Проверка ротора электродвигателя

Чтобы проверить ротор электродвигателя, необходимо:

1. 01Собрать информацию о работе двигателя перед остановкой.
2. 02Проанализировать пуск, токи, скорость, шум и вибрацию.
3. 03Проверить вал, подшипниковые посадки и механическое биение.
4. 04Осмотреть поверхность ротора на следы контакта со статором.
5. 05Проверить состояние пакета активной стали.
6. 06Осмотреть вентилятор, балансировочные грузы и крепление.
7. 07Проверить короткозамкнутые стержни и кольца.
8. 08Провести испытание клетки ротора специальными методами.
9. 09Проверить ротор на дисбаланс.
10. 10Для фазного ротора — измерить сопротивления обмоток и изоляции.
11. 11Для якоря — проверить обмотку, коллектор и межвитковую изоляцию.
12. 12Для синхронного ротора — проверить обмотку возбуждения, полюса и демпферную клетку.
13. 13Сравнить результаты с паспортными, ремонтными и архивными данными.
14. 14Провести контрольное испытание двигателя после сборки.

Не существует одного универсального прибора, который может полностью подтвердить исправность ротора. Надежное заключение формируется по результатам нескольких взаимодополняющих проверок.

Короткозамкнутый ротор

Применяется в большинстве асинхронных электродвигателей.

Основные элементы:

• вал;
• пакет активной стали;
• стержни клетки;
• короткозамыкающие кольца;
• вентиляционные каналы;
• вентилятор;
• балансировочные элементы.

Стержни и кольца могут быть:

• алюминиевыми;
• медными;
• литыми вместе;
• составными и соединенными пайкой или сваркой.

Фазный ротор

Имеет трехфазную обмотку, обычно соединенную в звезду, выведенную на контактные кольца.

В его состав входят:

• вал;
• сердечник;
• обмотка;
• пазовая изоляция;
• лобовые части;
• бандажи;
• контактные кольца;
• выводы;
• балансировочные элементы.

Якорь машины постоянного тока

Основные элементы:

• вал;
• пакет стали;
• обмотка якоря;
• коллектор;
• петушки коллектора;
• бандажи;
• балансировочные грузы;
• вентилятор.

Проверка такого ротора в значительной мере связана с диагностикой обмотки якоря и коллектора.

Ротор синхронной машины

Может иметь:

• явнополюсную конструкцию;
• неявнополюсную конструкцию;
• обмотку возбуждения;
• демпферную клетку;
• контактные кольца;
• бесщеточный возбудитель;
• постоянные магниты.

Методика контроля определяется конкретной конструкцией.

Проверка нужна:

• при потере мощности;
• при увеличении времени разгона;
• если двигатель не запускается под нагрузкой;
• при повышенном скольжении;
• при пульсациях момента;
• при нестабильной скорости;
• при повышенном токе;
• при сильном гуле;
• при периодической вибрации;
• при перегреве ротора;
• после заклинивания механизма;
• после затяжного пуска;
• после работы на двух фазах;
• после короткого замыкания;
• после контакта ротора со статором;
• при повреждении подшипников;
• после аварийного превышения скорости;
• после перемотки двигателя;
• после ремонта или замены вала;
• перед балансировкой;
• после длительного хранения;
• во время капитального ремонта.

К наиболее распространенным неисправностям относятся:

• обрыв стержня короткозамкнутой клетки;
• трещина стержня;
• нарушение контакта стержня с кольцом;
• трещина короткозамыкающего кольца;
• пористость литой клетки;
• локальный перегрев клетки;
• ослабление стержней в пазах;
• повреждение пакета стали;
• смещение листов сердечника;
• ослабление пакета;
• деформация вала;
• износ посадок под подшипники;
• трещина вала;
• повреждение шпоночного паза;
• дисбаланс;
• осевое смещение пакета;
• повреждение вентилятора;
• потеря балансировочного груза;
• контакт ротора со статором;
• повреждение обмотки фазного ротора;
• пробой обмотки ротора на корпус;
• межвитковое замыкание;
• обрыв внутреннего соединения;
• повреждение контактных колец;
• ослабление бандажей;
• повреждение полюсной катушки;
• дефект демпферной клетки;
• ослабление полюса;
• размагничивание постоянных магнитов.

На дефект ротора могут указывать:

• двигатель медленно разгоняется;
• двигатель не выходит на номинальную скорость;
• пусковой момент стал меньше;
• двигатель запускается без нагрузки, но не запускается с механизмом;
• под нагрузкой растет шум;
• возникают пульсации момента;
• ток периодически меняется;
• корпус и ротор перегреваются;
• двигатель имеет повышенное скольжение;
• появляется вибрация;
• слышно ритмичное «биение»;
• привод работает рывками;
• двигатель теряет мощность;
• защита срабатывает во время пуска;
• частотный преобразователь нестабильно удерживает момент;
• под нагрузкой снижается скорость.

