Статор — одна з основних частин електродвигуна. Саме в ньому створюється магнітне поле, яке взаємодіє з ротором і забезпечує обертання вала.
Під час нормальної роботи обмотка та магнітопровід статора нагріваються. Це природний процес, оскільки частина електричної енергії неминуче перетворюється на тепло.
Проблема виникає тоді, коли температура статора:
перевищує допустимий рівень;
продовжує зростати після виходу двигуна на робочий режим;
суттєво відрізняється між окремими фазами або зонами;
супроводжується запахом перегрітої ізоляції;
призводить до спрацювання теплового захисту;
поєднується з підвищеним струмом, шумом або втратою потужності.
Перегрів статора не завжди означає, що обмотка вже пошкоджена і двигун необхідно перемотувати. Причиною можуть бути перевантаження, порушення живлення, недостатнє охолодження, неправильна схема підключення або несправність приводного механізму.
Тому перед прийняттям рішення про ремонт необхідно встановити, що саме нагрівається: вся обмотка, одна фаза, окрема секція, лобова частина чи магнітопровід статора.
Якщо статор нагрівається локально, це особливо небезпечно. Такий перегрів може свідчити про міжвитковий дефект, пошкодження з’єднання, замикання листів магнітопроводу або порушення циркуляції охолоджувального повітря.
02
Що таке статор електродвигуна?
Статор — нерухома частина електричної машини, яка зазвичай складається з:
корпусу;
шихтованого магнітопроводу;
пазів;
обмотки;
пазової та міжфазної ізоляції;
клинів;
лобових частин обмотки;
з’єднувальних і вивідних проводів;
системи кріплення обмотки;
температурних датчиків, якщо вони передбачені конструкцією;
вентиляційних каналів.
У трифазному асинхронному двигуні обмотка статора створює обертове магнітне поле. Саме це поле наводить струми в роторі й формує обертальний момент.
Технічний стан статора безпосередньо впливає на:
потужність двигуна;
пусковий момент;
ККД;
рівень шуму;
температуру;
симетрію струмів;
надійність ізоляції;
ресурс усієї електричної машини.
03
Чому статор нагрівається під час нормальної роботи?
Основним джерелом тепла в обмотці є електричні втрати. Коли через провідник проходить струм, частина енергії перетворюється на тепло.
Чим більший струм, тим інтенсивніше нагрівається обмотка. Саме тому навіть відносно невелике перевищення струму, якщо воно триває довго, може суттєво погіршити тепловий режим.
Крім втрат в обмотці, тепло у статорі виникає через:
втрати на гістерезис у магнітопроводі;
вихрові струми;
додаткові втрати від гармонік;
нерівномірність магнітного поля;
локальні замикання між листами сталі;
нагрів контактних з’єднань;
передачу тепла від ротора та внутрішнього повітря.
У справному двигуні це тепло відводиться через корпус, ребра охолодження, внутрішні вентиляційні канали та потік повітря.
04
Що саме може грітися у статорі?
Поняття «гріється статор» може означати різні несправності.
Рівномірно гріється вся обмотка
Ймовірні причини:
перевантаження;
недостатнє охолодження;
висока температура навколишнього середовища;
неправильний режим роботи;
знижена напруга під навантаженням;
робота на малій швидкості без достатньої вентиляції.
Сильніше гріється одна фаза
Можливі причини:
перекіс напруг;
поганий контакт;
частковий обрив з’єднання;
нерівномірний опір фаз;
міжвитковий дефект;
неправильне з’єднання обмотки;
несиметрія зовнішнього живлення.
Локально гріється окрема секція або котушка
Це може свідчити про:
міжвиткове замикання;
пошкодження ізоляції;
дефект пайки;
ослаблення контактного з’єднання;
механічне пошкодження провідника;
локальне забруднення;
недостатнє просочення;
ослаблення кріплення обмотки.
Гріються лобові частини обмотки
Ймовірні причини:
недостатнє охолодження;
ослаблення або вібрація секцій;
дефекти міжфазної ізоляції;
погане контактне з’єднання;
надмірний струм;
невідповідна форма або розташування лобових частин після ремонту.
