Статор — одна из основных частей электродвигателя. Именно в нём создаётся магнитное поле, которое взаимодействует с ротором и обеспечивает вращение вала.
Во время нормальной работы обмотка и магнитопровод статора нагреваются. Это естественный процесс, поскольку часть электрической энергии неизбежно превращается в тепло.
Проблема возникает тогда, когда температура статора:
превышает допустимый уровень;
продолжает расти после выхода двигателя на рабочий режим;
существенно отличается между отдельными фазами или зонами;
сопровождается запахом перегретой изоляции;
приводит к срабатыванию тепловой защиты;
сочетается с повышенным током, шумом или потерей мощности.
Перегрев статора не всегда означает, что обмотка уже повреждена и двигатель необходимо перематывать. Причиной могут быть перегрузка, нарушение питания, недостаточное охлаждение, неправильная схема подключения или неисправность приводного механизма.
Поэтому перед принятием решения о ремонте необходимо установить, что именно нагревается: вся обмотка, одна фаза, отдельная секция, лобовая часть или магнитопровод статора.
01
Краткий ответ
Статор электродвигателя чаще всего греется из-за:
перегрузки двигателя;
повышенного тока в обмотках;
перекоса фаз;
потери одной фазы;
пониженного или повышенного напряжения;
неправильного соединения обмотки;
частых или затяжных пусков;
межвиткового замыкания;
замыкания между фазами;
повреждения изоляции на корпус;
ослабления контактов и соединений;
загрязнения или увлажнения обмотки;
забитых вентиляционных каналов;
неисправности вентилятора;
высокой температуры окружающей среды;
дефектов магнитопровода;
неравномерного воздушного зазора;
неправильных настроек частотного преобразователя;
превышения допустимого режима работы.
Если статор нагревается локально, это особенно опасно. Такой перегрев может свидетельствовать о межвитковом дефекте, повреждении соединения, замыкании листов магнитопровода или нарушении циркуляции охлаждающего воздуха.
02
Что такое статор электродвигателя?
Статор — неподвижная часть электрической машины, которая обычно состоит из:
корпуса;
шихтованного магнитопровода;
пазов;
обмотки;
пазовой и межфазной изоляции;
клиньев;
лобовых частей обмотки;
соединительных и выводных проводов;
системы крепления обмотки;
температурных датчиков, если они предусмотрены конструкцией;
вентиляционных каналов.
В трёхфазном асинхронном двигателе обмотка статора создаёт вращающееся магнитное поле. Именно это поле наводит токи в роторе и формирует вращающий момент.
Техническое состояние статора непосредственно влияет на:
мощность двигателя;
пусковой момент;
КПД;
уровень шума;
температуру;
симметрию токов;
надёжность изоляции;
ресурс всей электрической машины.
03
Почему статор нагревается во время нормальной работы?
Основным источником тепла в обмотке являются электрические потери. Когда через проводник проходит ток, часть энергии превращается в тепло.
Чем больше ток, тем интенсивнее нагревается обмотка. Именно поэтому даже относительно небольшое превышение тока, если оно продолжается долго, может существенно ухудшить тепловой режим.
Кроме потерь в обмотке, тепло в статоре возникает из-за:
потерь на гистерезис в магнитопроводе;
вихревых токов;
дополнительных потерь от гармоник;
неравномерности магнитного поля;
локальных замыканий между листами стали;
нагрева контактных соединений;
передачи тепла от ротора и внутреннего воздуха.
В исправном двигателе это тепло отводится через корпус, рёбра охлаждения, внутренние вентиляционные каналы и поток воздуха.
04
Что именно может греться в статоре?
Понятие «греется статор» может означать разные неисправности.
Равномерно греется вся обмотка
Вероятные причины:
перегрузка;
недостаточное охлаждение;
высокая температура окружающей среды;
неправильный режим работы;
пониженное напряжение под нагрузкой;
работа на малой скорости без достаточной вентиляции.
