08Неконтролируемое выжигание сердечника.
9. 09Отсутствие испытания стали.
10. 10Повреждение пазов при демонтаже.
11. 11Недостаточная пазовая изоляция.
12. 12Слабое бандажирование.
13. 13Отсутствие межфазной изоляции.
14. 14Плохая пропитка.
15. 15Пропитка влажной обмотки.
16. 16Неправильная полимеризация.
17. 17Установка несоответствующих подшипников.
18. 18Монтаж на изношенные посадки.
19. 19Отсутствие балансировки.
20. 20Неправильный вентилятор.
21. 21Перекос подшипниковых щитов.
22. 22Отсутствие контроля воздушного зазора.
23. 23Отсутствие импульсного испытания.
24. 24Испытание только мегомметром.
25. 25Игнорирование причин первичной аварии.

• Чего не следует делать
• Не изменять обмоточные данные без расчета
• Не выжигать статор открытым пламенем
• Не использовать случайный медный провод
• Не уменьшать количество витков для облегчения намотки
• Не увеличивать воздушный зазор механической обработкой без расчета
• Не заменять материал клетки произвольно
• Не устанавливать ротор без балансировки после значительного ремонта
• Не запускать двигатель без проверки схемы
• Не ограничиваться измерением сопротивления изоляции
• Не считать любой нагрев следствием обмотки

Причина может быть в:

• подшипниках;
• нагрузке;
• вентиляции;
• напряжении;
• механизме;
• центрировании;
• частотном преобразователе.

Двигатель после перемотки имеет повышенный ток холостого хода

Проверяют:

• количество витков;
• шаг;
• схему;
• направление групп;
• напряжение;
• частоту;
• сердечник;
• воздушный зазор;
• трение ротора;
• симметрию фаз.

Двигатель хорошо работает без нагрузки, но перегревается в работе

Проверяют:

• фактическую нагрузку;
• ток;
• скольжения;
• вентиляцию;
• медное сечение;
• длину лобовых частей;
• ротор;
• напряжение;
• центрирование;
• подшипники.

Двигатель не запускается после переключения «звезда–треугольник»

Возможные причины:

• неправильная последовательность выводов;
• ошибочное соединение фаз;
• слишком раннее переключение;
• слишком тяжелая нагрузка;
• падение напряжения;
• неисправный контактор;
• неправильная табличка или сеть.

Двигатель работает от сети, но от преобразователя повреждается изоляция

Проверяют:

• импульсную стойкость;
• длину кабеля;
• фронты напряжения;
• перенапряжение;
• частоту коммутации;
• фильтры;
• заземление;
• качество пропитки;
• состояние первых витков фазы.

После перехода на частотный преобразователь начали разрушаться подшипники

Вероятные причины:

• напряжение вала;
• высокочастотные токи;
• неправильное экранирование;
• отсутствие изолированного подшипника;
• отсутствие заземления вала;
• ток через механизм.

Двигатель имеет повышенное скольжение

Проверяют:

• перегрузка;
• напряжение;
• обрыв стержней;
• сопротивление клетки;
• частоту;
• неправильную перемотку;
• механические потери;
• подшипники.

• Шаг 1. Определить мощность механизма
• Шаг 2. Определить нужную скорость
• Шаг 3. Определить момент нагрузки
• Шаг 4. Оценить пусковой момент
• Шаг 5. Определить момент инерции
• Шаг 6. Установить количество пусков
• Шаг 7. Выбрать режим работы
• Шаг 8. Определить напряжение и частоту
• Шаг 9. Выбрать способ пуска
• Шаг 10. Определить потребность в регулировании скорости
• Шаг 11. Выбрать систему охлаждения
• Шаг 12. Определить степень защиты
• Шаг 13. Учесть температуру и высоту
• Шаг 14. Проверить взрывоопасность
• Шаг 15. Выбрать монтажное исполнение
• Шаг 16. Проверить подшипниковые нагрузки
• Шаг 17. Выбрать класс энергоэффективности
• Шаг 18. Предусмотреть защиту и датчики
• Шаг 19. Проверить работу с преобразователем
• Шаг 20. Проверить сервисную доступность

Может включать:

• защита от короткого замыкания;
• перегрузка;
• потери фазы;
• несимметрии;
• замыкания на землю;
• блокировки ротора;
• затяжному пуску;
• перегрева обмотки;
• перегрева подшипников;
• пониженного или повышенного напряжения;
• превышения количества пусков;
• вибрации;
• снижения сопротивления изоляции.

