Асинхронный двигатель
Цель: Понять устройство трёхфазного асинхронного двигателя, вращающееся поле, скольжение и основные причины неисправностей.
Статор и ротор
В трёхфазном асинхронном двигателе статор содержит обмотки, питаемые трёхфазной системой. Они создают вращающееся магнитное поле. В короткозамкнутом роторе это поле индуцирует токи, взаимодействие которых с полем создаёт электромагнитный момент.
Синхронная скорость и скольжение
Скорость поля зависит от частоты и числа пар полюсов:
n₁ = 60f/pРотор в двигательном режиме вращается немного медленнее поля; разницу характеризует скольжение:
s = (n₁−n)/n₁Если бы ротор достиг скорости поля, относительное движение исчезло бы, ток в роторе и момент резко уменьшились бы.
Паспортные данные
На шильдике обычно указывают мощность, напряжение и схему соединения, номинальный ток, частоту, скорость, cosφ, КПД, класс изоляции, степень защиты и режим работы. Перед подключением ориентируются на данные конкретного двигателя.
Типичные неисправности
- обрыв фазы или плохой силовой контакт — повышенные/несимметричные токи и недостаточный момент;
- перегрузка механизма — ток выше номинального и перегрев;
- износ подшипников — шум, вибрация и дополнительный нагрев;
- межвитковый дефект — локальный нагрев и несимметрия токов;
- неправильное соединение обмоток — ненормальный режим.
Потеря фазы на работающем двигателе
При исчезновении одной фазы трёхфазный двигатель, уже вращающийся под небольшой нагрузкой, иногда продолжает работать, но токи в оставшихся фазах возрастают и становятся несимметричными. Момент падает, нагрев увеличивается. При попытке пуска в таком состоянии двигатель может вообще не раскрутиться.
Поэтому проверка двигателя только по факту «вал вращается» недостаточна. Измеряют ток каждой фазы, линейные напряжения и оценивают нагрузку. Защитные устройства и реле контроля фаз применяют в соответствии с требованиями конкретного привода.
Диагностика
Измеряют все три линейных напряжения и токи, сравнивают их между собой и с паспортом, проверяют механическую нагрузку, вентиляцию, подшипники и состояние соединений. Одного измерения сопротивления обмоток недостаточно для полной оценки двигателя.
Что нужно запомнить
- Вращающееся поле статора индуцирует токи ротора и создаёт момент.
- n₁=60f/p, ротор в двигательном режиме имеет скольжение.
- Шильдик определяет допустимую схему и рабочие параметры.
- Диагностика двигателя требует сравнения всех фаз и механической части.