Ни один из этих признаков по отдельности не подтверждает дефект ротора. Похожие проявления могут иметь неисправности статора, сети или рабочего механизма.

Для проверки ротора применяют:

• мультиметр;
• миллиомметр или микроомметр;
• мегомметр;
• LCR-метр;
• импульсный тестер;
• прибор для проверки короткозамкнутой клетки;
• установку для создания магнитного потока;
• токовые клещи;
• анализатор тока двигателя;
• тепловизор;
• виброанализатор;
• тахометр;
• индикатор часового типа;
• балансировочный станок;
• дефектоскоп;
• оборудование для капиллярного или магнитопорошкового контроля;
• ультразвуковой дефектоскоп;
• эндоскоп;
• штангенинструмент;
• микрометр;
• прибор для проверки твердости;
• стенд для испытания двигателя.

Перед началом необходимо зафиксировать:

• тип двигателя;
• заводской номер;
• мощность;
• напряжение;
• ток;
• частоту;
• номинальную скорость;
• количество полюсов;
• режим работы;
• тип ротора;
• историю ремонтов;
• предыдущие результаты балансировки;
• тип подшипников;
• посадочные размеры;
• причину снятия двигателя.

Нужно также выяснить:

• как долго двигатель разгонялся;
• какими были пусковые токи;
• менялась ли скорость под нагрузкой;
• был ли перегрев;
• возникали ли удары;
• работал ли двигатель от преобразователя частоты;
• было ли заклинивание механизма;
• наблюдался ли перекос фаз.

Часть дефектов можно предварительно выявить без снятия ротора.

К доступным методам относятся:

• анализ пускового тока;
• анализ времени разгона;
• измерение скольжения;
• анализ токового спектра;
• измерение вибрации;
• тепловизионный контроль;
• анализ шума;
• проверка потребляемых фазных токов;
• испытание двигателя под разной нагрузкой;
• оценка пульсаций момента;
• анализ скорости.

Такие методы полезны для предварительной диагностики, но не всегда позволяют точно локализовать механический дефект.

Повреждения клетки ротора особенно заметны во время пуска, когда токи в роторе наибольшие.

Нужно контролировать:

• пусковой ток;
• время разгона;
• равномерность ускорения;
• пульсации тока;
• пусковой момент;
• звук;
• вибрацию;
• поведение приводного механизма.

Признаками проблемы могут быть:

• увеличенное время разгона;
• остановка разгона на определенной скорости;
• ритмичные колебания тока;
• сильный гул;
• запуск только без нагрузки;
• срабатывание тепловой или токовой защиты.

Перед заключением о дефекте ротора необходимо исключить:

• пониженное напряжение;
• обрыв фазы;
• неправильное соединение обмотки;
• перегруженный или заклиненный механизм;
• неправильные параметры частотного преобразователя.

Асинхронный двигатель работает со скоростью, меньшей синхронной.

Повышенное скольжение при нормальной нагрузке может указывать на:

• повреждение клетки ротора;
• перегрузку;
• пониженное напряжение;
• дефект статора;
• неправильное соединение;
• повышенное механическое сопротивление.

Для оценки необходимо одновременно знать:

• частоту питания;
• количество полюсов;
• фактическую скорость;
• реальную нагрузку.

Одно лишь повышенное скольжение не подтверждает обрыв стержня.

Анализ тока двигателя позволяет выявлять характерные боковые составляющие, связанные с повреждением короткозамкнутой клетки.

Метод применяют для работающего двигателя без разборки.

Его преимущества:

• возможность диагностики во время работы;
• выявление ранних дефектов;
• возможность трендового контроля;
• отсутствие необходимости остановки оборудования.

Ограничения:

• результат зависит от нагрузки;
• при малой нагрузке признаки могут быть слабыми;
• частотный преобразователь усложняет спектр;
• колебания механической нагрузки могут создавать похожие составляющие;
• требуется правильная интерпретация.

Анализ токового спектра целесообразно подтверждать другими методами.

Дефекты ротора могут вызывать:

• вибрацию на частоте вращения;
• пульсации, связанные со скольжением;
• боковые частотные составляющие;
• рост вибрации под нагрузкой;
• нестабильность амплитуды.

По спектру можно предварительно выявлять:

• дисбаланс;
• деформацию вала;
• эксцентриситет;
• механическое ослабление;
• контакт ротора со статором;
• повреждение клетки;
• дефекты подшипников.

Однако одинаковые спектральные признаки могут иметь разное происхождение. Вибрацию необходимо анализировать вместе с током, скоростью и нагрузкой.

Тепловизор позволяет выявить:

• неравномерный нагрев корпуса;
• перегрев подшипниковых узлов;
• локальные тепловые зоны;
• косвенные признаки повышенных потерь в роторе;
• проблемы охлаждения.

Непосредственно увидеть температуру ротора в закрытом двигателе обычно невозможно. Поэтому тепловизионный контроль дает косвенные данные.