Гріється магнітопровід статора
Можливі причини:
замикання між листами сталі;
механічне пошкодження сердечника;
задир від контакту з ротором;
неправильне видалення старої обмотки;
пошкодження пазів;
підвищена напруга;
насичення магнітопроводу;
невідповідні параметри нової обмотки;
нерівномірний повітряний проміжок.
05
Основні ознаки перегріву статора
Про можливий перегрів обмотки або сердечника можуть свідчити:
центральна частина корпусу значно гарячіша за підшипникові щити;
температура швидко підвищується після запуску;
двигун гріється навіть без значного навантаження;
одна ділянка корпусу гарячіша за інші;
струми фаз помітно відрізняються;
спрацьовує тепловий захист;
з’являється запах перегрітого лаку;
ізоляція змінює колір;
чути посилений електромагнітний гул;
двигун втрачає потужність;
знижується швидкість;
збільшується споживаний струм;
з’являється дим;
у клемній коробці видно потемніння або оплавлення;
результати вимірювань фаз відрізняються;
після охолодження двигун деякий час працює нормально, а потім знову перегрівається.
Окремо слід звертати увагу на повторюваність несправності. Якщо після очищення, підтягування контактів або заміни підшипників статор продовжує перегріватися, потрібна поглиблена електрична діагностика.
06
Основні причини перегріву статора
Причина
Характер нагріву
Додаткові ознаки
Перевантаження
Переважно рівномірний
Підвищений струм, падіння швидкості
Недостатнє охолодження
Рівномірний або зональний
Забруднення, слабкий потік повітря
Перекіс фаз
Нерівномірний
Різні струми по фазах
Втрата фази
Швидкий і небезпечний
Різке зростання струму
Знижена напруга
Загальний перегрів
Затяжний пуск, підвищене ковзання
Підвищена напруга
Нагрів магнітопроводу
Підвищений струм холостого ходу
Міжвиткове замикання
Локальний
Запах ізоляції, несиметрія струмів
Поганий контакт
Локальний
Потемніння, оплавлення, нагрів клем
Дефект магнітопроводу
Локальний
Гаряча пляма на сердечнику
Часті пуски
Загальний
Накопичення тепла
Затяжний пуск
Значний нагрів
Двигун довго набирає оберти
Неправильна схема з’єднання
Швидкий перегрів
Високий струм або низький момент
Робота від перетворювача
Рівномірний або локальний
Низькі оберти, гармоніки
Зволоження і забруднення
Локальний або нерівномірний
Погіршення стану ізоляції
07
Детальний розгляд причин
01
Перевантаження двигуна
Перевантаження є однією з найчастіших причин рівномірного перегріву обмотки статора.
Коли механізм вимагає більший момент, двигун споживає більший струм. Підвищений струм збільшує теплові втрати в провідниках обмотки.
Причиною перевантаження можуть бути:
заклинювання насоса або компресора;
засмічення робочого органу;
перевищення продуктивності;
надмірний тиск;
механічне пошкодження редуктора;
надмірний натяг ременів;
неправильне центрування;
загусання технологічного середовища;
неправильний підбір потужності двигуна.
Характерна ознака: без механічного навантаження температура та струм можуть бути близькими до нормальних, а після підключення механізму швидко зростають.
02
Недостатнє охолодження
Навіть справна обмотка перегріватиметься, якщо тепло не відводиться від статора.
Порушення охолодження може бути спричинене:
забрудненням ребер корпусу;
забитими вентиляційними каналами;
пошкодженням вентилятора;
неправильним напрямком обертання;
несправністю примусової вентиляції;
засміченням фільтрів;
несправністю теплообмінника;
встановленням двигуна в закритому просторі;
високою температурою охолоджувального повітря;
нанесенням надто товстого шару фарби на корпус;
забрудненням внутрішніх каналів масляним пилом.
Якщо охолодження погіршується поступово, температура двигуна також може зростати повільно — протягом тижнів або місяців.
