Как проверить асинхронный двигатель на межвитковое замыкание

Определение межвиткового замыкания

Междувитковое замыкание определяется проверкой сопротивления. Данная величина измеряется с помощью дефектоскопа или омметра. 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. При необходимости, данная неисправность может определяться с помощью индукционного метода. Для этого, витки проверяемой электрообмотки находятся в переменном магнитном поле, после чего происходит индуцирование электродвижущей силы.

Когда в обмотке имеются замкнутые витки, то под воздействием наведенных токов она начинает нагреваться. При замыкании даже одного или двух витков, нагревание происходит в течение от 3-х до 5-ти минут.

Межвитковое замыкание обмотки статора может определяться дефектоскопом, без выемки из пазов. В состав дефектоскопа входят индукционный и сигнальный аппараты, расположенные друг за другом в общем корпусе. Сердечники обоих аппаратов одновременно накладываются на зубцы пазов или по длине проводников проверяемой обмотки. Обмотка индукционного аппарата находится включенной в сеть с напряжением до 18-ти вольт. Возникает магнитное поле, вызывающее наведение электродвижущей силы.

При витковом замыкании, по обмотке начинает течь ток, а вокруг проводников появляется собственное магнитное поле. В результате, в обмотке сигнального аппарата также появляется электродвижущая сила, после чего загорается лампочка сигнала.

Как определить неисправную обмотку

Для определения межвиткового замыкания в электродвигателе, его необходимо разобрать. Произвести визуальный осмотр. Дефект можно определить по внешнему виду обмоток. На них видны места кроткого замыкания, как показана неисправность ротора и статора на рисунках снизу:

Однако зачастую признаки межвиткового замыкания обнаружить визуально невозможно. Поэтому обслуживающий персонал должен знать, что делать в таких ситуациях. При отсутствии видимых неисправностей применяют следующие методы.

Поиск неисправности с помощью металлического шарика

Выявить замыкание изоляции можно при помощи понижающего трехфазного трансформатора. Напряжение вторичной обмотки не должно превышать 40 Вольт.

На разобранный двигатель подается напряжение с трансформатора. Внутрь двигателя по кругу запускают металлический шарик. При исправных обмотках он начинает «бегать» по кругу без остановки.

Если имеется замыкание обмотки, то шарик, сделав два три круга примагничивается в месте неисправности.

Если отсутствует шарик, проверить можно с помощью пластины из трансформаторного железа. Можно использовать железо от неисправного трансформатора. Пластину прикладывают по кругу поочередно. В неисправном месте пластина начнет вибрировать. В остальных местах она примагничивается.

Проверяя исправность электродвигателя, не стоит забывать о технике безопасности. Корпус двигателя должен быть заземлен. При этом, категорически запрещено подавать напряжение выше 40 Вольт на обмотки.

На рисунке снизу показана методика проверки с помощью шарика:

Проверка специальным прибором

Поиск межвиткового замыкания электродвигателя можно производить с помощью прибора для проверки пробоя изоляции обмоток. Его можно приобрести через интернет или сделать самостоятельно. Многочисленные схемы приведены в интернете. Они не сложные. Повторить может любой специалист, имеющий навыки работы с паяльником и разбирающийся в электросхемах.

Как определить неисправность, подробно расписано в инструкции к прибору. Диагностика выполняется за считанные минуты. Однако, для выполнения диагностики необходим осциллограф.

Это дорогостоящий прибор. Работать на нем умеют не все мастера. Поэтому этот метод проверки не получил массового распространения.

Сейчас промышленность выпускает устройства, которые не требуют применения осциллографа. В нем имеются два светодиода, по которым определяют неисправность.

Прибор представляет собой генератор, колебательный контур которого состоит из конденсатора и обмотки двигателя. Подстроечным резистором добиваются возбуждения контура. В этом случае светодиод начинает мигать. Поочередно подсоединяют все обмотки. При подключении неисправной обмотки, светодиод будет гореть постоянно. Т.е. произойдет срыв генерации.

Диагностика якоря с помощью дросселя

Для проверки якоря применяют дроссель. Он представляет собой трансформатор с вырезанным сердечником. Используется прибор заводского изготовления или самодельный.

Сделать его можно при наличии неисправных вибрационных насосов «Малыш» или «Ручеек». Подробная инструкция с описанием имеется в интернете.

Проводились измерения на заводском приборе и самодельном, изготовленном по методике, описанной в интернете. Результат оказался одинаковым.

Как проверять неисправность данным устройством. В вырез помещается якорь. На дроссель подается напряжение. При этом обмотка якоря будет представлять вторичную обмотку трансформатора.