Сильнее греется одна фаза
Возможные причины:
перекос напряжений;
плохой контакт;
частичный обрыв соединения;
неравномерное сопротивление фаз;
межвитковый дефект;
неправильное соединение обмотки;
несимметрия внешнего питания.
Локально греется отдельная секция или катушка
Это может свидетельствовать о:
межвитковом замыкании;
повреждении изоляции;
дефекте пайки;
ослаблении контактного соединения;
механическом повреждении проводника;
локальном загрязнении;
недостаточной пропитке;
ослаблении крепления обмотки.
Греются лобовые части обмотки
Вероятные причины:
недостаточное охлаждение;
ослабление или вибрация секций;
дефекты межфазной изоляции;
плохое контактное соединение;
чрезмерный ток;
несоответствующая форма или расположение лобовых частей после ремонта.
Греется магнитопровод статора
Возможные причины:
замыкание между листами стали;
механическое повреждение сердечника;
задир от контакта с ротором;
неправильное удаление старой обмотки;
повреждение пазов;
повышенное напряжение;
насыщение магнитопровода;
несоответствующие параметры новой обмотки;
неравномерный воздушный зазор.
05
Основные признаки перегрева статора
О возможном перегреве обмотки или сердечника могут свидетельствовать:
центральная часть корпуса значительно горячее подшипниковых щитов;
температура быстро повышается после запуска;
двигатель греется даже без значительной нагрузки;
один участок корпуса горячее других;
токи фаз заметно отличаются;
срабатывает тепловая защита;
появляется запах перегретого лака;
изоляция меняет цвет;
слышен усиленный электромагнитный гул;
двигатель теряет мощность;
снижается скорость;
увеличивается потребляемый ток;
появляется дым;
в клеммной коробке видно потемнение или оплавление;
результаты измерений фаз отличаются;
после охлаждения двигатель некоторое время работает нормально, а затем снова перегревается.
Отдельно следует обращать внимание на повторяемость неисправности. Если после очистки, подтяжки контактов или замены подшипников статор продолжает перегреваться, необходима углублённая электрическая диагностика.
06
Основные причины перегрева статора
Причина
Характер нагрева
Дополнительные признаки
Перегрузка
Преимущественно равномерный
Повышенный ток, падение скорости
Недостаточное охлаждение
Равномерный или зональный
Загрязнение, слабый поток воздуха
Перекос фаз
Неравномерный
Разные токи по фазам
Потеря фазы
Быстрый и опасный
Резкий рост тока
Пониженное напряжение
Общий перегрев
Затяжной пуск, повышенное скольжение
Повышенное напряжение
Нагрев магнитопровода
Повышенный ток холостого хода
Межвитковое замыкание
Локальный
Запах изоляции, несимметрия токов
Плохой контакт
Локальный
Потемнение, оплавление, нагрев клемм
Дефект магнитопровода
Локальный
Горячее пятно на сердечнике
Частые пуски
Общий
Накопление тепла
Затяжной пуск
Значительный нагрев
Двигатель долго набирает обороты
Неправильная схема соединения
Быстрый перегрев
Высокий ток или низкий момент
Работа от преобразователя
Равномерный или локальный
Низкие обороты, гармоники
Увлажнение и загрязнение
Локальный или неравномерный
Ухудшение состояния изоляции
07
Детальное рассмотрение причин
01
Перегрузка двигателя
Перегрузка является одной из самых частых причин равномерного перегрева обмотки статора.
Когда механизм требует больший момент, двигатель потребляет больший ток. Повышенный ток увеличивает тепловые потери в проводниках обмотки.
Причиной перегрузки могут быть:
заклинивание насоса или компрессора;
засорение рабочего органа;
превышение производительности;
чрезмерное давление;
механическое повреждение редуктора;
чрезмерное натяжение ремней;
неправильное центрирование;
загустевание технологической среды;
неправильный подбор мощности двигателя.
Характерный признак: без механической нагрузки температура и ток могут быть близкими к нормальным, а после подключения механизма быстро возрастают.