03
Перекіс напруг і струмів по фазах
У трифазному двигуні обмотка розрахована на симетричне живлення.
При різниці між фазними або міжфазними напругами струми в обмотках розподіляються нерівномірно. Окрема фаза може нагріватися значно сильніше.
Перекіс виникає через:
нерівномірне навантаження мережі;
поганий контакт;
пошкодження кабелю;
несправність контактора;
різний опір з’єднань;
проблеми трансформатора;
ослаблені перемички;
дефект обмотки.
Під час перевірки необхідно виміряти всі три міжфазні напруги та струми кожної фази. Середнє значення може виглядати нормальним і приховувати небезпечну несиметрію.
04
Втрата однієї фази
Втрата фази є аварійним режимом.
Якщо двигун стоїть, він може не запуститися. Якщо вже обертається, іноді продовжує працювати на двох фазах, але струми різко зростають.
Причини:
перегорілий запобіжник;
несправний контактор;
обрив кабелю;
ослаблена клема;
підгорілий контакт;
пошкоджена перемичка;
обрив з’єднання всередині обмотки.
При появі ознак втрати фази двигун потрібно негайно зупинити. Продовження роботи може швидко пошкодити обмотку статора.
05
Знижена напруга
При зниженні напруги двигун розвиває менший момент. Щоб приводити механізм у рух, він може споживати підвищений струм.
У результаті:
обмотка статора нагрівається;
збільшується тривалість пуску;
зростає ковзання;
перегрівається ротор;
двигун може не досягати номінальної швидкості.
Особливо небезпечною є просадка напруги під час пуску, яку неможливо побачити вимірюванням лише до ввімкнення двигуна.
06
Підвищена напруга
Підвищена напруга може збільшити магнітний потік у сердечнику статора.
Це призводить до:
зростання втрат у сталі;
підвищення струму холостого ходу;
насичення магнітопроводу;
посилення електромагнітного шуму;
нагрівання сердечника та обмотки.
Такий двигун може перегріватися навіть при невеликому механічному навантаженні.
07
Часті пуски
Пусковий струм у декілька разів перевищує робочий. Під час частих запусків обмотка не встигає охолонути.
Особливо небезпечні:
багаторазові спроби запуску заклиненого механізму;
часті реверси;
короткі інтервали між пусками;
запуск уже прогрітого двигуна;
робота в режимі, який не відповідає паспортному;
повторне ввімкнення одразу після спрацювання захисту.
Навіть якщо кожен окремий пуск є відносно коротким, сумарне теплове навантаження може перевищити допустиме.
08
Затяжний пуск
Під час затяжного пуску двигун тривалий час споживає підвищений струм.
Затяжний пуск нагріває не лише статор, а й ротор, тому повторні спроби запуску особливо небезпечні.
09
Міжвиткове замикання
Міжвиткове замикання — одна з найнебезпечніших причин локального перегріву статора.
При пошкодженні ізоляції між сусідніми витками частина обмотки фактично замикається. Усередині замкненого контуру виникає значний локальний струм.
Наслідки:
швидкий місцевий нагрів;
руйнування ізоляції сусідніх витків;
поширення дефекту на всю котушку;
замикання між фазами;
пробій на корпус;
аварійне відключення;
вигорання обмотки.
На початковій стадії загальний опір ізоляції може залишатися прийнятним. Тому нормальне показання мегомметра не виключає міжвиткового дефекту.
Можливі ознаки:
одна фаза споживає інший струм;
локально нагрівається корпус;
відчувається запах лаку;
двигун гуде;
погіршується момент;
несправність посилюється після прогрівання.
10
Замикання між фазами або на корпус
При пошкодженні міжфазної ізоляції або ізоляції відносно корпусу виникає серйозна аварійна несправність.
Причини:
старіння ізоляції;
волога;
забруднення;
механічне переміщення обмотки;
ослаблення кріплень;
перенапруга;
попередній перегрів;
часткові розряди;
сторонній металевий предмет;
пошкодження під час ремонту.