С помощью пластины из трансформаторного железа проверяем исправность обмотки. Постепенно поворачивая якорь, в месте пробоя, пластина примагничивается к якорю и начинает вибрировать. Это показано на нижеприведенном рисунке:

Измерение сопротивления тестером

При отсутствии дросселя можно произвести проверку аналоговым тестером. Стоит отметить, что таким образом можно проверить обрыв обмотки, а замыкание витков проверяют вышеописанным способом.

Для этого производят замеры между ламелями якоря. Сопротивление проводников должно быть одинаковым.

Обязательно производят проверку замыкания проводов на корпус. Для этого необходимо один конец тестера соединить с корпусом и поочередно прозвонить каждую обмотку. Такую проверку выполняют при условии отсутствия обрыва в обмотках.

На фото снизу показано, как измерять сопротивление проводников:

Проверка статора тестером

Проверить целостность обмотки статора можно с помощью тестера. Для этого достаточно измерить сопротивление каждой в отдельности. Замеры выполняют с помощью высокоточного прибора. Не лишне проверить на отсутствие пробоя изоляции на корпус с помощью мегомметра.

На рисунке вверху показана прозвонка целостности обмоток:

Как прозвонить коллекторный двигатель

Коллекторный агрегат также можно прозвонить мультиметром. Данный тип электродвигателей используется в цепи постоянного тока.

Коллекторные двигатели переменного тока встречаются реже, например в различных электроинструментах. Наиболее качественно прозванивать такие изделия можно в том случае, если полностью разобрать электрический двигатель.

Проверить якорь электродвигателя, а также прозвонить обмотку статора можно будет с помощью мультиметра, который должен быть переведён в режим измерения сопротивления до 200 Ом.

Наиболее часто статор коллекторного агрегата состоит из двух независимых обмоток, которые и требуется прозвонить мультиметром для определения их исправности.

Точное значение данного показателя, можно узнать в документации к электродвигателю, но о работоспособности обмотки можно судить в том случае, если прибор покажет небольшое значение сопротивления.

В мощных двигателях постоянного тока электрооборудования автомобиля, значение сопротивления статора будет настолько малым, что его отличие от короткозамкнутого проводника, может составлять десятые доли Ома. Менее мощные устройства имеют сопротивление обмотки статора в пределах 5 — 30 Ом.

Для того чтобы прозвонить мультиметром обмотки статора коллекторного электродвигателя, необходимо соединить щупы измерительного прибора с выводами данных обмоток. Если в процессе диагностических мероприятий будет выявлено отсутствие сопротивления даже в одном контуре, дальнейшая эксплуатация агрегата не осуществляется.

Ротор коллекторного электродвигателя состоит из значительно большего количества обмоток, но проверка якоря не займёт много времени.

Для того чтобы прозвонить эту деталь, необходимо включить мультиметр в режим измерения сопротивления до 200 Ом и расположить щупы мультиметра на коллекторе таким образом, чтобы они находились на максимальном удалении друг от друга.

Таким образом щупы займут место щёток двигателя и одну из нескольких обмоток якоря можно будет прозвонить. Если мультиметр покажет какое-либо значение, то не снимая щупов измерительного устройства с коллектора, следует провернуть слегка ротор, до момента соединения следующей обмотки со щупами устройства.

Таким образом проверить обмотку можно без особых усилий. Если мультиметр покажет примерно одинаковое значение сопротивления каждого контура, то это будет означать, что якорь устройства абсолютно исправен.

Это нарушение может привести не только к выходу из строя электродвигателя, но и к увеличению вероятности получения электротравмы. Проверить якорь и статор коллекторного двигателя на пробой не составит большого труда, для этого необходимо включить режим измерения сопротивления до 2 000 кОм. Для проверки статора достаточно подключить одну клемму к корпусу, а вторую к одной из обмоток.

Чтобы прозвонить эту часть электродвигателя правильно, во время выполнения данной операции запрещается прикасаться руками к металлической части щупов мультиметра, или к корпусу статора и проводки измеряемого контура.

Если не придерживаться этого правила, то можно получить ложноположительные результаты, так как через тело человека будет проходить достаточный электрический потенциал. В этом случае мультиметр покажет сопротивление человека, а не «пробой» между корпусом статора и обмоткой.

Аналогичным образом измеряется и возможная утечка электротока на корпус якоря электродвигателя.

Чтобы прозвонить отсутствие «пробоя» на массу устройства, необходимо поочерёдно присоединять щупы мультиметра к корпусу и различным обмоткам ротора электромотора.

Для того чтобы прозвонить различные типы электродвигателей с помощью мультиметра, необходимо приобрести мультиметр, который имеет режим измерения сопротивления.

Сверхточность, при осуществлении подобных действий, не требуется, поэтому можно с успехом использовать дешёвые китайские устройства. Прежде чем прозвонить обмотки двигателя мультиметром, необходимо убедиться в его исправности.

