Причины сгорания электродвигателя: Пресс-центр компании «Диполь»

Пресс-центр компании «Диполь»

4 февраля 2018

подписаться подписаться

В промышленности электродвигатели используются повсеместно, они становятся технически все сложнее, что часто может осложнять поддержание их работы на пике эффективности. Важно помнить, что причины неисправностей электродвигателей и приводов не ограничиваются одной областью специализации: они могут быть как механического, так и электрического характера. И только нужные знания разделяют дорогостоящий простой и продление срока службы.

Наиболее частые неисправности электродвигателей — повреждения изоляции обмоток и износ подшипников, возникающие по множеству разных причин. Эта статья посвящена заблаговременному обнаружению 13 наиболее распространенных причин повреждений изоляции и выхода из строя подшипников.

Качество электроэнергии

1. Переходное напряжение
2. Асимметрия напряжений
3.

Гармонические искажения

Частотно-регулируемые приводы

4. Отражения на выходных ШИМ-сигналах привода
5. Среднеквадратичное отклонение тока
6. Рабочие перегрузки

Механические причины

7. Нарушение центрирования
8. Дисбаланс вала
9. Расшатанность вала
10. Износ подшипника

Факторы, связанные с неправильной установкой

11. Неплотно прилегающее основание
12. Напряжение трубной обвязки
13. Напряжение на валу

Качество электроэнергии

1. Переходное напряжение

Переходные напряжения могут происходить из множества источников как на самом предприятии, так и за его пределами. Включение и выключение нагрузки поблизости, батареи конденсаторов коррекции коэффициента мощности или даже погодные явления — все это может создавать переходные напряжения в распределительных сетях. Эти процессы с произвольной амплитудой и частотой могут разрушать или повреждать изоляцию обмоток электродвигателей.

Обнаружение источника переходных процессов может оказаться сложной задачей, поскольку они происходят нерегулярно, а их последствия могут проявляться по-разному. Например, переходные процессы могут проявиться в контрольных кабелях и необязательно нанесут вред непосредственно оборудованию, но они могут нарушить его работу.

Воздействие: повреждение изоляции обмотки электродвигателя приводит к раннему возникновению неисправностей и незапланированному простою.

Прибор для измерения и диагностики: трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 435-II.

Критичность: высокая.

2. Асимметрия напряжений

Трехфазные распределительные сети часто питают однофазные нагрузки. Асимметрия сопротивления или нагрузки может быть причиной асимметрии напряжений на всех трех фазах. Возможные неисправности могут находиться в проводке электродвигателя, на клеммах электродвигателя, а также в самих обмотках.

Эта асимметрия может вызывать перегрузки в каждой фазной цепи трехфазной сети. Одним словом, напряжение на всех трех фазах всегда должно быть одинаковым.

Воздействие: асимметрия является причиной сверхтоков в одной или нескольких фазах, которые вызывают перегрев и повреждение изоляции.

Инструмент для измерения и диагностики: трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 435-II.

Критичность: средняя.

3. Гармонические искажения

Проще говоря, гармоники — это любые нежелательные дополнительные высокочастотные колебания напряжения или тока, поступающие на обмотки электродвигателя. Эта дополнительная энергия не используется для вращения вала электродвигателя, а циркулирует в обмотках и в конечном итоге приводит к потере внутренней энергии. Эти потери рассеиваются в виде тепла, которое со временем ухудшает изолирующие свойства обмоток. Некоторые гармонические искажения формы тока являются нормой для систем, питающих электронную нагрузку.

Гармонические искажения можно измерить с помощью анализатора качества электроэнергии, проконтролировав величины токов и температуры на трансформаторах и убедившись, что они не перегружены. Для каждой гармоники утвержден приемлемый уровень искажений, который регламентируется стандартом IEEE 519-1992.

Воздействие: снижение эффективности электродвигателя приводит к дополнительным расходам и увеличению рабочей температуры.

Инструмент для измерения и диагностики:

трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 435-II.

Критичность: средняя.

Частотно-регулируемые приводы

4. Отражения на выходных ШИМ-сигналах привода

Частотно-регулируемые приводы используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для управления выходным напряжением и частотой питания электродвигателя. Отражения возникают из-за несогласованности полных сопротивлений источника и нагрузки. Несогласованность полных сопротивлений может произойти в результате неправильной установки, неправильного выбора компонентов или ухудшения состояния оборудования со временем. Пик отражения в цепи электропривода может достигать уровня напряжения шины постоянного тока.

Воздействие: повреждение изоляции обмотки электродвигателя приводит к незапланированному простою.