Наиболее информативным является сравнение:

• одинаковых двигателей;
• разных режимов работы;
• текущего состояния с архивными термограммами.

После разборки необходимо осмотреть ротор до очистки, поскольку следы пыли, трения, перегрева и перемещения деталей могут помочь определить причину неисправности.

Проверяют:

• общее состояние;
• следы контакта со статором;
• цвет поверхности;
• трещины;
• коррозию;
• смещение пакета;
• состояние стержней;
• короткозамыкающие кольца;
• вентилятор;
• балансировочные грузы;
• вал;
• шпоночные пазы;
• посадки под подшипники;
• резьбовые участки;
• контактные кольца;
• бандажи;
• полюса;
• обмотки.

Визуальный осмотр

Необходимо найти:

• трещины;
• задиры;
• коррозию;
• следы проворачивания подшипника;
• износ посадок;
• повреждение резьбы;
• деформацию шпоночного паза;
• следы перегрева;
• механические удары;
• предыдущие ремонтные наплавки.

Измерение посадок

Посадочные поверхности под подшипники, муфту, вентилятор и другие детали проверяют на:

• диаметр;
• овальность;
• конусность;
• шероховатость;
• износ;
• соответствие допуску.

Слабая посадка подшипника может вызвать:

• проворачивание внутреннего кольца;
• нагрев;
• шум;
• вибрацию;
• повреждение вала.

Проверка биения

Индикатором проверяют:

• радиальное биение посадок;
• биение рабочей части вала;
• биение поверхности под муфту;
• торцевое биение;
• соосность участков.

Чрезмерное биение может быть следствием:

• деформации вала;
• неправильного предыдущего ремонта;
• неравномерного износа;
• механического удара;
• перегрева;
• неправильного хранения.

Проверка вала на трещины

Особое внимание уделяют:

• переходам диаметров;
• галтелям;
• шпоночным пазам;
• резьбовым участкам;
• местам посадки муфты;
• участкам возле пакета ротора;
• местам предыдущего ремонта.

В зависимости от материала и конструкции применяют:

• визуальный контроль;
• капиллярный контроль;
• магнитопорошковую дефектоскопию;
• ультразвуковой контроль.

Что нужно осмотреть

В короткозамкнутом роторе проверяют:

• стержни;
• места их входа в кольца;
• короткозамыкающие кольца;
• признаки перегрева;
• трещины;
• пористость литья;
• следы электрической дуги;
• ослабление стержней;
• механические повреждения;
• осевое смещение;
• состояние вентиляционных каналов.

Почему стержни разрушаются

Основные причины:

• частые пуски;
• затяжной разгон;
• пуски под большой нагрузкой;
• заклинивание механизма;
• работа при пониженном напряжении;
• повторные реверсы;
• ударные нагрузки;
• перегрев;
• дефекты литья;
• термическое расширение;
• усталость металла;
• плохой контакт с кольцом;
• электромагнитные силы;
• неправильный ремонт.

Признаки обрыва стержня

Возможны:

• уменьшение пускового момента;
• увеличение времени разгона;
• пульсации момента;
• повышенное скольжение;
• ритмичный гул;
• вибрация;
• локальный перегрев;
• нестабильный ток;
• потеря мощности;
• невозможность запуска под нагрузкой.

На ранней стадии двигатель может продолжать работать почти нормально при небольшой нагрузке.

Визуально можно увидеть:

• трещину кольца;
• почернение;
• оплавление;
• пористость;
• выход стержня;
• разрушение соединения;
• следы перегрева;
• деформацию.

Однако многие дефекты скрыты внутри пазов или под поверхностью кольца, поэтому отсутствие видимых повреждений не подтверждает исправность клетки.

Во время специального испытания в роторе создается магнитный поток, который индуцирует токи в короткозамкнутой клетке.

Дефектные участки могут проявляться как:

• неравномерный нагрев;
• локальные горячие точки;
• холодные стержни;
• искрение;
• нестабильный ток;
• аномальная магнитная реакция.

Контроль может проводиться:

• тепловизором;
• контактными датчиками температуры;
• специальными индикаторами;
• сравнением соседних участков.

Методика должна ограничивать ток и температуру, чтобы не повредить ротор.

В специальной установке или на стенде создают переменное поле и проверяют реакцию каждого стержня.

В зависимости от оборудования дефект выявляют по:

• изменению индукции;
• разнице сигнала;
• локальному нагреву;
• отсутствию тока в стержне;
• изменению формы измерительной кривой.

Это один из наиболее информативных методов проверки ротора после его снятия.

Непосредственное измерение сопротивления отдельных стержней в литой замкнутой клетке затруднено, поскольку все элементы электрически соединены между собой.

Для специальных составных роторов с доступными соединениями могут применять:

• микроомметр;
• сравнение падения напряжения;
• подачу контрольного тока;
• проверку соединений стержень–кольцо.