Датчики температуры

Применяются:

• RTD;
• Pt100;
• Pt1000;
• PTC;
• NTC;
• термопары;
• биметаллические контакты.

Их могут устанавливать:

• в обмотке;
• в подшипниковых щитах;
• во вкладышах;
• в воздушном потоке;
• в теплообменнике.

Нагреватели против конденсата

Во время простоя нагреватель поддерживает температуру двигателя немного выше температуры окружающей среды.

Это снижает риск:

• конденсации;
• увлажнения изоляции;
• коррозии;
• падения сопротивления изоляции.

Нагреватель не должен работать одновременно с двигателем, если иное не предусмотрено схемой.

Регулярно контролируют

• токи;
• напряжения;
• температуру;
• вибрацию;
• шум;
• состояние подшипников;
• вентиляцию;
• загрязнение;
• клеммы;
• крепления;
• центрирование;
• состояние кабеля;
• сопротивление изоляции;
• количество пусков.

Во время остановки

• очищают вентиляционные каналы;
• проверяют вентилятор;
• подтягивают клеммы;
• осматривают уплотнения;
• проверяют смазку;
• контролируют фундамент;
• проверяют муфту;
• устраняют мягкую лапу.

• данные двигателя;
• заводской номер;
• мощность;
• напряжение;
• ток;
• скорость;
• схему;
• количество полюсов;
• обмоточные данные;
• материалы изоляции;
• марку провода;
• результаты контроля сердечника;
• данные ротора;
• измерения вала;
• данные подшипников;
• балансировку;
• сопротивление фаз;
• сопротивление изоляции;
• импульсное испытание;
• испытание повышенным напряжением;
• ток холостого хода;
• вибрацию;
• температуру;
• направление вращения;
• заключение.

• Чем асинхронный двигатель отличается от синхронного?Скоро
• Как работает короткозамкнутый ротор?
• Что такое фазный ротор?
• Что такое скольжение асинхронного двигателя?Скоро
• Как рассчитывается синхронная скорость?
• Что такое пусковой ток?Скоро
• Что такое критический момент?Скоро
• Как работает схема «звезда–треугольник»?Скоро
• Как выбрать частотный преобразователь?Скоро
• Почему частотный преобразователь повреждает подшипники?Скоро
• Как диагностировать обрывы стержней ротора?
• Что такое эксцентриситет ротора?
• Как измеряется воздушный зазор?
• Как ремонтируют короткозамкнутый ротор?
• Как перематывают фазный ротор?
• Как перематывают статор?Скоро
• Какой медный провод используется при перемотке?
• Что такое вакуумная пропитка?
• Какие подшипники используют в электродвигателях?Скоро
• Как выполняется балансировка ротора?
• Что такое классы энергоэффективности IE1–IE4?Скоро
• Какие режимы работы S1–S10 существуют?Скоро
• Как ремонтируют высоковольтные электродвигатели?
• Как ремонтируют взрывозащищенные двигатели?Скоро

ООО ПКФ «Электропромремонт» выполняет комплексный ремонт и испытания асинхронных электродвигателей различного назначения и мощности.