02
Недостаточное охлаждение
Даже исправная обмотка будет перегреваться, если тепло не отводится от статора.
Нарушение охлаждения может быть вызвано:
загрязнением рёбер корпуса;
забитыми вентиляционными каналами;
повреждением вентилятора;
неправильным направлением вращения;
неисправностью принудительной вентиляции;
засорением фильтров;
неисправностью теплообменника;
установкой двигателя в закрытом пространстве;
высокой температурой охлаждающего воздуха;
нанесением слишком толстого слоя краски на корпус;
загрязнением внутренних каналов масляной пылью.
Если охлаждение ухудшается постепенно, температура двигателя тоже может расти медленно — в течение недель или месяцев.
03
Перекос напряжений и токов по фазам
В трёхфазном двигателе обмотка рассчитана на симметричное питание.
При разнице между фазными или междуфазными напряжениями токи в обмотках распределяются неравномерно. Отдельная фаза может нагреваться значительно сильнее.
Перекос возникает из-за:
неравномерной нагрузки сети;
плохого контакта;
повреждения кабеля;
неисправности контактора;
разного сопротивления соединений;
проблем трансформатора;
ослабленных перемычек;
дефекта обмотки.
Во время проверки необходимо измерить все три междуфазных напряжения и токи каждой фазы. Среднее значение может выглядеть нормальным и скрывать опасную несимметрию.
04
Потеря одной фазы
Потеря фазы является аварийным режимом.
Если двигатель стоит, он может не запуститься. Если уже вращается, иногда продолжает работать на двух фазах, но токи резко возрастают.
Причины:
перегоревший предохранитель;
неисправный контактор;
обрыв кабеля;
ослабленная клемма;
подгоревший контакт;
повреждённая перемычка;
обрыв соединения внутри обмотки.
При появлении признаков потери фазы двигатель нужно немедленно остановить. Продолжение работы может быстро повредить обмотку статора.
05
Пониженное напряжение
При снижении напряжения двигатель развивает меньший момент. Чтобы приводить механизм в движение, он может потреблять повышенный ток.
В результате:
обмотка статора нагревается;
увеличивается продолжительность пуска;
возрастает скольжение;
перегревается ротор;
двигатель может не достигать номинальной скорости.
Особенно опасна просадка напряжения во время пуска, которую невозможно увидеть измерением только до включения двигателя.
06
Повышенное напряжение
Повышенное напряжение может увеличить магнитный поток в сердечнике статора.
Это приводит к:
росту потерь в стали;
повышению тока холостого хода;
насыщению магнитопровода;
усилению электромагнитного шума;
нагреву сердечника и обмотки.
Такой двигатель может перегреваться даже при небольшой механической нагрузке.
07
Частые пуски
Пусковой ток в несколько раз превышает рабочий. Во время частых запусков обмотка не успевает остыть.
Особенно опасны:
многократные попытки запуска заклиненного механизма;
частые реверсы;
короткие интервалы между пусками;
запуск уже прогретого двигателя;
работа в режиме, не соответствующем паспортному;
повторное включение сразу после срабатывания защиты.
Даже если каждый отдельный пуск относительно короткий, суммарная тепловая нагрузка может превысить допустимую.
08
Затяжной пуск
Во время затяжного пуска двигатель длительное время потребляет повышенный ток.
Затяжной пуск нагревает не только статор, но и ротор, поэтому повторные попытки запуска особенно опасны.
09
Межвитковое замыкание
Межвитковое замыкание — одна из самых опасных причин локального перегрева статора.
При повреждении изоляции между соседними витками часть обмотки фактически замыкается. Внутри замкнутого контура возникает значительный локальный ток.
Последствия:
быстрый местный нагрев;
разрушение изоляции соседних витков;
распространение дефекта на всю катушку;
замыкание между фазами;
пробой на корпус;
аварийное отключение;
выгорание обмотки.
На начальной стадии общее сопротивление изоляции может оставаться приемлемым. Поэтому нормальное показание мегомметра не исключает межвиткового дефекта.