Обычное прозванивание мультиметром не позволяет надежно выявить один оборванный стержень в замкнутой клетке.

Необходимо проверить:

• трещины;
• пористость;
• деформацию;
• следы перегрева;
• соединение со стержнями;
• механическую целостность;
• следы предыдущего ремонта;
• балансировочные элементы.

Трещина кольца может создавать симптомы, похожие на обрыв нескольких стержней.

В быстроходных двигателях дефект кольца опасен из-за больших центробежных сил.

Пакет активной стали проверяют на:

• смещение листов;
• ослабление;
• трещины;
• задиры;
• контакт со статором;
• локальный перегрев;
• коррозию;
• деформацию зубцов;
• загрязнение вентиляционных каналов.

Следы трения обычно имеют вид:

• блестящих полос;
• задиров;
• локального потемнения;
• металлической пыли;
• деформированных краев листов.

Причины:

• разрушение подшипника;
• деформация вала;
• износ посадок;
• неправильная сборка;
• смещение подшипниковых щитов;
• деформация корпуса;
• недостаточный воздушный зазор;
• посторонний предмет.

Последствия:

• повреждение ротора;
• замыкание листов стали;
• разрушение обмотки статора;
• перегрев;
• сильный шум;
• вибрация;
• заклинивание.

После контакта нужно проверять не только ротор, но и:

• статор;
• сердечник;
• подшипники;
• вал;
• щиты;
• посадочные места;
• воздушный зазор.

Контролируют:

• внешний диаметр;
• овальность;
• концентричность;
• радиальное биение;
• осевое положение пакета;
• параллельность торцов;
• размеры вентиляционных каналов;
• положение колец;
• посадки деталей.

Нарушение геометрии может вызвать неравномерный воздушный зазор и появление односторонней магнитной силы.

После сборки или во время дефектации измеряют зазор между ротором и статором в нескольких точках по окружности и длине.

Неравномерный зазор может быть вызван:

• деформацией вала;
• износом подшипников;
• смещением щитов;
• неправильной посадкой статора;
• деформацией корпуса;
• эксцентриситетом ротора;
• неправильной сборкой.

Последствия:

• электромагнитный гул;
• вибрация;
• локальный перегрев;
• повышенная нагрузка на подшипники;
• риск контакта.

Почему ротор теряет баланс

Причины:

• потеря балансировочного груза;
• ремонт без повторной балансировки;
• неравномерное загрязнение;
• повреждение вентилятора;
• деформация клетки;
• ремонт вала;
• замена муфты;
• неравномерная пропитка обмотки;
• смещение пакета;
• механическое повреждение.

Признаки дисбаланса

Характерны:

• вибрация преимущественно на частоте вращения;
• рост вибрации со скоростью;
• повышенная нагрузка на подшипники;
• равномерный гул;
• ослабление креплений;
• ускоренный износ.

Статическая и динамическая балансировка

Статическая балансировка может быть недостаточной для длинных роторов.

Для ответственных электрических машин применяют динамическую балансировку в одной или нескольких плоскостях.

Балансировать нужно:

• ротор в технологически определенной комплектации;
• с установленным вентилятором, если это предусмотрено;
• после ремонта вала;
• после ремонта клетки;
• после замены бандажей;
• после механической обработки.

Нельзя компенсировать значительный конструктивный дефект большим количеством балансировочного металла без установления причины дисбаланса.

Осматривают:

• лопасти;
• трещины;
• деформацию;
• крепление;
• посадку;
• направление вращения;
• загрязнение;
• следы контакта с кожухом;
• балансировку.

Поврежденный вентилятор может одновременно вызвать:

• шум;
• вибрацию;
• дисбаланс;
• недостаточное охлаждение;
• перегрев двигателя.

Нужно проверить:

• наличие;
• надежность крепления;
• следы перемещения;
• трещины;
• соответствие ремонтному протоколу;
• отсутствие посторонних или случайно установленных элементов.

Ослабленный груз при высокой скорости представляет серьезную опасность.

Фазный ротор проверяется подобно трехфазной обмотке статора, но с учетом вращающейся конструкции.

Необходимо проверить:

• обмотку;
• активное сопротивление фаз;
• изоляцию на корпус;
• изоляцию между фазами;
• межвитковое состояние;
• контактные кольца;
• выводы;
• внутреннюю нейтральную точку;
• пазовые клинья;
• бандажи;
• лобовые части;
• балансировку.

Сопротивление фаз измеряют:

• через контактные кольца;
• после отсоединения внешнего реостата или пускового оборудования;
• при одинаковой температуре;
• желательно миллиомметром.

Неравенство сопротивлений может указывать на:

• обрыв;
• плохой контакт;
• дефект пайки;
• повреждение параллельной ветви;
• неправильное соединение;
• разное количество витков.

Нужно учитывать сопротивление контактов щеток и колец. Для точного измерения целесообразно подключаться непосредственно к кольцам или выводам.