Прибор для измерения и диагностики: Fluke 190-204 ScopeMeter® , 4-канальный портативный осциллограф с высокой частотой выборки.

Критичность: высокая.

5. Среднеквадратичное отклонение тока

По своей сути среднеквадратичное отклонение тока — это паразитные токи, циркулирующие в системе. Среднеквадратичное отклонение тока образуется как результат частоты сигнала, уровня напряжения, емкости и индуктивности в проводниках. Эти циркулирующие токи могут выйти через системы защитного заземления, вызывая ложное размыкание или, в некоторых случаях, нагревание обмотки. Среднеквадратичное отклонение тока можно обнаружить в проводке электродвигателя, это сумма тока с трех фаз в любой момент времени. В идеальной ситуации сумма этих трех токов должна равняться нулю. Иными словами, обратный ток от привода будет равняться току, поступающему на привод. Среднеквадратичное отклонение тока можно также представить в виде асимметричных сигналов в нескольких проводниках, имеющих емкостную связь с заземляющим проводником.

Воздействие: произвольное размыкание цепи из-за прохождения тока по защитному заземлению.

Прибор для измерения и диагностики: изолированный 4-канальный портативный осциллограф Fluke 190-204 ScopeMeter с широкополосными (10 кГц) токовыми клещами (Fluke i400S или аналогичные).

Критичность: низкая.

6. Рабочие перегрузки

Перегрузка электродвигателя возникает, когда он работает под повышенной нагрузкой. Основными признаками перегрузки электродвигателя являются чрезмерное потребление тока, недостаточный крутящий момент и перегрев.

Избыточное тепловыделение электродвигателя является главной причиной его неисправности. При перегрузке электродвигателя его отдельные компоненты — включая подшипники, обмотки и другие части — могут работать нормально, но электродвигатель будет перегреваться. Поэтому начинать поиски неисправности следует с проверки именно перегруженности электродвигателя. Поскольку 30% всех неисправностей электродвигателей происходят именно из-за их перегруженности, важно понимать, как измерять и определять перегрузку электродвигателя.

Воздействие: преждевременный износ электрических и механических компонентов электродвигателя, ведущий к необратимому выходу из строя.

Инструмент для измерения и диагностики: цифровой мультиметр Fluke 289.

Критичность: высокая.

7. Нарушение центрирования

Нарушение центрирования возникает при неправильном выравнивании вала привода относительно нагрузки или смещении передачи, которая их соединяет.

Многие специалисты считают, что гибкое соединение устраняет и компенсирует смещение, тем не менее, гибкое соединение защищает от смещения только саму передачу. Даже с гибким соединением не отцентрированный вал будет передавать повреждающие циклические усилия по своей длине на электродвигатель, вызывая повышенный износ электродвигателя и увеличивая фактическую механическую нагрузку. Кроме того, нарушение центрирования может быть причиной вибрации валов как нагрузки, так и электропривода. Существует несколько типов нарушения центрирования:

• Угловое смещение: оси валов пересекаются, но не параллельны;
• Параллельное смещение: оси валов параллельны, но не соосны;
• Сложное смещение: сочетание углового и параллельного смещений. (Примечание: практически всегда нарушение центрирования является сложным, но практикующие специалисты рассматривают их как сумму составляющих смещений, поскольку устранять нарушение центрирования проще по отдельности — угловую и параллельную составляющие).

Влияние: преждевременный износ механических компонентов привода, вызывающий преждевременные неисправности.

Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830.

Критичность: высокая.

8. Дисбаланс вала

Дисбаланс — это состояние вращающейся детали, когда центр масс расположен не на оси вращения. Иными словами, когда центр тяжести находится где-то на роторе. Хотя устранить дисбаланс двигателя полностью невозможно, можно определить, не выходит ли он за рамки приемлемых значений, и предпринять меры для исправления ситуации.

Дисбаланс может быть вызван различными причинами:

• скопление грязи;
• отсутствие балансировочных грузов;
• отклонения при производстве;
• неравная масса обмоток двигателя и другие факторы, связанные с износом.

Тестер или анализатор вибрации поможет определить, сбалансирован вращающийся механизм или нет.

Влияние: преждевременный износ механических компонентов привода, вызывающий преждевременные неисправности.

Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810.

Критичность: высокая.

9. Расшатанность вала

Расшатанность возникает из-за чрезмерного зазора между деталями. Расшатанность может возникать в нескольких местах:

• Расшатанность с вращением возникает из-за чрезмерного зазора между вращающимися и неподвижными частями машины, например, в подшипнике.
• Расшатанность без вращения возникает между двумя обычно неподвижными деталями, например, между опорой и основанием или корпусом подшипника и машиной.