Такі дефекти можуть призвести до швидкого руйнування обмотки та повинні виявлятися спеціалізованими електричними випробуваннями.
11
Погані контакти та дефекти з’єднань
Підвищений перехідний опір у місці з’єднання створює локальне тепловиділення.
Проблемними можуть бути:
клеми;
кабельні наконечники;
перемички;
вивідні кінці;
пайки;
зварні з’єднання;
міжкотушкові з’єднання;
місця переходу між провідниками.
Ознаки:
локальна гаряча зона;
потемніння;
оплавлення;
запах;
нерівномірний струм;
нестабільна робота;
періодичне зникнення контакту.
Підтягування зовнішніх клем не усуває внутрішній дефект пайки або з’єднання обмотки.
12
Неправильна схема з’єднання обмотки
Обмотка двигуна може бути розрахована на різне з’єднання залежно від напруги мережі.
Помилкове з’єднання «зірка» або «трикутник» може викликати:
надмірний струм;
недостатній момент;
затяжний пуск;
перегрів;
спрацювання захисту;
пошкодження обмотки.
Перед запуском після ремонту або перепідключення потрібно обов’язково звірити схему зі шильдиком і технічною документацією.
13
Неправильні параметри обмотки після ремонту
Після перемотування статор може перегріватися, якщо змінені або неправильно відтворені:
кількість витків;
переріз проводу;
схема з’єднання;
крок обмотки;
число паралельних гілок;
геометрія котушок;
заповнення пазів;
параметри ізоляції;
розташування лобових частин;
напрямок намотування;
фазування.
Навіть якщо двигун запускається, відхилення параметрів можуть призвести до підвищеного струму холостого ходу, нерівномірного нагріву, шуму та зниження ККД.
14
Забруднення та зволоження обмотки
Промисловий пил, масло, волога, сіль, хімічні речовини та інші забруднення погіршують стан ізоляції й тепловідведення.
Можливі наслідки:
зниження опору ізоляції;
поверхневі струми витоку;
локальні розряди;
корозія;
перегрів;
прискорене старіння лаку;
замикання на корпус.
Особливо небезпечним є поєднання провідного пилу та вологи.
Просте просушування не завжди достатнє. Може знадобитися очищення, відмивання, сушіння, повторне просочення та контрольні випробування.
15
Старіння ізоляції
Ізоляція поступово втрачає властивості під дією:
температури;
вібрації;
електричного поля;
вологи;
пилу;
хімічного середовища;
термічних циклів;
частих пусків;
перенапруг.
Перегрів прискорює старіння ізоляції, а старіння, своєю чергою, підвищує ризик нових перегрівів і пробоїв.
Після значного аварійного нагріву зовні обмотка може виглядати відносно справною, але її електрична та механічна міцність уже буде знижена.
16
Ослаблення обмотки в пазах
Обмотка повинна бути надійно закріплена.
При ослабленні клинів, бандажів або кріплень виникають:
вібрація провідників;
тертя ізоляції;
механічне пошкодження;
ослаблення з’єднань;
локальний нагрів;
характерний шум.
Особливо значні електродинамічні сили діють під час пусків і коротких замикань.
17
Дефекти магнітопроводу статора
Магнітопровід складається з окремих ізольованих листів електротехнічної сталі. Така конструкція зменшує вихрові струми.
Якщо ізоляція між листами пошкоджена, утворюються локальні провідні контури. У них виникають вихрові струми, які спричиняють місцевий перегрів.
Причини дефектів:
контакт ротора зі статором;
механічне пошкодження;
неправильне видалення старої обмотки;
робота зубилом або шліфувальним інструментом;
перегрів під час випалювання обмотки;
пошкодження пазів;
сторонній предмет;
ослаблення пакета сталі.
Локальний дефект сердечника може спричинити повторне пошкодження навіть нової обмотки.
Тому перед перемотуванням важливо перевірити не лише стару обмотку, а й магнітопровід статора.
18
Нерівномірний повітряний проміжок
При зміщенні ротора відносно статора магнітне поле стає несиметричним.