Мегомметром проверяют:

• обмотку относительно вала и сердечника;
• фазу относительно фазы;
• контактные кольца относительно вала;
• выводные соединения.

Перед испытанием необходимо:

• отсоединить внешние цепи;
• поднять щетки;
• очистить кольца;
• отсоединить чувствительную электронику;
• после измерения разрядить обмотку.

Импульсный тест позволяет выявлять:

• межвитковые дефекты;
• неправильное количество витков;
• асимметрию фаз;
• слабые места изоляции.

При интерпретации учитывают:

• положение ротора;
• схему соединения;
• магнитное влияние сердечника;
• внутреннюю нейтральную точку.

Контролируют:

• диаметр;
• биение;
• овальность;
• шероховатость;
• подгорание;
• трещины;
• загрязнение;
• изоляцию между кольцами;
• изоляцию относительно вала;
• соединение с обмоткой;
• состояние вентиляционных каналов.

Дефект колец может вызывать:

• искрение;
• неравномерный ток ротора;
• нагрев;
• пульсации момента;
• повреждение щеток.

Из-за воздействия центробежных и электродинамических сил обмотка ротора должна быть надежно закреплена.

Проверяют:

• состояние бандажей;
• трещины;
• ослабление;
• смещение катушек;
• следы трения;
• состояние дистанционных элементов;
• изоляцию;
• следы перегрева.

Ослабление бандажа может привести к разрушению обмотки во время вращения.

Диагностика якоря включает проверку:

• обмотки;
• коллектора;
• соединений секций;
• петушков;
• межвитковой изоляции;
• изоляции на корпус;
• бандажей;
• активной стали;
• вала;
• балансировки.

Необходимо найти:

• подгоревшие секции;
• потемнение обмотки;
• выброшенные бандажи;
• ослабленные проводники;
• повреждение изоляции;
• следы контакта с полюсами;
• перегрев коллектора;
• выступающие ламели;
• следы дуги;
• повреждение петушков;
• обрывы соединений.

Обрыв может быть:

• в секции;
• в месте соединения с коллектором;
• в петушке;
• в межсекционном соединении;
• под бандажом.

Методы:

• измерение падения напряжения между соседними ламелями;
• сравнение сопротивлений;
• специальная проверка обмотки;
• осмотр соединений;
• импульсное испытание.

Применяют:

• импульсный тест;
• индукционный прибор;
• сравнение падения напряжения;
• метод переменного магнитного поля;
• тепловой контроль;
• анализ искрения.

При проверке специальным индукционным прибором короткозамкнутая секция создает повышенный локальный ток и характерную реакцию металлической пластины или датчика.

Мегомметром проверяют обмотку и коллектор относительно:

• вала;
• пакета стали;
• металлических конструкций.

Низкое сопротивление может возникнуть из-за:

• загрязнения;
• угольной пыли;
• влаги;
• пробоя пазовой изоляции;
• повреждения манжеты коллектора;
• контакта проводника с сердечником.

Контролируют:

• диаметр;
• радиальное биение;
• овальность;
• шероховатость;
• состояние рабочей пленки;
• подгорание;
• выступающие ламели;
• западающие ламели;
• состояние изоляции между ламелями;
• глубину продорожки;
• пайку или сварку петушков;
• изоляцию относительно вала.

Дефект коллектора может создавать симптомы, похожие на неисправность обмотки якоря.

В синхронной машине проверяют:

• обмотку возбуждения;
• полюсные катушки;
• межполюсные соединения;
• контактные кольца;
• демпферную клетку;
• крепление полюсов;
• сердечник полюсов;
• вентиляторы;
• балансировку;
• бесщеточный возбудитель;
• вращающиеся выпрямители.

Необходимо измерить:

• активное сопротивление;
• сопротивление изоляции;
• целостность цепи;
• стабильность контакта;
• симметрию катушек, если они доступны отдельно;
• индуктивность;
• межвитковое состояние.

Неравенство сопротивлений полюсных катушек может указывать на:

• межвитковое замыкание;
• плохое соединение;
• частичный обрыв;
• неодинаковую температуру;
• неправильный предыдущий ремонт.

Осматривают:

• крепление;
• болты;
• замки;
• шпонки;
• следы перемещения;
• трещины;
• состояние катушек;
• дистанционные элементы;
• изоляцию;
• вентиляционные каналы.

Ослабление полюса на быстроходной машине критически опасно.

Демпферная клетка может иметь:

• оборванные стержни;
• трещины колец или сегментов;
• перегрев;
• ослабленные соединения;
• механические повреждения.

Дефекты могут вызывать:

• колебания момента;
• нестабильность;
• проблемы во время асинхронного пуска;
• локальный нагрев;
• вибрацию.

Дополнительно проверяют:

• обмотку возбудителя;
• вращающиеся диоды;
• соединения;
• варисторы;
• предохранители;
• изоляцию;
• механическое крепление;
• балансировку.

