Паспорт на учебный стенд "Имитатор неисправностей трехфазного асинхронного электродвигателя"
творческая работа учащихся на тему

Государственное профессиональное образовательное учреждение

 «Юргинский техникум машиностроения и информационных технологий»

Учебный стенд

Имитатор неисправностей трехфазного асинхронного электродвигателя

ПАСПОРТ

Выполнили:

Студенты 3-го курса специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования» Гричишкин Д., Дюпин Д..

Руководитель – преподаватель дисциплин технического профиля Сабиров Ильдар Рашитович.

г.Юрга

1. Назначение и область применения.

Современные трёхфазные асинхронные двигатели являются преобразователями электрической энергии в механическую. Благодаря своей простоте, низкой стоимости и высокой надёжности асинхронные двигатели получили широкое применение. Они присутствуют повсюду, это самый распространённый тип двигателей, их выпускается 90% от общего числа двигателей в мире.

При эксплуатации электродвигателей в них по разным причинам возникают неисправности, которые могут привести к перерывам в работе станков и других производственных механизмов. Для того чтобы такие перерывы возможно меньше сказывались на выполнении предприятием производственных планов, необходимо уметь быстро найти причину неисправности и устранить ее.

Имитатор неисправностей трехфазного асинхронного электродвигателя можно использовать в учебном процессе для освоения обучающимися профессиональных компетенций и получения практического опыта  при подготовке специалистов среднего звена по  специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования. Стенд позволяет смоделировать до 12 неисправностей электродвигателя: обрыв обмотки, межвитковое замыкание, замыкание витков обмотки на корпус и другие.

2. Описание повреждений электродвигателя.

К электрическим повреждениям электродвигателей относятся:

• межвитковые замыкания;
• обрывы в обмотках;
• пробой изоляции на корпус;
• старение изоляции;
• распайка соединений обмотки с коллектором;
• неправильная полярность полюсов;
• неправильные соединения в катушках и др.

Ниже приведено краткое описание некоторых неисправностей в электродвигателях, возможные причины их возникновения.

К электрическим неполадкам относятся: внутренние обрывы в обмотке статора или ротора, обрыв в питающей сети, нарушения нормальных соединений в пусковой аппаратуре. При обрыве обмотки статора в нем не будет создаваться вращающееся магнитное поле, а при обрыве в двух фазах ротора в обмотке последнего не будет тока, взаимодействующего с вращающимся полем статора, и двигатель не сможет работать. Если обрыв обмотки произошел во время работы двигателя, он может продолжать работать с номинальным вращающим моментом, но скорость вращения сильно понизится, а сила тока настолько увеличится, что при отсутствии максимальной защиты может перегореть обмотка статора или ротора.

Местный нагрев обмотки статора, который обычно сопровождается сильным гудением, уменьшением скорости вращения двигателя и неравномерными токами в его фазах, а также запахом перегретой изоляции. Эта неисправность может возникнуть в результате неправильного соединения между собой катушек в одной из фаз, замыкания обмотки на корпус в двух местах, замыкания между двумя фазами, короткого замыкания между витками в одной из фаз обмотки статора.

Местный нагрев активной стали статора происходит из-за выгорания и оплавления стали при коротких замыканиях в обмотке статора.

Повреждения изоляции обмоток могут произойти от длительного перегрева двигателя, увлажнения и загрязнения обмоток, попадания на них металлической пыли, стружек, а также в результате естественного старения изоляции. Повреждения изоляции могут вызвать замыкания между фазами и витками отдельных катушек обмоток, а также замыкание обмоток на корпус двигателя.

3. Работа с имитатором неисправностей трехфазного асинхронного электродвигателя.

Подключите все шесть выходных клемм исправного двигателя к клеммам стенда, которые расположены в верхней части стенда. К клемме со значком  подключите корпус двигателя. Клеммы в коробке двигателя не должны быть соединены между собой.

В нижней части стенда имеются также семь клемм, которые служат для поиска неисправностей электродвигателя.

В нормальном положении переключателей клеммы поиска неисправностей дублируют клеммы для подключения электродвигателей.

Нормальным положением переключателей считается следующая комбинация: переключатели SA1, SA2, SA3 находятся в положении «I», остальные переключатели находятся в положении «0».

В нормальном положении сопротивление на парах клемм U1-U2, V1-V2, W1-W2 должно быть около 150 Ом. Сопротивление между любым концом обмотки и корпусом, а также сопротивление между разноименными обмотками должно стремиться к ∞.

Соответствие положений переключателей и типов неисправностей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Соответствия положения переключателей SA и типа неисправности

4. Моделирование и поиск неисправностей.

4.1 Обрыв обмотки

Этот вид неисправности определяется замером сопротивления обмотки мультиметром. Прибор покажет сопротивление, стремящееся к ∞, которое учитывает образованный разрывом участок воздушного пространства.

Для моделирования неисправности обмотки U, переведите переключатель SA1 в положение «0».

Поиск неисправности: настройте мультиметр на определение сопротивления и подключите его к концам обмотки U1 и U2. Сопротивление должно стремиться к ∞.

Аналогично проводится моделирование и поиск неисправностей в обмотках V и W.

4.2 Замыкание витков обмотки.

Междувитковое замыкание определяется проверкой сопротивления. У трехфазного двигателя на статоре используются обмотки с одинаковыми электрическими характеристиками, обладающими равными сопротивлениями. Данная величина измеряется с помощью мультиметра. Полученные показания сравниваются с сопротивлением, присутствующим в исправной обмотке. Если в проверяемой обмотке сопротивление ниже, чем в образцовой, то это свидетельствует о наличии в ней межвиткового замыкания.

Для моделирования неисправности обмотки U, переведите переключатель SA1 в положение «II».

Поиск неисправности: настройте мультиметр на определение сопротивления и подключите его к концам обмотки U1 и U2, замерьте сопротивление. Аналогично проверьте сопротивление на обмотках V и W. Сопротивление обмотки U окажется ниже, чем сопротивление других обмоток, значит в обмотке присутствует межвитковое замыкание.

Аналогично проводится моделирование и поиск неисправностей в обмотках V и W.

4.3 Замыкание между обмотками

Этот вид неисправности определяется замером сопротивления между обмотками. В исправном состоянии двигателя, обмотки изолированы друг от друга. Поэтому сопротивление между обмотками стремится к ∞.

Для моделирования замыкания между обмотками U и V, переведите переключатель SA4 в положение «I».

Поиск неисправности: настройте мультиметр на определение сопротивления и замерьте сопротивление, между концами обмоток U и V. На экране мультиметра отображается значение сопротивления в Омах, отличное от ∞, значит между обмотками образовалась электрическая связь, т.е. замыкание.

Аналогично проводится моделирование и поиск замыкания между другими обмотками.

4.4 Замыкание обмотки на корпус

Этот вид неисправности определяется замером сопротивления между обмоткой и корпусом двигателя. В исправном состоянии двигателя, обмотки изолированы от статора двигателя. Поэтому сопротивление между ними стремится к ∞.

Для моделирования замыкания между обмоткой U корпусом двигателя, переведите переключатель SA7 в положение «I».

Поиск неисправности: настройте мультиметр на определение сопротивления и замерьте сопротивление, между концами обмоток U1 и корпусом двигателя, обозначенного значком . На экране мультиметра отображается значение сопротивления в Омах, отличное от ∞, значит между обмоткой U и корпусом двигателя образовалась электрическая связь, т.е. замыкание.

Аналогично проводится моделирование и поиск замыкания между другими обмотками.