Как и в случаях со всеми другими источниками вибрации, важно уметь определить расшатанность и устранить проблему, избежав убытков. Определить наличие расшатанности во вращающейся машине можно с помощью тестера или анализатора вибрации.

Влияние: ускоренный износ вращающихся компонентов, вызывающий механические неисправности.

Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810.

Критичность: высокая.

10. Износ подшипника

Неисправный подшипник имеет повышенное трение, сильнее нагревается и имеет пониженную эффективность из-за механических проблем, проблем со смазкой или износа. Неисправность подшипника может быть следствием различных факторов:

• нагрузка, превышающая расчетную;
• недостаточная или неправильная смазка;
• неэффективная герметизация подшипника;
• нарушение центрирования вала;
• неправильная установка;
• нормальный износ;
• наведенное напряжение на валу.

Когда неисправности подшипников начинают проявляться, это также вызывает каскадный эффект, ускоряющий выход двигателя из строя. 13% неисправностей двигателя вызваны неисправностями подшипников, и более 60 % механических неисправностей на предприятии вызваны износом подшипников, поэтому важно знать, как устранять эти потенциальные проблемы.

Влияние: ускоренный износ вращающихся компонентов приводит к выходу подшипников из строя.

Прибор для измерения и диагностики: измеритель вибрации Fluke 810.

Критичность: высокая.

Факторы, связанные с неправильной установкой

11. Неплотно прилегающее основание

Неплотное прилегание вызывается неровным монтажным основанием двигателя или приводимого в движение компонента или неровной монтажной поверхностью, на которой располагается монтажное основание. Данное состояние может создать неприятную ситуацию, при которой затяжка монтажных болтов на самом деле привносит новые нагрузки и нарушение центрирования. Неплотное прилегание опоры часто возникает между двумя диагонально расположенными крепежными болтами, как, например, в случае с неровным стулом или столом, которые раскачиваются по диагонали. Существуют два типа неплотного прилегания основания:

• Параллельное неплотное прилегание основания —возникает, когда одна монтажная опора расположена выше, чем три другие;
• Угловое неплотное прилегание основания —возникает, когда одна из монтажных опор не параллельна или не перпендикулярна по отношению к монтажной поверхности.

В обоих случаях неплотное прилегание основания может быть вызвано неровностями в монтажной опоре механизма или в монтажном основании, на котором находится опора. В любом случае найти и устранить неплотное прилегание необходимо до центрирования вала. Качественный лазерный инструмент для центрирования может определить неплотное прилегание основания данной вращающейся машины.

Влияние: нарушение центрирования компонентов механического привода.

Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830.

Критичность: средняя.

12. Напряжение трубной обвязки

Натяжением трубной обвязки называется состояние, при котором новые нагрузки, натяжения и силы, действующие на остальное оборудование и инфраструктуру, передаются назад на двигатель и привод, приводя к нарушению центрирования. Наиболее часто встречающимся примером этого являются простые схемы с электродвигателем/насосом, когда что-то оказывает воздействие на трубопроводы, например:

• смещение в фундаменте;
• недавно установленный клапан или другой компонент;
• предмет, ударяющий, сгибающий или просто давящий на трубу;
• сломанные или отсутствующие крепления для труб или настенная арматура.

Эти силы могут оказывать угловое или смещающее воздействие, что в свою очередь приводит к смещению вала двигателя/насоса. По этой причине важно проверять центрирование машины не только во время установки — точное центрирование является временным состоянием и может изменяться с течением времени.

Влияние: нарушение центрирования вала и последующие нагрузки на вращающиеся компоненты, приводящие к преждевременным неисправностям.

Прибор для измерения и диагностики: лазерный инструмент для центрирования вала Fluke 830.

Критичность: низкая.

13. Напряжение на валу

Когда напряжение на валу электродвигателя превышает изолирующие характеристики смазки подшипника, происходит пробой на внешний подшипник, что вызывает точечную коррозию и образование канавок на дорожке качения подшипника. Первыми признаками проблемы являются шум и перегрев, возникающие по мере того, как подшипники теряют первоначальную форму, а также появление металлической крошки в смазке и увеличение трения подшипника. Это может привести к разрушению подшипника уже через несколько месяцев работы электродвигателя. Неисправность подшипника — это дорогостоящая проблема как с точки зрения восстановления электродвигателя, так и с точки зрения простоя оборудования, поэтому предотвращение этого посредством измерения напряжения на валу и тока в подшипниках является важной частью диагностики. Напряжение на валу присутствует только тогда, когда на двигатель подается питание, и он вращается. Угольная щетка, устанавливаемая на щуп, позволяет измерять напряжение на валу при вращении электродвигателя.