Причинами можуть бути:
зношення підшипників;
перекіс щитів;
прогин вала;
деформація корпусу;
неправильне складання;
зношення посадкових місць;
ослаблення кріплення сердечника.
Наслідки:
додаткові магнітні сили;
підвищена вібрація;
шум;
локальний нагрів статора;
ризик зачіпання ротора;
пошкодження магнітопроводу.
19
Робота від частотного перетворювача
При живленні від частотного перетворювача форма напруги відрізняється від звичайної синусоїди.
Це може призвести до:
додаткових втрат в обмотці;
нагрівання магнітопроводу;
підвищеного електричного навантаження на ізоляцію;
локальних перенапруг;
перегріву при роботі на низькій швидкості;
недостатнього самовентилювання.
Важливими є:
правильність введення параметрів двигуна;
режим керування;
частота комутації;
довжина кабелю;
наявність вихідних фільтрів;
мінімальна робоча швидкість;
потреба у примусовій вентиляції;
придатність ізоляції двигуна до такого живлення.
20
Висока температура навколишнього середовища
Температура обмотки залежить не лише від внутрішніх втрат, а й від температури повітря, яким охолоджується двигун.
Якщо двигун працює біля печі, у закритому кожусі або в приміщенні без вентиляції, різниця між температурою статора й середовища зменшується. Тепло відводиться гірше.
У такій ситуації двигун може перегріватися навіть при струмі, близькому до номінального.
21
Невідповідний режим роботи
Двигун може бути технічно справним, але використовуватися в режимі, для якого він не розрахований.
Приклади:
тривала робота двигуна короткочасного режиму;
надмірна кількість пусків;
часті реверси;
довге електричне гальмування;
робота на малій швидкості;
цикли з недостатньою паузою;
тривала робота із перевантаженням.
У таких випадках необхідно аналізувати не тільки стан статора, а й відповідність двигуна технологічному процесу.
08
Як відрізнити перегрів статора від інших несправностей?
Ознака
Ймовірніше статор
Ймовірніше інший вузол
Гаряча центральна частина корпусу
Так
—
Гарячий лише підшипниковий щит
—
Підшипник
Різні струми по фазах
Так
Також живлення або ротор
Запах лаку чи ізоляції
Так
—
Металевий скрегіт
—
Підшипники або зачіпання
Повільний розгін
Можливо
Ротор або механізм
Локальна гаряча пляма
Обмотка або сердечник
Можливе зовнішнє джерело
Підвищений струм без навантаження
Обмотка або магнітопровід
Підшипники, зачіпання
Підвищений струм лише під навантаженням
Можливо
Перевантаження або ротор
Сильна вібрація
Можливо при дефекті
Частіше механічна причина
Остаточно визначити джерело перегріву за однією ознакою неможливо. Потрібна сукупність вимірювань.
09
Як правильно діагностувати перегрів статора?
Крок 1. Визначити характер нагріву
Потрібно встановити:
нагрів рівномірний чи локальний;
двигун гріється без навантаження чи лише під навантаженням;
проблема виникає одразу чи після тривалої роботи;
чи нагрівається одна сторона корпусу;
чи відрізняється температура фаз за даними вбудованих датчиків;
чи з’явився перегрів після ремонту.
Крок 2. Перевірити фактичне навантаження
Необхідно виміряти:
струм кожної фази;
потужність;
швидкість обертання;
навантаження на вал;
параметри приводного механізму.
Якщо струми симетричні, але перевищують номінальні, першою підозрою є перевантаження або неправильний режим роботи.
Крок 3. Перевірити напругу
Вимірюють усі міжфазні напруги:
до запуску;
під час пуску;
у сталому режимі;
при максимальному навантаженні.
Також перевіряють контактори, запобіжники, кабелі, клеми та перемички.
Крок 4. Перевірити систему охолодження
Оглядають:
ребра корпусу;
вентилятор;
кожух;
решітки;
вентиляційні канали;
фільтри;
теплообмінники;
систему примусової вентиляції;
напрямок і фактичний потік повітря.