Возможные признаки:
одна фаза потребляет другой ток;
локально нагревается корпус;
ощущается запах лака;
двигатель гудит;
ухудшается момент;
неисправность усиливается после прогрева.
10
Замыкание между фазами или на корпус
При повреждении межфазной изоляции или изоляции относительно корпуса возникает серьёзная аварийная неисправность.
Причины:
старение изоляции;
влага;
загрязнение;
механическое перемещение обмотки;
ослабление креплений;
перенапряжение;
предыдущий перегрев;
частичные разряды;
посторонний металлический предмет;
повреждение во время ремонта.
Такие дефекты могут привести к быстрому разрушению обмотки и должны выявляться специализированными электрическими испытаниями.
11
Плохие контакты и дефекты соединений
Повышенное переходное сопротивление в месте соединения создаёт локальное тепловыделение.
Проблемными могут быть:
клеммы;
кабельные наконечники;
перемычки;
выводные концы;
пайки;
сварные соединения;
межкатушечные соединения;
места перехода между проводниками.
Признаки:
локальная горячая зона;
потемнение;
оплавление;
запах;
неравномерный ток;
нестабильная работа;
периодическое исчезновение контакта.
Подтяжка внешних клемм не устраняет внутренний дефект пайки или соединения обмотки.
12
Неправильная схема соединения обмотки
Обмотка двигателя может быть рассчитана на разное соединение в зависимости от напряжения сети.
Ошибочное соединение «звезда» или «треугольник» может вызвать:
чрезмерный ток;
недостаточный момент;
затяжной пуск;
перегрев;
срабатывание защиты;
повреждение обмотки.
Перед запуском после ремонта или переподключения нужно обязательно сверить схему с шильдиком и технической документацией.
13
Неправильные параметры обмотки после ремонта
После перемотки статор может перегреваться, если изменены или неправильно воспроизведены:
количество витков;
сечение провода;
схема соединения;
шаг обмотки;
число параллельных ветвей;
геометрия катушек;
заполнение пазов;
параметры изоляции;
расположение лобовых частей;
направление намотки;
фазировка.
Даже если двигатель запускается, отклонения параметров могут привести к повышенному току холостого хода, неравномерному нагреву, шуму и снижению КПД.
14
Загрязнение и увлажнение обмотки
Промышленная пыль, масло, влага, соль, химические вещества и другие загрязнения ухудшают состояние изоляции и теплоотвод.
Возможные последствия:
снижение сопротивления изоляции;
поверхностные токи утечки;
локальные разряды;
коррозия;
перегрев;
ускоренное старение лака;
замыкание на корпус.
Особенно опасно сочетание проводящей пыли и влаги.
Простое просушивание не всегда достаточно. Может понадобиться очистка, промывка, сушка, повторная пропитка и контрольные испытания.
15
Старение изоляции
Изоляция постепенно теряет свойства под воздействием:
температуры;
вибрации;
электрического поля;
влаги;
пыли;
химической среды;
термических циклов;
частых пусков;
перенапряжений.
Перегрев ускоряет старение изоляции, а старение, в свою очередь, повышает риск новых перегревов и пробоев.
После значительного аварийного нагрева внешне обмотка может выглядеть относительно исправной, но её электрическая и механическая прочность уже будет снижена.
16
Ослабление обмотки в пазах
Обмотка должна быть надёжно закреплена.
При ослаблении клиньев, бандажей или креплений возникают:
вибрация проводников;
трение изоляции;
механическое повреждение;
ослабление соединений;
локальный нагрев;
характерный шум.
Особенно значительные электродинамические силы действуют во время пусков и коротких замыканий.
17
Дефекты магнитопровода статора
Магнитопровод состоит из отдельных изолированных листов электротехнической стали. Такая конструкция уменьшает вихревые токи.
Если изоляция между листами повреждена, образуются локальные проводящие контуры. В них возникают вихревые токи, которые вызывают местный перегрев.