Влияние: дуговые разряды на поверхности подшипника вызывают точечную коррозию и образование канавок, что в свою очередь приводит к чрезмерной вибрации и последующей неисправности подшипника.

Прибор для измерения и диагностики: изолированный 4-канальный портативный осциллограф Fluke-190-204 ScopeMeter, щуп AEGIS с угольными щетками для измерения напряжения на валу.

Критичность: высокая.

Четыре стратегии для достижения успеха

Системы управления электродвигателями используются в важных процессах на заводах. Поломка оборудования может привести к большим финансовым потерям, связанным как с потенциальной заменой электродвигателя и его деталей, так и с простоем систем, зависящих от данного электродвигателя. Обеспечивая обслуживающих инженеров и техников необходимыми знаниями, определяя приоритеты работ и проводя профилактическое обслуживание для контроля оборудования и устранения трудно обнаруживаемых проблем, зачастую можно избежать неисправностей, вызванных рабочими нагрузками, и сократить потери от простоя.

Существуют четыре ключевые стратегии для устранения или предотвращения преждевременных поломок электродвигателя и вращающихся деталей:

1. Запись рабочих условий, технических характеристик оборудования и диапазонов допусков рабочих характеристик.
2. Регулярный сбор и запись критических измерений при установке, до и после технического обслуживания.
3. Создание архива эталонных измерений для анализа тенденций и обнаружения изменения состояния.
4. Построение графиков отдельных измерений для выявления основных тенденций.Любые изменения в линии тенденций более чем на +/- 10-20% (или любую другую определенную величину, в зависимости от эксплуатационных характеристик или критичности системы) необходимо исследовать для выявления причин возникновения проблем.

9 типичных неисправностей электродвигателя и способы их устранения

В этом обзоре мы рассмотрим типичные неисправности трехфазных асинхронных электродвигателей и способы их предупреждения и устранения.

Электрические неисправности электродвигателя

Электрические неисправности двигателя всегда связаны с обмоткой.

1. Межвитковое замыкание может возникнуть при ухудшении изоляции в пределах одной обмотки. Возможные причины: перегрев обмотки, некачественная изоляция, износ изоляции вследствие вибрации. Определить межвитковое замыкание бывает сложно. Основной метод диагностики – сравнение сопротивления и рабочего тока всех трех обмоток. Первые симптомы межвиткового замыкания – повышенный нагрев двигателя и падение момента на валу. При этом по одной из фаз ток больше, чем по двум другим.
2. Замыкание между обмотками происходит из-за смещения обмоток, механической вибрации и ударов. При отсутствии должной электрической защиты может возникнуть короткое замыкание и пожар.
3. Замыкание обмотки на корпус. При данной неисправности электродвигатель может продолжать работать, если неправильно выполнены заземление и защита от короткого замыкания. Однако в работе он будет смертельно опасен, так как его потенциал будет находиться под фазным напряжением.
4. Обрыв обмотки. Эта неисправность равносильна пропаданию фазы. Если обрыв происходит в работе, то двигатель резко теряет мощность и начинает перегреваться. При правильно выполненной защите двигатель отключится, поскольку ток по другим фазам будет повышен.

Для устранения большинства из этих поломок требуется перемотка двигателя.

Механические неисправности электродвигателя

Механические неисправности электродвигателя связаны с его конструкцией.

1. Износ и трение в подшипниках. Проявляется в повышении механической вибрации и шума при работе. В этом случае требуется замена подшипников, иначе неисправность приведет к перегреву и падению производительности двигателя.
2. Проворачивание ротора на валу. Ротор может вращаться в магнитном поле статора, а вал будет неподвижен. Требуется механическая фиксация ротора на валу.
3. Зацепление ротора за статор. Эта проблема связана с механической поломкой подшипников, их посадочных мест или корпуса двигателя. Кроме того, подобная неисправность приводит к повреждению обмотки статора. Практически не подлежит ремонту.
4. Повреждение корпуса двигателя. Может происходить из-за ударов, повышенных нагрузок, неправильного крепления или низкого качества двигателя. Ремонт является трудоемким из-за трудностей соосной установки переднего и заднего подшипников.
5. Проворачивание или повреждение крыльчатки обдува. Несмотря на то, что двигатель продолжит работать, он будет перегреваться, что существенно сократит срок его службы. Крыльчатку необходимо закрепить (для этого используется шпонка или стопорное кольцо) или заменить.

Аварийные ситуации при работе электродвигателя

Существуют неисправности, не связанные непосредственно с двигателем, но влияющие на его работу, характеристики и срок службы. Большинство этих неисправностей вызваны механической перегрузкой, увеличением тока, и, как следствие, перегревом обмоток и корпуса.