Следует также иметь в виду, что неисправность электродвигателя может иметь различные признаки. Даже в том случае если электрический прибор находится в рабочем состоянии, но обороты двигателя не достигают максимального значения, следует незамедлительно прозвонить возможные повреждения обмоток.

При осуществлении любых электромонтажных или диагностических работ, необходимо полностью отсоединить прибор от сети 220 В. или трёхфазного тока.

Проверка пускового конденсатора

Уверенный запуск электродвигателя происходит, когда в момент включения питания параллельно рабочей емкости кратковременно подключается пусковой конденсатор. Он служит для создания на старте кругового магнитного поля, после начала вращения ротора отключается. Пусковой конденсатор легко проверить мультиметром, даже если в нем нет режима измерения емкости:

1. Конденсатор, предварительно разрядив замыканием выводов, отсоединяют от схемы электродвигателя, тщательно осматривают. Если есть трещины, вздутие корпуса, другие видимые повреждения — емкость можно менять на новую без проверки.
2. Выставить на тестере режим измерения сопротивления на пределе 2000 килоом, проверить работоспособность кратковременным соединением измерительных щупов.
3. Щупы соединить с выводами конденсатора. Разряженный, он начнет быстро заряжаться от щупов прибора. Емкость его относительно велика, много больше, чем у рабочего конденсатора. Индикатор мультиметра сначала покажет маленькое сопротивление, которое по мере заряжания емкости будет увеличиваться, потому что зарядный ток постепенно уменьшается. По окончании процесса мультиметр покажет бесконечно большое сопротивление, обрыв.
4. Перевернуть полярность подключения щупов к конденсатору, увидеть рост сопротивление, с индикацией обрыва в конце измерения. Этим подтвердится, что конденсатор исправен.
5. Проверить пробой пластин на корпус конденсатора, если он металлический, измеряя сопротивление между корпусом детали и каждым из выводов поочередно.

Индикатор тестера должен показать обрыв. Другие значения, это признак неисправности.

Какие неисправности в электродвигателе позволяет выявить мультиметр

Достаточно часто для проверки электродвигателей переменного тока используется мультиметр – многофункциональный электронный измерительный прибор. Он имеется в наличии практически у каждого домашнего мастера и позволяет выявить некоторые виды неисправностей в электрических приборах, в том числе и в электродвигателях.

Самыми распространенными неисправностями, которые возникают в электрических машинах такого типа являются:

• обрыв обмотки (ротора или статора);
• короткое замыкание;
• межвитковое замыкание.

Рассмотрим каждую из этих проблем подробнее и разберем методы выявления таких неисправностей.

Проверка на обрыв или целостность обмотки

Обрыв обмотки достаточно распространенное явление при обнаружении неправильной работы электродвигателя. Обрыв в обмотке может случиться как в статоре, так и в роторе.

Если была оборвана одна фаза в обмотке, соединенной по схеме «звезда» – то ток в ней будет отсутствовать, а в других фазах значения тока будет завышено, двигатель при этом работать не будет. Также может быть обрыв параллельной ветви фазы, что приведет к перегреву исправной ветви фазы.

Если была оборвана одна фаза обмотки (между двумя проводниками), соединенной по схеме «треугольник» — то ток в двух других проводниках будет значительно меньше, чем в третьем проводнике.

Если возник обрыв в обмотке ротора, то будут происходить колебания тока с частотой, равной частоте скольжения и колебания напряжения, при этом проявится гудение и обороты двигателя будут снижены, также возникнет вибрация.

Эти причины указывают на неисправность, но выявить саму неисправность можно при помощи прозвонки и измерения сопротивления каждой обмотки электродвигателя.

В двигателях, рассчитанных на переменное напряжение 220 В, прозваниваются пусковая и рабочая обмотки. Значение сопротивления пусковой обмотки должно быть больше, чем рабочей в 1,5 раза.

В электродвигателях на 380 В, которые подключаются по схемам «звезда» или «треугольник» всю схему необходимо разобрать и проверить каждую обмотку по отдельности. Сопротивление каждой из обмоток такого электродвигателя должно быть одинаковым (с отклонением не более пяти процентов). Но при обрыве дисплей мультиметра будет показывать высокое значение сопротивления, которое стремится к бесконечности.

Также обмотки двигателя можно проверить с помощью функции мультиметра «прозвонка» . Такой способ позволяет быстро выявить обрыв в цепи, так как при этом будет отсутствовать звуковой сигнал, в исправной цепи мультиметр будет издавать звук, а также возможна и световая индикация.