Крок 5. Провести тепловий контроль
Температуру вимірюють у декількох точках:
центральна частина корпусу;
окремі зони по колу статора;
приводний і неприводний щити;
клемна коробка;
вивідні кабелі;
повітря на вході й виході.
Тепловізійний контроль бажано проводити під стабільним навантаженням і порівнювати з попередніми результатами.
Крок 6. Виміряти опір ізоляції
Вимірювання опору ізоляції допомагає виявити:
зволоження;
забруднення;
загальне погіршення ізоляції;
замикання на корпус.
Однак цей метод не завжди виявляє міжвиткове замикання. Тому нормальний опір ізоляції не є остаточним підтвердженням справності обмотки.
Крок 7. Виміряти активний опір фаз
Порівняння активного опору дозволяє виявити:
обрив;
поганий контакт;
дефект пайки;
нерівномірність паралельних гілок;
помилки з’єднання;
частину дефектів обмотки.
Вимірювання потрібно виконувати з урахуванням температури обмотки та точності приладу.
Крок 8. Перевірити міжвиткову ізоляцію
Для виявлення міжвиткових дефектів можуть застосовуватися спеціалізовані методи, зокрема порівняння імпульсних характеристик обмоток.
Конкретний метод і випробувальна напруга визначаються:
типом двигуна;
номінальною напругою;
конструкцією обмотки;
технічною документацією;
станом ізоляції;
стандартами підприємства.
Крок 9. Перевірити магнітопровід
Після видалення обмотки або при підозрі на локальний дефект перевіряють:
сліди зачіпання;
потемніння;
оплавлення;
пошкодження зубців;
замикання між листами;
ослаблення пакета;
локальні зони нагріву;
стан пазів.
Перевірка магнітопроводу особливо важлива після аварійного вигорання обмотки або контакту ротора зі статором.
Крок 10. Перевірити схему та параметри обмотки
Після ремонту необхідно підтвердити:
кількість витків;
переріз проводу;
схему з’єднання;
фазування;
кількість паралельних гілок;
опір фаз;
правильність виводів;
відповідність паспортній напрузі;
струм холостого ходу.
Крок 11. Виконати контрольний запуск
Після усунення дефектів контролюють:
струми по фазах;
напругу;
температуру;
вібрацію;
шум;
час розгону;
напрямок обертання;
роботу вентилятора;
стабілізацію теплового режиму.
Рішення про справність не слід приймати одразу після короткого запуску без навантаження.
10
Що робити, якщо гріється статор?
Спосіб усунення залежить від причини.
Можливі заходи:
зменшити фактичне навантаження;
усунути несправність приводного механізму;
відновити нормальну напругу;
усунути перекіс фаз;
відновити контакти;
замінити несправну пускову апаратуру;
виправити схему з’єднання;
очистити корпус і вентиляційні канали;
відремонтувати або замінити вентилятор;
встановити примусову вентиляцію;
очистити та просушити обмотку;
виконати повторне просочення;
відремонтувати з’єднання;
замінити пошкоджену секцію, якщо конструкція дозволяє;
перемотати статор;
відремонтувати магнітопровід;
відновити геометрію вузлів;
усунути нерівномірність повітряного проміжку;
змінити налаштування частотного перетворювача;
підібрати двигун, який відповідає фактичному режиму.
Після ремонту потрібно усунути не лише наслідок, а й першопричину. Інакше нова або відремонтована обмотка може повторно перегрітися.
11
Коли двигун потрібно негайно зупинити?
Електродвигун слід негайно вивести з роботи, якщо:
температура статора швидко зростає;
з’явився запах горілої ізоляції;
видно дим;
струм однієї фази значно відрізняється;
є ознаки втрати фази;
спрацював тепловий або диференційний захист;
двигун не може завершити пуск;
посилився електромагнітний гул;
з’явилося сильне іскріння;
у клемній коробці видно оплавлення;
двигун втрачає оберти;
після охолодження несправність повторюється.
Повторний запуск без встановлення причини може збільшити зону пошкодження і перетворити локальний дефект на повне вигорання обмотки.