Причины дефектов:
контакт ротора со статором;
механическое повреждение;
неправильное удаление старой обмотки;
работа зубилом или шлифовальным инструментом;
перегрев во время выжигания обмотки;
повреждение пазов;
посторонний предмет;
ослабление пакета стали.
Локальный дефект сердечника может вызвать повторное повреждение даже новой обмотки.
Поэтому перед перемоткой важно проверить не только старую обмотку, но и магнитопровод статора.
18
Неравномерный воздушный зазор
При смещении ротора относительно статора магнитное поле становится несимметричным.
Причинами могут быть:
износ подшипников;
перекос щитов;
прогиб вала;
деформация корпуса;
неправильная сборка;
износ посадочных мест;
ослабление крепления сердечника.
Последствия:
дополнительные магнитные силы;
повышенная вибрация;
шум;
локальный нагрев статора;
риск задевания ротора;
повреждение магнитопровода.
19
Работа от частотного преобразователя
При питании от частотного преобразователя форма напряжения отличается от обычной синусоиды.
Это может привести к:
дополнительным потерям в обмотке;
нагреву магнитопровода;
повышенной электрической нагрузке на изоляцию;
локальным перенапряжениям;
перегреву при работе на низкой скорости;
недостаточному самовентилированию.
Важны:
правильность ввода параметров двигателя;
режим управления;
частота коммутации;
длина кабеля;
наличие выходных фильтров;
минимальная рабочая скорость;
потребность в принудительной вентиляции;
пригодность изоляции двигателя к такому питанию.
20
Высокая температура окружающей среды
Температура обмотки зависит не только от внутренних потерь, но и от температуры воздуха, которым охлаждается двигатель.
Если двигатель работает возле печи, в закрытом кожухе или в помещении без вентиляции, разница между температурой статора и среды уменьшается. Тепло отводится хуже.
В такой ситуации двигатель может перегреваться даже при токе, близком к номинальному.
21
Несоответствующий режим работы
Двигатель может быть технически исправным, но использоваться в режиме, для которого он не рассчитан.
Примеры:
длительная работа двигателя кратковременного режима;
чрезмерное количество пусков;
частые реверсы;
долгое электрическое торможение;
работа на малой скорости;
циклы с недостаточной паузой;
длительная работа с перегрузкой.
В таких случаях необходимо анализировать не только состояние статора, но и соответствие двигателя технологическому процессу.
08
Как отличить перегрев статора от других неисправностей?
Признак
Вероятнее статор
Вероятнее другой узел
Горячая центральная часть корпуса
Да
—
Горячий только подшипниковый щит
—
Подшипник
Разные токи по фазам
Да
Также питание или ротор
Запах лака или изоляции
Да
—
Металлический скрежет
—
Подшипники или задевание
Медленный разгон
Возможно
Ротор или механизм
Локальное горячее пятно
Обмотка или сердечник
Возможен внешний источник
Повышенный ток без нагрузки
Обмотка или магнитопровод
Подшипники, задевание
Повышенный ток только под нагрузкой
Возможно
Перегрузка или ротор
Сильная вибрация
Возможно при дефекте
Чаще механическая причина
Окончательно определить источник перегрева по одному признаку невозможно. Нужна совокупность измерений.
09
Как правильно диагностировать перегрев статора?
Шаг 1. Определить характер нагрева
Нужно установить:
нагрев равномерный или локальный;
двигатель греется без нагрузки или только под нагрузкой;
проблема возникает сразу или после длительной работы;
нагревается ли одна сторона корпуса;
отличается ли температура фаз по данным встроенных датчиков;
появился ли перегрев после ремонта.
Шаг 2. Проверить фактическую нагрузку
Необходимо измерить:
ток каждой фазы;
мощность;
скорость вращения;
нагрузку на вал;
параметры приводного механизма.
Если токи симметричны, но превышают номинальные, первым подозрением является перегрузка или неправильный режим работы.