Пробитый или оборванный вращающийся диод может вызвать асимметрию тока возбуждения и перегрев ротора.

Для роторов с постоянными магнитами контролируют:

• целостность магнитов;
• трещины;
• отслоение;
• смещение;
• состояние бандажа;
• коррозию;
• следы перегрева;
• равномерность магнитного поля;
• балансировку.

Постоянные магниты могут частично размагнититься из-за:

• перегрева;
• сверхтока;
• короткого замыкания;
• механического удара;
• неправильной разборки;
• превышения скорости.

Работы с такими роторами требуют особой осторожности из-за сильного магнитного поля.

Шаг 1. Проанализировать работу двигателя

Зафиксировать:

• время пуска;
• пусковой ток;
• нагрузку;
• скорость;
• скольжение;
• шум;
• вибрацию;
• температуру;
• историю аварий.

Шаг 2. Проверить питание и статор

До разборки необходимо исключить:

• перекос фаз;
• низкое напряжение;
• неправильное соединение;
• межвитковый дефект статора;
• плохие контакты.

Шаг 3. Выполнить токовый и вибрационный анализ

Проводить желательно при достаточной и стабильной нагрузке.

Шаг 4. Снять ротор и осмотреть его до очистки

Зафиксировать:

• места перегрева;
• следы трения;
• металлическую пыль;
• трещины;
• состояние вентилятора.

Шаг 5. Проверить вал

Измерить:

• посадки;
• овальность;
• конусность;
• биение;
• состояние шпоночных пазов.

Шаг 6. Проверить клетку

Использовать визуальный, индукционный или специальный электромагнитный метод.

Шаг 7. Проверить пакет стали

Оценить:

• смещение;
• задиры;
• контакт;
• ослабление;
• геометрию.

Шаг 8. Проверить балансировку

Особенно после ремонта клетки, вентилятора или вала.

Шаг 9. Измерить геометрию и воздушный зазор

После сборки проверить равномерность зазора.

Шаг 10. Провести контрольное испытание

Контролировать:

• пуск;
• токи;
• скорость;
• вибрацию;
• шум;
• нагрев;
• работу под нагрузкой.

1. 01Отсоединить внешние роторные цепи.
2. 02Осмотреть контактные кольца.
3. 03Проверить целостность фаз.
4. 04Измерить активные сопротивления.
5. 05Измерить сопротивление изоляции.
6. 06Проверить изоляцию между фазами.
7. 07Измерить индуктивности.
8. 08Провести импульсный тест.
9. 09Осмотреть обмотку после снятия ротора.
10. 10Проверить пазовые клинья.
11. 11Проверить бандажи.
12. 12Проверить выводы к кольцам.
13. 13Проверить биение колец.
14. 14Выполнить балансировку.
15. 15Провести испытание под нагрузкой.

1. 01Провести внешний осмотр.
2. 02Проверить коллектор.
3. 03Проверить сопротивление изоляции на корпус.
4. 04Проверить обрыв секций.
5. 05Сравнить падение напряжения между ламелями.
6. 06Проверить межвитковое состояние.
7. 07Проверить соединения в петушках.
8. 08Осмотреть бандажи.
9. 09Проверить активную сталь.
10. 10Проверить вал и посадки.
11. 11Измерить биение коллектора.
12. 12Выполнить динамическую балансировку.
13. 13Провести испытание в машине.
14. 14Проверить коммутацию под нагрузкой.

Двигатель нельзя продолжать эксплуатировать при:

• сильном металлическом скрежете;
• контакте ротора со статором;
• трещине вала;
• ослабленном полюсе;
• поврежденном бандаже;
• трещине короткозамыкающего кольца;
• сильном локальном перегреве;
• разрушении вентилятора;
• резком увеличении вибрации;
• смещении пакета;
• нестабильном вращении;
• значительном биении;
• ослабленном балансировочном грузе;
• повторном срабатывании защиты во время пуска;
• появлении металлической пыли внутри двигателя.

Повторный запуск может превратить устранимый дефект в полное разрушение ротора, статора и корпуса.

Не делать заключение о роторе только по неравным токам

Сначала необходимо проверить напряжения, статор, контакторы и нагрузку.

Не проверять клетку только мультиметром

Замкнутая конструкция не позволяет надежно выявить один оборванный стержень обычным прозваниванием.

Не запускать двигатель много раз для «проверки»

Поврежденная клетка особенно сильно нагружается во время пуска.

Не балансировать ротор без устранения конструктивного дефекта

Трещина кольца, смещение пакета или деформация вала не должны маскироваться балансировочными грузами.

Не ремонтировать вал без дефектоскопии критических зон

Особенно после трещины, сильного перегрева или аварийной нагрузки.

Не зачищать следы контакта до их фиксации

Расположение следов помогает определить причину эксцентриситета.