12
Чого не слід робити?
Не рекомендується:
одразу робити висновок про необхідність перемотування;
продовжувати роботу після запаху ізоляції;
багаторазово запускати двигун після спрацювання захисту;
збільшувати номінал автомата;
завищувати уставки теплового захисту;
оцінювати стан обмотки лише мегомметром;
перевіряти струм тільки однієї фази;
ігнорувати напругу під час пуску;
замінювати обмотку без перевірки магнітопроводу;
використовувати дані лише зовнішнього тепловізійного огляду;
не перевіряти приводний механізм;
запускати двигун після ремонту без контрольних випробувань;
повторно перемотувати двигун, не встановивши причину попереднього перегріву.
13
Практичний досвід ТОВ ВКФ «ЕЛЕКТРОПРОМРЕМОНТ»
Практика ремонту промислових електродвигунів показує, що фраза «перегрів статора» часто використовується занадто широко.
Після розбирання та комплексної дефектації може з’ясуватися, що:
обмотка була справною, а двигун працював із перевантаженням;
причиною був перекіс фаз через підгорілий контакт;
корпус перегрівався через повністю забиті вентиляційні канали;
локальна гаряча зона виникла через пошкодження магнітопроводу;
нова обмотка перегрівалася через неправильні параметри після попереднього ремонту;
дефект статора був наслідком зачіпання ротора через зношені підшипникові вузли;
міжвиткове замикання не визначалося звичайним вимірюванням опору ізоляції;
перегрів виникав тільки після тривалої роботи, коли дефектне з’єднання розширювалося від температури.
Під час діагностики наші спеціалісти найчастіше стикаються з такими причинами:
перевантаженням;
порушенням вентиляції;
несиметрією струмів;
ослабленими клемними з’єднаннями;
зволоженням і забрудненням;
старінням ізоляції;
міжвитковими дефектами;
пошкодженнями лобових частин;
ослабленням кріплення обмотки;
дефектами сердечника;
помилками попереднього перемотування;
невідповідним режимом роботи від частотного перетворювача.
Одна з найважливіших практичних рекомендацій — не розглядати статор окремо від усієї електричної машини.
Пошкодження статора може бути вторинним наслідком:
дефекту ротора;
зношення підшипників;
перекосу вала;
нерівномірного повітряного проміжку;
неправильного живлення;
перевантаження механізму;
несправності системи охолодження.
Тому професійна діагностика повинна охоплювати не лише обмотку, а й ротор, підшипникові вузли, магнітопровід, живлення, охолодження та приводний механізм.
14
Типові помилки під час діагностики статора
ПОМИЛКА №1
Вважати, що будь-який перегрів означає міжвиткове замикання
Перегрів може бути спричинений перевантаженням, живленням, охолодженням або механічною несправністю.
ПОМИЛКА №2
Робити висновок лише за опором ізоляції
Нормальний опір ізоляції не виключає міжвитковий дефект, погане контактне з’єднання або локальне пошкодження сердечника.
ПОМИЛКА №3
Не порівнювати струми всіх фаз
Різниця між фазами часто є першою ознакою дефекту живлення або обмотки.
ПОМИЛКА №4
Не контролювати напругу під навантаженням
Напруга до запуску може бути нормальною, але суттєво знижуватися під час пуску або роботи.
ПОМИЛКА №5
Відразу направляти двигун на перемотування
Якщо першопричина знаходиться в механізмі, мережі або охолодженні, нова обмотка також перегріється.
ПОМИЛКА №6
Не перевіряти магнітопровід
Пошкоджений сердечник може локально нагрівати та руйнувати нову обмотку.
ПОМИЛКА №7
Оцінювати температуру лише рукою
Відчуття людини не дозволяє точно визначити температуру або локалізацію внутрішнього перегріву.
ПОМИЛКА №8
Не враховувати температуру навколишнього середовища
Один і той самий струм може бути допустимим у прохолодному цеху та небезпечним біля гарячого обладнання.