Шаг 3. Проверить напряжение
Измеряют все междуфазные напряжения:
до запуска;
во время пуска;
в установившемся режиме;
при максимальной нагрузке.
Также проверяют контакторы, предохранители, кабели, клеммы и перемычки.
Шаг 4. Проверить систему охлаждения
Осматривают:
рёбра корпуса;
вентилятор;
кожух;
решётки;
вентиляционные каналы;
фильтры;
теплообменники;
систему принудительной вентиляции;
направление и фактический поток воздуха.
Шаг 5. Провести тепловой контроль
Температуру измеряют в нескольких точках:
центральная часть корпуса;
отдельные зоны по окружности статора;
приводной и неприводной щиты;
клеммная коробка;
выводные кабели;
воздух на входе и выходе.
Тепловизионный контроль желательно проводить под стабильной нагрузкой и сравнивать с предыдущими результатами.
Шаг 6. Измерить сопротивление изоляции
Измерение сопротивления изоляции помогает выявить:
увлажнение;
загрязнение;
общее ухудшение изоляции;
замыкание на корпус.
Однако этот метод не всегда выявляет межвитковое замыкание. Поэтому нормальное сопротивление изоляции не является окончательным подтверждением исправности обмотки.
Шаг 7. Измерить активное сопротивление фаз
Сравнение активного сопротивления позволяет выявить:
обрыв;
плохой контакт;
дефект пайки;
неравномерность параллельных ветвей;
ошибки соединения;
часть дефектов обмотки.
Измерения нужно выполнять с учётом температуры обмотки и точности прибора.
Шаг 8. Проверить межвитковую изоляцию
Для выявления межвитковых дефектов могут применяться специализированные методы, в частности сравнение импульсных характеристик обмоток.
Конкретный метод и испытательное напряжение определяются:
типом двигателя;
номинальным напряжением;
конструкцией обмотки;
технической документацией;
состоянием изоляции;
стандартами предприятия.
Шаг 9. Проверить магнитопровод
После удаления обмотки или при подозрении на локальный дефект проверяют:
следы задевания;
потемнение;
оплавление;
повреждение зубцов;
замыкание между листами;
ослабление пакета;
локальные зоны нагрева;
состояние пазов.
Проверка магнитопровода особенно важна после аварийного выгорания обмотки или контакта ротора со статором.
Шаг 10. Проверить схему и параметры обмотки
После ремонта необходимо подтвердить:
количество витков;
сечение провода;
схему соединения;
фазировку;
количество параллельных ветвей;
сопротивление фаз;
правильность выводов;
соответствие паспортному напряжению;
ток холостого хода.
Шаг 11. Выполнить контрольный запуск
После устранения дефектов контролируют:
токи по фазам;
напряжение;
температуру;
вибрацию;
шум;
время разгона;
направление вращения;
работу вентилятора;
стабилизацию теплового режима.
Решение об исправности не следует принимать сразу после короткого запуска без нагрузки.
10
Что делать, если греется статор?
Способ устранения зависит от причины.
Возможные меры:
уменьшить фактическую нагрузку;
устранить неисправность приводного механизма;
восстановить нормальное напряжение;
устранить перекос фаз;
восстановить контакты;
заменить неисправную пусковую аппаратуру;
исправить схему соединения;
очистить корпус и вентиляционные каналы;
отремонтировать или заменить вентилятор;
установить принудительную вентиляцию;
очистить и просушить обмотку;
выполнить повторную пропитку;
отремонтировать соединения;
заменить повреждённую секцию, если конструкция позволяет;
После ремонта нужно устранить не только следствие, но и первопричину. Иначе новая или отремонтированная обмотка может повторно перегреться.
11
Когда двигатель необходимо немедленно остановить?
Электродвигатель следует немедленно вывести из работы, если:
температура статора быстро растёт;
появился запах горелой изоляции;
виден дым;
ток одной фазы значительно отличается;
есть признаки потери фазы;
сработала тепловая или дифференциальная защита;
двигатель не может завершить пуск;
усилился электромагнитный гул;
появилось сильное искрение;
в клеммной коробке видно оплавление;
двигатель теряет обороты;
после охлаждения неисправность повторяется.