1. Увеличение нагрузки на валу вследствие заклинивания привода либо приводимых механизмов.
2. Перекос напряжения питания, который может быть вызван проблемами питающей сети либо внутренними проблемами привода.
3. Пропадание фазы, которое может произойти на любом участке питания двигателя – от питающей трансформаторной подстанции до обмотки двигателя.
4. Проблема с обдувом (охлаждением). Может возникнуть из-за повреждения крыльчатки двигателя при собственном охлаждении, из-за останова вентилятора внешнего принудительного охлаждения или вследствие значительного повышения температуры окружающей среды.

Способы защиты электродвигателя

Для защиты электродвигателя от внутренних и внешних неисправностей, а также для минимизации дальнейших трудозатрат по его ремонту применяют различные устройства.

1. Мотор-автоматы и тепловые реле

Мотор-автоматы (автоматы защиты двигателя) и тепловые реле используют для обнаружения превышения тока по одной или всем фазам двигателя. В случае превышения через некоторое время происходит отключение привода.

В отличие от мотор-автомата, у теплового реле нет силовой коммутации. Оно имеет только управляющий контакт, который размыкает питание силовой цепи. Мотор-автомат является самостоятельным коммутационным устройством, способным выключать двигатель.

Минус теплового реле заключается в отсутствии защиты от короткого замыкания. Мотор-автомат имеет защиту от перегрузки и электромагнитную защиту от короткого замыкания, которая мгновенно срабатывает и выключает двигатель при превышении тока уставки в 10-20 раз.

Данные устройства используются наиболее широко и при правильной установке и настройке способны с большой долей вероятности защитить электродвигатель и оборудование от поломки и других негативных последствий.

2. Электронные реле защиты двигателей

Данный вид защиты обеспечивает большой выбор различных защит. Основным элементом таких реле является микропроцессор, который анализирует мгновенные значения напряжения и тока и принимает решения на основе заданных настроек. Это может быть выдача сигнала на индикацию либо на отключение двигателя.

3. Термисторы и термореле

Когда по какой-то причине не сработала тепловая защита по перегрузке, последний рубеж обороны — термозащита. Внутрь обмотки устанавливается термочувствительный элемент (как правило, термистор или позистор), который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры. При пересечении порога срабатывает соответствующая защита, и двигатель отключается.

Возможно применение более простых дискретных термореле (термоконтактов), которые размыкают контрольную или тепловую цепь, что приводит к аварийной остановке электродвигателя.

4. Преобразователи частоты

Обычно преобразователи частоты располагают несколькими видами защиты – по превышению момента и тока, по превышению напряжения, обрыву фазы и проч. Кроме того, возможно ограничение момента и тока. В этом случае на двигатель будет подаваться напряжение с меньшим уровнем и частотой, если будет обнаружена перегрузка. При этом будет выдано соответствующее сообщение оператору, а двигатель может продолжать работать.

Также производители частотных преобразователей рекомендуют устанавливать защитный автомат на входе ПЧ, тепловое реле на выходе и термисторную защиту.

Другие полезные материалы:
Выбор электродвигателя для компрессора
Как определить параметры двигателя без шильдика?
Выбор мотор-редуктора для буровой установки

interFIRE. Сайт, посвященный совершенствованию расследования пожаров во всем мире.