Не нагревать ротор без контроля температуры

Чрезмерный нагрев может повредить клетку, изоляцию фазного ротора, бандажи или магниты.

Не выполнять сварку клетки без анализа материала

Неправильная технология может создать новые трещины, внутренние напряжения и дисбаланс.

Не устанавливать ротор после ремонта без балансировки

Механическая обработка, сварка или замена деталей изменяют распределение массы.

Не оценивать контактные кольца только по внешнему виду

Нужно проверить биение, изоляцию и внутренние соединения.

1. 01Обвинять ротор до проверки питания.
2. 02Не анализировать работу двигателя под нагрузкой.
3. 03Проводить токовую диагностику при очень малой нагрузке.
4. 04Не проверять время разгона.
5. 05Не измерять фактическую скорость.
6. 06Игнорировать скольжение.
7. 07Не фиксировать следы до очистки.
8. 08Не проверять вал на трещины.
9. 09Не измерять биение.
10. 10Не контролировать посадки подшипников.
11. 11Ограничиваться визуальным осмотром клетки.
12. 12Не проверять короткозамыкающие кольца.
13. 13Не выполнять динамическую балансировку.
14. 14Не проверять вентилятор.
15. 15Не контролировать воздушный зазор после сборки.
16. 16Не проверять обмотку фазного ротора импульсным методом.
17. 17Не учитывать влияние частотного преобразователя.
18. 18Не проводить контрольное испытание под нагрузкой.

Двигатель запускается без нагрузки, но не запускается с механизмом

Вероятны:

• повреждение клетки ротора;
• пониженное напряжение;
• перегрузка механизма;
• чрезмерное механическое сопротивление;
• неправильная схема статора.

Если питание, статор и механизм исправны, необходимо проверить стержни и кольца ротора.

Двигатель долго разгоняется после ремонта

Нужно проверить:

• правильность обмотки статора;
• соединение фаз;
• роторную клетку;
• механическое трение;
• подшипники;
• воздушный зазор;
• напряжение;
• параметры частотного преобразователя.

Двигатель издает ритмичный гул под нагрузкой

Возможны:

• оборванный стержень;
• трещина кольца;
• эксцентриситет;
• пульсирующая нагрузка;
• дефект редуктора.

Нужно сравнить токовый и вибрационный спектры.

На роторе есть блестящая полоса

Это может быть след контакта со статором.

Необходимо проверить:

• подшипники;
• вал;
• подшипниковые щиты;
• посадки;
• геометрию;
• воздушный зазор;
• деформацию корпуса.

Простая шлифовка следа не устраняет причину.

Один подшипник постоянно выходит из строя

Возможны:

• деформация вала;
• износ посадки;
• дисбаланс;
• неправильное центрирование;
• осевая нагрузка;
• токи через подшипник;
• механический дефект ротора.

После ремонта клетки выросла вибрация

Причины:

• ротор не был сбалансирован;
• сварка деформировала кольцо;
• изменилось распределение массы;
• остались трещины;
• пакет сместился;
• вал деформировался во время нагрева.

Фазный ротор имеет неравные токи

Проверяют:

• сопротивления фаз;
• контактные кольца;
• щетки;
• пусковой реостат;
• соединительные кабели;
• внутреннюю нейтральную точку;
• межвитковое состояние обмотки.

Якорь искрит только под нагрузкой

Возможны:

• межвитковый дефект;
• обрыв секции;
• плохое соединение с коллектором;
• неправильная нейтраль;
• неисправность дополнительных полюсов;
• биение коллектора;
• перегрузка.

В зависимости от конструкции и дефекта ремонт может включать:

• восстановление соединения стержня с кольцом;
• замену отдельного стержня;
• ремонт короткозамыкающего кольца;
• полную замену клетки;
• переплавку или замену литого ротора;
• восстановление пакета стали;
• ремонт или замену вала;
• восстановление посадок;
• замену вентилятора;
• динамическую балансировку.

Ремонт должен учитывать:

• материал клетки;
• технологию соединения;
• тепловое расширение;
• механические напряжения;
• скорость вращения;
• центробежные силы;
• необходимость повторной термической и механической обработки.

Возможные работы:

• локальный ремонт обмотки;
• полная перемотка;
• замена пазовой изоляции;
• ремонт выводов;
• восстановление нейтральной точки;
• ремонт контактных колец;
• замена изоляции колец;
• восстановление бандажей;
• пропитка;
• сушка;
• балансировка.

Может включать:

• ремонт секций;
• перемотку;
• ремонт коллектора;
• проточку;
• продорожку;
• пайку или сварку соединений;
• замену бандажей;
• восстановление вала;
• балансировку;
• пропитку;
• испытание.