Повторный запуск без установления причины может увеличить зону повреждения и превратить локальный дефект в полное выгорание обмотки.
12
Чего не следует делать?
Не рекомендуется:
сразу делать вывод о необходимости перемотки;
продолжать работу после запаха изоляции;
многократно запускать двигатель после срабатывания защиты;
увеличивать номинал автомата;
завышать уставки тепловой защиты;
оценивать состояние обмотки только мегомметром;
проверять ток только одной фазы;
игнорировать напряжение во время пуска;
заменять обмотку без проверки магнитопровода;
использовать данные только внешнего тепловизионного осмотра;
не проверять приводной механизм;
запускать двигатель после ремонта без контрольных испытаний;
повторно перематывать двигатель, не установив причину предыдущего перегрева.
13
Практический опыт ООО ПКФ «ЭЛЕКТРОПРОМРЕМОНТ»
Практика ремонта промышленных электродвигателей показывает, что фраза «перегрев статора» часто используется слишком широко.
После разборки и комплексной дефектации может выясниться, что:
обмотка была исправной, а двигатель работал с перегрузкой;
причиной был перекос фаз из-за подгоревшего контакта;
корпус перегревался из-за полностью забитых вентиляционных каналов;
локальная горячая зона возникла из-за повреждения магнитопровода;
новая обмотка перегревалась из-за неправильных параметров после предыдущего ремонта;
дефект статора был следствием задевания ротора из-за изношенных подшипниковых узлов;
межвитковое замыкание не определялось обычным измерением сопротивления изоляции;
перегрев возникал только после длительной работы, когда дефектное соединение расширялось от температуры.
Во время диагностики наши специалисты чаще всего сталкиваются с такими причинами:
перегрузкой;
нарушением вентиляции;
несимметрией токов;
ослабленными клеммными соединениями;
увлажнением и загрязнением;
старением изоляции;
межвитковыми дефектами;
повреждениями лобовых частей;
ослаблением крепления обмотки;
дефектами сердечника;
ошибками предыдущей перемотки;
несоответствующим режимом работы от частотного преобразователя.
Одна из важнейших практических рекомендаций — не рассматривать статор отдельно от всей электрической машины.
Повреждение статора может быть вторичным следствием:
дефекта ротора;
износа подшипников;
перекоса вала;
неравномерного воздушного зазора;
неправильного питания;
перегрузки механизма;
неисправности системы охлаждения.
Поэтому профессиональная диагностика должна охватывать не только обмотку, но и ротор, подшипниковые узлы, магнитопровод, питание, охлаждение и приводной механизм.
14
Типичные ошибки во время диагностики статора
ОШИБКА №1
Считать, что любой перегрев означает межвитковое замыкание
Перегрев может быть вызван перегрузкой, питанием, охлаждением или механической неисправностью.
ОШИБКА №2
Делать вывод только по сопротивлению изоляции
Нормальное сопротивление изоляции не исключает межвитковый дефект, плохое контактное соединение или локальное повреждение сердечника.
ОШИБКА №3
Не сравнивать токи всех фаз
Разница между фазами часто является первым признаком дефекта питания или обмотки.
ОШИБКА №4
Не контролировать напряжение под нагрузкой
Напряжение до запуска может быть нормальным, но существенно снижаться во время пуска или работы.
ОШИБКА №5
Сразу направлять двигатель на перемотку
Если первопричина находится в механизме, сети или охлаждении, новая обмотка тоже перегреется.
ОШИБКА №6
Не проверять магнитопровод
Повреждённый сердечник может локально нагревать и разрушать новую обмотку.
ОШИБКА №7
Оценивать температуру только рукой
Ощущения человека не позволяют точно определить температуру или локализацию внутреннего перегрева.
ОШИБКА №8
Не учитывать температуру окружающей среды
Один и тот же ток может быть допустимым в прохладном цеху и опасным возле горячего оборудования.