Электрические пожары: общее и уникальное происхождение. Заводская взаимная инженерия Корп. 1978. Abstract: В этой статье приведены некоторые статистические данные об электрических пожары 1965-1975 гг. Статистика была составлена ​​компанией Factory Mutual insured. растения. За эти десять лет произошло 3 882 пожара электрического происхождения. Пятьдесят процентов пожаров были прямым результатом проводки и более семидесяти процентов пожаров были вызваны шестью основными электрическими причинами. Статья суммирует эти шесть наиболее распространенных электрических причин. Электропроводка является наиболее распространенной причиной пожаров, потому что они подключен почти к каждой части электрической системы. Группировка проводов вместе в стальных корпусах или других подобных устройствах является обычной практикой. Это позволяет пожарам развиваться до обнаружения и затрудняет их тушение. потому что они недоступны, что приводит к большему материальному ущербу. К предотвращения возгорания проводов, кабелей с негорючей изоляцией или самозатухающими следует использовать кабели. Кроме того, провода могут быть покрыты для предотвращения распространения костров, но это нужно делать осторожно, чтобы не выделялось дополнительное тепло. Электродвигатели, которые обслуживаются ненадлежащим образом или не оборудованы Надлежащая электрическая защита является второй по значимости причиной поражения электрическим током. пожары. Наиболее распространенной причиной электродвигателя является перегрев из-за однофазности. Когда многофазный двигатель работает без соответствующих реле перегрузки, он может перегреться и воспламениться при обесточивании одной из фаз из-за предохранитель или автоматический выключатель. Двигатели должны быть смазаны в соответствии с точными спецификациями. потому что как слишком мало, так и избыток смазки опасны. Моторы следует регулярно чистить, потому что грязь может блокировать проходы воздуха, позволяя тепло для накопления. Синхронные двигатели следует обслуживать должным образом, потому что существует множество неисправностей, которые могут вызвать перегрев. Молнии также представляют опасность, поскольку внезапное повышение напряжения может вызвать изоляция выйти из строя. Для предотвращения этого следует установить молниезащитные разрядники. рядом с электрооборудованием. Электрические элементы, в основном резистивные сетки и нагревательные элементы, класс третье место в списке наиболее распространенных причин пожаров, связанных с электричеством. Эти пожары происходят потому что эти элементы не установлены или не защищены должным образом. Иногда сетки сопротивления просто расположены слишком близко к горючим материалам. Большинство нагревательные элементы перегреваются из-за неточной регулировки температуры или они терпят неудачу. Регуляторы температуры нагревательного устройства должны быть с устройством индикации превышения температуры. Контроллеры и переключатели также являются частой причиной пожаров, когда они обслуживается неправильно. Перегрев и искрение возникнут из-за того, что контакты проводящие ток загрязняются, ослабляются или подвергаются коррозии. Защита от сверхтока для центров управления необходимо, чтобы этого не произошло. Автоматические выключатели которые управляют электродуговыми сталеплавильными печами, подвергаются экстремальным стресс. В этих случаях следует использовать и обслуживать воздушный выключатель. часто. Трансформаторы часто выходят из строя, что приводит к пожарам. Перегрузка, внутренняя сбои и молния — вот некоторые из причин, по которым трансформаторы выходят из строя. с масляной изоляцией трансформатор наиболее популярен, потому что он самый недорогой; однако, это самое опасное, потому что внутренний сбой может вызвать изгнание горящее масло, приводящее к массовым повреждениям. Национальный электротехнический кодекс имеет специальные правила для установки как внутренних, так и наружных трансформаторов. Генераторы являются шестой по распространенности причиной возгорания электричества. Предотвращать опасности возгорания масла, маслопроводы должны быть отделены от паропроводов и горячих части турбины. Горячие открытые части должны быть изолированы, чтобы предотвратить попадание масла. вступает с ними в контакт. Большинство электрических возгораний являются результатом незначительных дефектов, которые можно обнаружить при частом обслуживании. Надлежащая защита и установка электрических систем также поможет предотвратить пожары. За дополнительной информацией обращайтесь: Factory Mutual Research Corporation 1151 Магистраль Бостон-Провиденс Норвуд, Массачусетс 02139 Телефон: (781) 762-4300

Распространенные причины отказа двигателя и способы их предотвращения

Ваш двигатель подает ранние предупреждающие знаки?

Двигатели должны быть надежными, но если вы не обслуживаете свой двигатель, он может выйти из строя. Двигатели могут быть дорогими в ремонте, и если они выйдут из строя, это может быть огромной потерей.

Распознавание ранних предупреждающих сигналов вашего двигателя может обеспечить его хорошую работу и, возможно, уберечь двигатель от поломки.

Сталкивались ли вы с чрезмерной вибрацией, необычным или чрезмерным шумом, участками обгоревшей краски, грязными отверстиями корпуса, запахом гари, признаками коррозии, признаками чрезмерного износа, горячим на ощупь корпусом подшипника, утечками масла и смазки из ваши подшипники, или ослабление соединений? Это предупредительные признаки того, что отказ двигателя может быть на вашем горизонте.

Знание причин и способов решения распространенных проблем с двигателем может быть разницей между работающим двигателем и отказом двигателя настолько серьезно, что он требует серьезного ремонта или замены.

Некоторые причины отказа двигателя трудно обнаружить или они могут остаться незамеченными, пока не станет слишком поздно. Осведомленность в начале важна и может сэкономить вам много денег на будущий ремонт. Эта статья является началом серии статей о частых поломках двигателей. Щелкните приведенные ниже ссылки, чтобы узнать больше о распространенных проблемах отказа двигателя, в порядке от наиболее распространенных к наименее распространенным:

1. Отказ подшипника

2. Обмотка статора

3. Внешние условия

4. Стержень ротора

5. Муфта вала

Пять самых Распространенные причины отказа двигателя

1. Неисправность подшипника (51%) Механик Ремонт двигателя

• Недостаточно : Подшипники с повторной смазкой требуют регулярного обслуживания . Большинство производителей рекомендуют повторно смазывать подшипники двигателя через каждые 2000 часов работы или каждые три месяца, в зависимости от того, что наступит раньше. Обратитесь к производителю двигателя за рекомендациями по интервалам смазки.