ПОМИЛКА №9
Не перевіряти параметри після перемотування
Потрібно контролювати опори фаз, струм холостого ходу, схему, вібрацію, шум і тепловий режим.
ПОМИЛКА №10
Ігнорувати повторюваність несправності
Якщо статор уже перемотували, але він знову перегрівся, потрібно шукати системну зовнішню або конструктивну причину.
15
Поширені запитання
Чому статор гріється без навантаження?
Можливі причини:
підвищена напруга;
неправильне з’єднання обмотки;
дефект магнітопроводу;
міжвиткове замикання;
помилка параметрів після перемотування;
недостатнє охолодження;
механічне зачіпання.
Чому статор гріється лише під навантаженням?
Найчастіше це пов’язано з перевантаженням, зниженою напругою, підвищеним механічним опором або початковим дефектом обмотки, який проявляється після прогрівання.
Чому одна фаза гріється сильніше?
Причиною можуть бути перекіс напруг, поганий контакт, нерівномірний опір фаз, дефект з’єднання або міжвиткове замикання.
Чому статор гріється після перемотування?
Слід перевірити:
кількість витків;
переріз проводу;
схему з’єднання;
опір фаз;
фазування;
струм холостого ходу;
стан магнітопроводу;
систему охолодження;
повітряний проміжок;
фактичне навантаження.
Чи може статор грітися через низьку напругу?
Так. При зниженій напрузі двигун може споживати підвищений струм і працювати з більшим ковзанням.
Чи може підвищена напруга нагрівати статор?
Так. Вона може збільшувати магнітний потік, втрати у сталі та струм холостого ходу.
Чи завжди локальний нагрів означає міжвиткове замикання?
Ні. Локальний перегрів також може бути спричинений поганим контактом, пошкодженням магнітопроводу або порушенням охолодження.
Чи можна виявити міжвиткове замикання мегомметром?
Не завжди. Мегомметр переважно оцінює ізоляцію відносно корпусу та між електрично розділеними частинами. Для міжвиткових дефектів можуть знадобитися інші методи.
Чи потрібно перемотувати статор після будь-якого перегріву?
Ні. Рішення залежить від температури, тривалості перегріву, стану ізоляції, результатів випробувань і наявності фактичних пошкоджень.
Чи може пошкоджений ротор викликати перегрів статора?
Так. Дефект ротора може збільшити ковзання, погіршити розгін і підвищити струм статора.
Чи може перегрів статора бути пов’язаний із підшипниками?
Так. Пошкоджений підшипник збільшує механічний опір, може порушувати повітряний проміжок і спричиняти перевантаження двигуна.
Як діагностувати електродвигун після аварійного перегріву?Незабаром
17
Діагностика та ремонт статорів електричних машин
ТОВ ВКФ «Електропромремонт» виконує діагностику, ремонт, перемотування та випробування статорів промислових електродвигунів і генераторів.
Залежно від типу машини та характеру пошкодження можуть виконуватися:
дефектація статора;
очищення та сушіння обмотки;
вимірювання опору ізоляції;
вимірювання активного опору фаз;
перевірка міжвиткової ізоляції;
перевірка електричної міцності;
огляд пазової та міжфазної ізоляції;
діагностика магнітопроводу;
ремонт з’єднань;
ремонт окремих секцій;
повне перемотування статора;
заміна пазової ізоляції;
просочення та термічне сушіння;
відновлення клинів і кріплення обмотки;
перевірка температурних датчиків;
контроль геометрії;
випробування після ремонту.
Важливе застереження
Матеріал має інформаційний характер. Наведені значення, методи діагностики, обсяг робіт та рекомендації є загальними і не замінюють технічну документацію виробника. Остаточне рішення щодо конкретної машини приймається за результатами її діагностики та дефектації з урахуванням типу, потужності, конструкції, режиму роботи, історії експлуатації та застосовних стандартів.
Гріється статор двигуна?
Проведемо електричну та теплову діагностику статора — перевірку живлення, охолодження, міжвиткової ізоляції та магнітопроводу — і виконаємо ремонт або перемотування.