В состав работ могут входить:

• приемочная диагностика;
• разборка;
• дефектация;
• снятие обмоточных данных;
• проверка статорной обмотки;
• проверка короткозамкнутого ротора;
• дефектация фазного ротора;
• ремонт контактных колец;
• ремонт щеточного аппарата;
• проверка активной стали;
• испытание сердечника;
• перемотка статора;
• перемотка фазного ротора;
• изготовление статорных катушек;
• изготовление роторных катушек;
• замена пазовой изоляции;
• восстановление межфазной изоляции;
• бандажирование;
• вакуумная пропитка;
• вакуум-нагнетательная пропитка;
• ремонт короткозамкнутой клетки;
• замена медных стержней;
• ремонт короткозамыкающих колец;
• ремонт вала;
• восстановление посадочных мест;
• ремонт подшипниковых щитов;
• замена подшипников;
• установка изолированных подшипников;
• динамическая балансировка;
• восстановление вентилятора;
• ремонт системы охлаждения;
• ремонт теплообменников;
• монтаж температурных датчиков;
• измерение сопротивления изоляции;
• измерение активных сопротивлений;
• импульсные межвитковые испытания;
• испытание повышенным напряжением;
• контроль частичных разрядов;
• испытание холостого хода;
• измерение тока;
• контроль скорости;
• температурные испытания;
• вибрационный контроль;
• подготовка ремонтного протокола.

Асинхронный электродвигатель — это электрическая машина, в которой вращающееся поле статора индуцирует токи в роторе и создает электромагнитный момент.

Его главной конструктивной особенностью является разница между:

• синхронной скоростью поля;
• фактической скоростью ротора.

Эта разница называется скольжением и является необходимым условием создания момента.

Основные преимущества асинхронных двигателей:

• простая и надежная конструкция;
• широкий диапазон мощностей;
• отсутствие коллектора в короткозамкнутом исполнении;
• возможность прямого пуска;
• пригодность к частотному регулированию;
• ремонтопригодность;
• доступность.

При этом ресурс двигателя зависит не только от обмотки.

Необходимо контролировать:

1. 01Сердечник статора.
2. 02Статорную обмотку.
3. 03Короткозамкнутый или фазный ротор.
4. 04Воздушный зазор.
5. 05Вал.
6. 06Подшипники.
7. 07Систему охлаждения.
8. 08Балансировку.
9. 09Питание.
10. 10Защиту.
11. 11Центрирование с механизмом.
12. 12Условия эксплуатации.

Основной принцип качественного ремонта:

Асинхронный двигатель нужно восстанавливать как единую электромагнитную, изоляционную, тепловую и механическую систему, а не как набор отдельных деталей.

Перемотка без контроля сердечника, замена подшипников без проверки посадок или ремонт ротора без балансировки не обеспечивают прогнозируемого ресурса.

Качественный ремонт должен включать:

• определение первопричины неисправности;
• полную дефектацию;
• точное воспроизведение обмоточных данных;
• контроль активной стали;
• ремонт ротора;
• восстановление механической геометрии;
• правильную пропитку;
• балансировку;
• электрические и механические испытания;
• документирование результатов.

Отказ от ответственности

Статья имеет общий информационный характер.

Конкретный выбор двигателя, способ пуска, схема соединения, нагрузка, система охлаждения, параметры частотного преобразователя, защита, обмоточные данные и технология ремонта должны определяться на основании:

• документации производителя;
• заводских чертежей;
• номинальной таблички;
• электромагнитного расчета;
• фактического режима работы;
• характеристик механизма;
• сети питания;
• условий окружающей среды;
• требований взрывозащиты;
• применимых стандартов;
• результатов профессиональной диагностики.

Не допускается без инженерного обоснования:

• изменять количество витков;
• изменять медное сечение;
• изменять схему обмотки;
• изменять количество полюсов;
• увеличивать скорость;
• изменять конструкцию ротора;
• изменять воздушный зазор;
• переводить двигатель на другое напряжение;
• использовать частотный преобразователь вне допустимого диапазона;
• изменять систему охлаждения;
• заменять взрывозащищенные элементы стандартными.

Работы с высоковольтными, взрывозащищенными, краново-металлургическими, погружными и другими специальными двигателями должны выполняться квалифицированным персоналом с применением соответствующего оборудования, контролируемых технологических процессов и поверенных средств измерения.