• Чрезмерное смазывание : Чрезмерное смазывание может привести к чрезмерному перегреву ваших подшипников, что, в свою очередь, может привести к их выходу из строя. Чтобы убедиться, что вы не чрезмерно смазываете свое оборудование, убедитесь, что предохранительные клапаны открыты во время процесса повторной смазки, убедитесь, что все предохранительные клапаны чисты от грязи или затвердевшей смазки, снимите пробку выпуска смазки или откройте выпускной клапан. там, где он установлен, и медленно закачайте смазку в подшипник. (Шприцы для смазки могут создавать избыточное давление на фунт/кв. дюйм, и медленное добавление смазки может помочь смягчить это.) Прекратите смазку, если ощущается какое-либо аномальное противодавление.

• Неправильная смазка : Различные типы смазок несовместимы друг с другом из-за их химического состава. Используйте только тип смазки, рекомендованный производителем, чтобы избежать проблем несовместимости смазки.

• Несоосность : Важно, чтобы двигатель и нагрузка были правильно выровнены при фактических рабочих температурах и условиях. Машины, которые правильно выровнены при комнатной температуре, могут сильно разъюстироваться из-за деформации, связанной с изменением температуры во время работы. Несоосность следует проверять примерно каждые 2000 часов работы. Как рабочее, так и нерабочее выравнивание следует проверять каждый раз, когда вы достигаете этого интервала.

• Перегрузка вала : Чрезмерная нагрузка на вал двигателя может привести к отказу двигателя. Шкивы с ременным приводом часто создают большие нагрузки непосредственно на подшипник вала. Один из способов контролировать перегрузку вала — отслеживать, как часто ваши ремни достигают нижнего предела. Если это происходит более чем разумно, вероятно, причиной является перегрузка вала.

• Вибрация : Чрезмерная вибрация двигателя может быть фактором, способствующим выходу из строя многих различных компонентов двигателя. Убедитесь, что болты крепления двигателя затянуты, так как вибрация может привести к их ослаблению во время работы. Чтобы определить, является ли ваш уровень вибрации нормальным, см. допустимые уровни вибрации, установленные в стандарте ISO 10816.0044 он может быть подвергнут. Подшипники поставляются с различными зазорами, чтобы учесть тепловое расширение в процессе эксплуатации. На каждые 15 ^o C охладителя вы можете поддерживать температуру двигателя выше нормальной рабочей температуры, вы можете удвоить интервал повторной смазки / срок службы ваших подшипников.

2. Обмотка статора (16%) Ремонт двигателя

Неисправность обмотки составляет только 16% зарегистрированных отказов двигателя. Отказ обмотки может произойти по нескольким причинам, включая:

• Перегрузка : Обмотки двигателя могут выйти из строя из-за перегрузки на валу двигателя, что приводит к чрезмерному нагреву и, в конечном итоге, к отказу двигателя. Тепловое реле перегрузки является распространенным методом, используемым для защиты от перегрузки.·        

• Перегрев : Чем холоднее работает двигатель, тем больше ожидаемый срок его службы. Чрезмерные пуски являются основной причиной перегрева. Во время запуска двигатель обычно потребляет от 6 до 8 раз больше номинального тока. Это может увеличить тепловое состояние двигателя, увеличивая тепловую нагрузку на обмотки и способствуя отказу двигателя. Один из способов узнать, находятся ли ваши обмотки под напряжением, — это посмотреть на затемненные участки на обмотках двигателя — эти отметки обычно являются признаками перегрева.

3. Внешние условия (16%) Электрические испытания двигателя

Внешние условия в значительной степени способствуют 16% зарегистрированных отказов двигателя. Внешние условия, которые могут повредить ваш двигатель, включают:

• Нагрев (рабочая температура двигателя) : Системы изоляции, обеспечивающие высокий уровень защиты от тепла, являются отличной идеей для предотвращения отказа двигателя. Всегда следите за состоянием системы охлаждения вашего двигателя. Сломанные вентиляторы, забитые вентиляционные отверстия, заблокированные или поврежденные ребра охлаждения могут вызвать чрезмерное накопление тепла, вызывающее быстрое ухудшение изоляции внутренней проводки.
• Влажность : Электричество и вода — плохое сочетание. Высокая влажность может привести к попаданию влаги в двигатель и вызвать его повреждение и коррозию. С влажностью можно бороться, открывая пробки сливных отверстий, устанавливая антиконденсационные нагреватели и используя дополнительную защиту от коррозии (например, улучшенные системы окраски или покрытия). Если вы не можете полностью изолировать от проникновения влаги, убедитесь, что вентиляционные пробки установлены и не засорены – это гарантирует, что вся попадающая влага может стекать.
• Загрязнение : Любые посторонние частицы, попавшие в корпус двигателя, могут нанести непоправимый ущерб, особенно подшипникам и обмоткам двигателя. Делайте все, что в человеческих силах, чтобы не допустить попадания частиц загрязнения в двигатель и сохранить его долговечность.
• Нагрев (температура окружающей среды) : Перед покупкой двигателя убедитесь, что его номинальные характеристики соответствуют условиям окружающей среды, в которых он будет работать. Снижение номинальных характеристик часто необходимо при высоких температурах окружающей среды, в то время как при чрезвычайно низких температурах окружающей среды могут потребоваться специальные изоляционные материалы.

4. Стержень ротора (5%) Электродвигатель

Проблемы с стержнем ротора являются причиной 5 % всех зарегистрированных отказов двигателей. Ниже мы обсудим три причины, по которым проблемы со стержнем ротора могут привести к отказу двигателя:

• Начальная частота : Нагрев, охлаждение, ускорение и торможение могут вызвать термическое напряжение и инерционные разрушения. Время пуска зависит от крутящего момента нагрузки, инерции и крутящего момента двигателя. Так как пусковой ток всегда намного выше номинального тока, чрезмерно длительный пусковой период вызовет опасное повышение температуры двигателя.

• Перегрузки : В заблокированном роторе или в остановленном состоянии ротор может подвергнуться резкому и чрезмерному повышению температуры, что может привести к выходу из строя клетки ротора. Внезапное повышение температуры часто происходит во время запуска. Двигатели могут заглохнуть во время нормальной работы из-за механических неисправностей, включая заклинившие подшипники, большую нагрузку или возможное застревание посторонних предметов в двигателе.

• Пониженное напряжение : Пониженное напряжение увеличивает рабочий ток, вызывая перегрев и снижение эффективности, что в конечном итоге приводит к отказу.

5. Муфта вала (2%) Соединенный двигатель

На проблемы с муфтой вала приходится только 2% зарегистрированных отказов двигателя. Несоосность и неправильная установка — это две причины, по которым проблемы с муфтой вала могут привести к отказу двигателя:

• Несоосность : Плохо отцентрованная муфта подвергается некоторым необычным нагрузкам, которые могут привести к отказу двигателя. Убедитесь, что ваша муфта выровнена параллельно валам.
  • Существует три типа смещения:
    • Механическое : Опыт показал, что любой двигатель и нагрузка, приводимая в движение двигателем, могут перекоситься во время транспортировки или перемещения. Надлежащее выравнивание приводов с прямым соединением может быть выполнено с помощью циферблатного индикатора, лазера или компьютеризированных приборов.
    • Параллельность : Это смещение между центральными линиями двух валов. Это можно определить, установив циферблатный индикатор на одну полумуфту, а индикаторный щуп радиально опирается на другую полумуфту, а затем повернув оба вала вместе на 360 градусов.
    • Угловой : Это величина, на которую поверхности двух полумуфт не параллельны. Это можно определить, установив циферблатный индикатор на одну половину муфты с индикаторным щупом на поверхность другой половины, а затем повернув оба вала вместе на 360 градусов, чтобы определить любые отклонения в показаниях. Во время этой проверки вы должны удерживать вал двигателя осевым люфтом напротив его упорного буртика, чтобы предотвратить ложные показания из-за движений вала в осевом направлении.
• Неправильная установка : Основная причина выхода из строя муфты связана с неправильной установкой . Обязательно изучите и используйте подходящие методы установки для вашего конкретного двигателя. Доступны две основные муфты:
  • Жесткая : Для использования, когда валы выровнены соосно.
  • Гибкие или компенсирующие : Для использования, когда невозможно гарантировать соосность вала или когда ожидается искривление или движение, которые могут передаваться через вал.

Как предотвратить отказ двигателя

При установке нового двигателя обязательно задокументируйте рабочее состояние, технические характеристики машины и диапазоны допусков производительности. Обязательно документируйте важные измерения при установке, до и после технического обслуживания и на регулярной основе. Рекомендуется создать архивный справочник измерений, чтобы облегчить анализ тенденций и выявить любые изменения состояния или условий. Один из способов отслеживать вашу статистику — это наносить на график отдельные измерения, чтобы установить базовую тенденцию.