После ремонта нужно провести:

• визуальный контроль;
• измерение геометрии;
• контроль биения;
• проверку посадок;
• дефектоскопию критических участков;
• электрические испытания обмотки;
• проверку клетки;
• проверку изоляции;
• импульсный тест;
• контроль контактных колец или коллектора;
• динамическую балансировку;
• проверку воздушного зазора;
• ручное проворачивание;
• испытание на холостом ходу;
• контроль токов;
• контроль скорости;
• контроль вибрации;
• контроль шума;
• тепловое испытание;
• испытание под нагрузкой.

В протокол целесообразно включить:

• тип машины;
• заводской номер;
• паспортные данные;
• тип ротора;
• причину проверки;
• историю неисправности;
• фотографии до очистки;
• состояние клетки или обмотки;
• состояние короткозамыкающих колец;
• состояние пакета стали;
• состояние вала;
• размеры посадок;
• радиальное и торцевое биение;
• результаты дефектоскопии;
• результаты электрических измерений;
• результаты импульсного теста;
• результаты проверки клетки;
• данные балансировки;
• результаты холостого хода;
• фазные токи;
• скорость;
• вибрацию;
• температуру;
• перечень выполненных работ;
• итоговое заключение.

Для ответственных электродвигателей желательно сохранять:

• время пуска;
• пусковой ток;
• рабочие токи;
• скорость;
• скольжение;
• температуру;
• вибрационный спектр;
• токовый спектр;
• количество пусков;
• количество затяжных пусков;
• случаи заклинивания;
• аварийные остановки;
• данные балансировки;
• результаты дефектоскопии;
• размеры посадок;
• историю ремонта клетки;
• историю ремонта вала.

Особенно полезно отслеживать тренды:

• увеличение времени разгона;
• рост скольжения;
• появление боковых частот в токе;
• изменение вибрации под нагрузкой;
• увеличение температуры.

• Как проверить статор?
• Как проверить электродвигатель?Скоро
• Как проверить короткозамкнутый ротор?Скоро
• Как найти оборванный стержень ротора?Скоро
• Как проверить фазный ротор?Скоро
• Как проверить якорь электродвигателя?Скоро
• Как проверить вал электродвигателя?
• Как проверить воздушный зазор?Скоро
• Как выполнить балансировку ротора?
• Почему греется ротор?
• Почему электродвигатель теряет мощность?
• Почему двигатель долго разгоняется?
• Почему двигатель не запускается под нагрузкой?
• Почему двигатель сильно вибрирует?
• Почему двигатель шумит?
• Почему искрят щетки?
• Как проверить контактные кольца?Скоро
• Как проверить коллектор?Скоро
• Как анализировать ток электродвигателя?Скоро
• Как измерить скольжение асинхронного двигателя?

ООО ВКФ «Электропромремонт» выполняет комплексную диагностику, дефектацию, ремонт и испытания роторов промышленных электрических машин.

В перечень работ входят:

• диагностика короткозамкнутой клетки;
• выявление оборванных стержней;
• проверка короткозамыкающих колец;
• дефектация фазных роторов;
• проверка обмоток ротора;
• импульсные испытания;
• измерение сопротивления изоляции;
• измерение активных сопротивлений;
• проверка якорей;
• диагностика коллекторов;
• проверка обмоток возбуждения;
• проверка демпферных клеток;
• дефектоскопия валов;
• измерение посадочных поверхностей;
• контроль радиального и торцевого биения;
• ремонт и изготовление валов;
• восстановление посадок;
• ремонт короткозамкнутых клеток;
• ремонт контактных колец;
• ремонт коллекторов;
• ремонт и перемотка фазных роторов;
• ремонт якорей;
• восстановление бандажей;
• ремонт вентиляторов;
• динамическую балансировку;
• проверку воздушного зазора;
• испытание на холостом ходу;
• испытание под нагрузкой;
• вибрационный и тепловой контроль после ремонта;
• оформление протоколов и технических заключений.

Проверка ротора — это комплекс механических, электрических и магнитных операций.

Для короткозамкнутого ротора нужно оценить:

• стержни;
• короткозамыкающие кольца;
• пакет стали;
• вал;
• посадки;
• геометрию;
• вентилятор;
• балансировку.

Для фазного ротора дополнительно проверяют:

• обмотку;
• изоляцию;
• межвитковое состояние;
• контактные кольца;
• бандажи.

Для якоря машины постоянного тока основными объектами контроля являются:

• обмотка;
• коллектор;
• соединения секций;
• бандажи;
• межвитковая изоляция.

Основной принцип диагностики состоит в том, что ротор нельзя признавать исправным только по одному результату.

В частности:

• нормальные фазные токи не всегда исключают начальный дефект клетки;
• отсутствие видимой трещины не означает целостность стержня;
• нормальное прозванивание не подтверждает исправность замкнутой клетки;
• балансировка не устраняет деформацию вала или трещину кольца;
• ремонт ротора без проверки статора и воздушного зазора может не устранить причину аварии.

Надежное заключение формируется после анализа работы двигателя, инструментальной проверки, осмотра снятого ротора и контрольного испытания после сборки.