ОШИБКА №9
Не проверять параметры после перемотки
Нужно контролировать сопротивления фаз, ток холостого хода, схему, вибрацию, шум и тепловой режим.
ОШИБКА №10
Игнорировать повторяемость неисправности
Если статор уже перематывали, но он снова перегрелся, нужно искать системную внешнюю или конструктивную причину.
15
Распространенные вопросы
Почему статор греется без нагрузки?
Возможные причины:
повышенное напряжение;
неправильное соединение обмотки;
дефект магнитопровода;
межвитковое замыкание;
ошибка параметров после перемотки;
недостаточное охлаждение;
механическое задевание.
Почему статор греется только под нагрузкой?
Чаще всего это связано с перегрузкой, пониженным напряжением, повышенным механическим сопротивлением или начальным дефектом обмотки, который проявляется после прогрева.
Почему одна фаза греется сильнее?
Причиной могут быть перекос напряжений, плохой контакт, неравномерное сопротивление фаз, дефект соединения или межвитковое замыкание.
Почему статор греется после перемотки?
Следует проверить:
количество витков;
сечение провода;
схему соединения;
сопротивление фаз;
фазировку;
ток холостого хода;
состояние магнитопровода;
систему охлаждения;
воздушный зазор;
фактическую нагрузку.
Может ли статор греться из-за низкого напряжения?
Да. При пониженном напряжении двигатель может потреблять повышенный ток и работать с большим скольжением.
Может ли повышенное напряжение нагревать статор?
Да. Оно может увеличивать магнитный поток, потери в стали и ток холостого хода.
Всегда ли локальный нагрев означает межвитковое замыкание?
Нет. Локальный перегрев также может быть вызван плохим контактом, повреждением магнитопровода или нарушением охлаждения.
Можно ли выявить межвитковое замыкание мегомметром?
Не всегда. Мегомметр преимущественно оценивает изоляцию относительно корпуса и между электрически разделёнными частями. Для межвитковых дефектов могут понадобиться другие методы.
Нужно ли перематывать статор после любого перегрева?
Нет. Решение зависит от температуры, продолжительности перегрева, состояния изоляции, результатов испытаний и наличия фактических повреждений.
Может ли повреждённый ротор вызывать перегрев статора?
Да. Дефект ротора может увеличить скольжение, ухудшить разгон и повысить ток статора.
Может ли перегрев статора быть связан с подшипниками?
Да. Повреждённый подшипник увеличивает механическое сопротивление, может нарушать воздушный зазор и вызывать перегрузку двигателя.
Как диагностировать электродвигатель после аварийного перегрева?Скоро
17
Диагностика и ремонт статоров электрических машин
ООО ПКФ «Электропромремонт» выполняет диагностику, ремонт, перемотку и испытания статоров промышленных электродвигателей и генераторов.
В зависимости от типа машины и характера повреждения могут выполняться:
дефектация статора;
очистка и сушка обмотки;
измерение сопротивления изоляции;
измерение активного сопротивления фаз;
проверка межвитковой изоляции;
проверка электрической прочности;
осмотр пазовой и межфазной изоляции;
диагностика магнитопровода;
ремонт соединений;
ремонт отдельных секций;
полная перемотка статора;
замена пазовой изоляции;
пропитка и термическая сушка;
восстановление клиньев и крепления обмотки;
проверка температурных датчиков;
контроль геометрии;
испытания после ремонта.
Важное предупреждение
Материал носит информационный характер. Приведённые значения, методы диагностики, объём работ и рекомендации являются общими и не заменяют техническую документацию производителя. Окончательное решение по конкретной машине принимается по результатам её диагностики и дефектации с учётом типа, мощности, конструкции, режима работы, истории эксплуатации и применимых стандартов.
Греется статор двигателя?
Проведём электрическую и тепловую диагностику статора — проверку питания, охлаждения, межвитковой изоляции и магнитопровода — и выполним ремонт или перемотку.