Проверка на короткое замыкание

Также распространенной неисправностью в электродвигателях является короткое замыкание на корпус. Для выявления этой неисправности (или её отсутствия) совершают следующие действия:

• устанавливаются значения измерения сопротивления мультиметром на максимум;
• щупы соединяют между собой для проверки исправности измерительного прибора;
• один щуп соединяют с корпусом электродвигателя;
• второй щуп присоединяют поочередно к выводам каждой фазы;

Результатом таких действий при исправном двигателе будет высокое сопротивление (несколько сотен или тысяч мегаом). «Прозвонкой» мультиметра проверить пробой на корпус даже удобнее: нужно осуществить в режиме прозвонки все те же действия, описанные выше и наличие звукового сигнала будет означать нарушение в целостности изоляции обмоток и короткое замыкание на корпус. К слову сказать, данная неисправность не только негативно влияет на работу самого оборудования, но и является опасной для жизни и здоровья человека при отсутствии специальных защитных устройств.

Проверка на межвитковое замыкание

Ещё одним видов неисправностей является межвитковое замыкание – короткое замыкание между разными витками одной катушки двигателя. При такой неполадке мотор будет гудеть и заметно снизится его мощность.

Выявить такую неисправность можно несколькими способами. Например, можно воспользоваться токовыми клещами или мультиметром.

При диагностике с помощью токовых клещей измеряют значения тока каждой из фаз обмотки статора и если значение тока в одной из них будет завышено, то там и находится замыкание.

Редкие неисправности

Намного реже в коллекторных двигателях случаются обрывы и выгорания обмоток и мест подключения. Также редко можно встретить оплавления, замыкания ламеля пылью графита.

Чтобы избежать таких поломок, во время внешнего осмотра нужно всегда обращать внимание на:

• цельность обмоток;
• наличие почернения на обмотках;
• прочность контакта ламелей коллектора с выводами проводов. Если есть необходимость, то их нужно перепаять;
• количество графитовой пыли между ламелями коллектора. Обязательно удалите пыль, если нужно;
• присутствие горелого запаха (это может быть изоляция).

При визуальном осмотре вы обнаружили, что обмотка статора/ротора повреждена? Сдайте ее на перемотку или просто замените новой.

К сожалению, повреждение обмотки не всегда можно увидеть невооруженным глазом, поэтому если очевидных поломок нет, прозвоните их с помощью мультиметра.

Проверка конденсатора с использованием мультиметра

Проверка конденсатора мультиметром

Конечно, наиболее надежный способ проверить неисправный однофазный двигатель с конденсатором – использовать омметр для измерения величины сопротивления. Прибор точно покажет сопротивление конденсатора, а по этому уже можно делать выводы о том, насколько целостным является диэлектрик, от чего напрямую зависит исправность электронного устройства.

В бытовых условиях, когда точных значений от вас никто не требует, а вам нужно лишь узнать причину поломки, достаточно будет и мультиметра. 

Алгоритм проверки следующий:

• мультиметр переключается в режим измерения Ом;
• затем нужно выставить верхнее значение сопротивления – бесконечность;
• произвести измерение сопротивления конденсатора на выводах. 

Если сопротивление будет низким (а это любое значение, помимо бесконечности), то устройство, которое проходит тест, сломано. Тут либо пробит диэлектрик, либо вытек электролит.

Стрелка циферблата на тестере показывает небольшое отклонение, а затем возвращается на исходную позицию? Конденсатор исправен и потихоньку набирает емкость.

Стрелка прибора, которая отклонилась, а затем зафиксировалась на одном из значений также свидетельствует о поломке электронного устройства.

Поломки, которые можно определить с помощью мультиметра

Как мы уже выяснили, мультиметр – незаменимый прибор для быстрой и многопрофильной проверки двигателей на исправность. Он найдется у всех профильных мастеров и во многих домашних мастерских. С его помощью можно выявить основные виды поломок электроприборов, и двигатели не исключение.

Наиболее частыми поломками в электродвигателях и других машинах такого типа являются следующими:

• оборвавшаяся обмотка на роторе или статоре;
• наличие короткого замыкания;
• наличие межвиткового замыкания.

Каждая проблема из списка выше заслуживает более близкого ее рассмотрения.

Изменение сопротивления

Определение межвитковое замыкание позволяет существенно упростить ремонтные работы. Чтобы качественно проверить мотор на факт сопротивления изоляции, опытные электрики активно используют мегометр с напряжением 500 В. Таким приспособлением можно безошибочно измерить сопротивление изоляции обмоток двигателя. Если электродвигатели обладают напряжением 12 В или 24 В, то без помощи тестера просто не обойтись. Изоляция таких обмоток не рассчитана на испытание под максимальным напряжением. Производитель всегда в паспорте к агрегату указывает оптимальное значение. Если тестирование показало, что сопротивление изоляции гораздо меньше оптимальных 20 Мом, то обмотки обязательно разъединяют и тщательно проверяют каждую по отдельности. Для собранного мотора показатель не должен быть ниже положенных 21 Мом. Если изделие долгое время пролежало в сыром месте, то перед эксплуатацией его обязательно просушивают в течение нескольких часов накальной лампой.

Как проверить обмотку статора УШМ в домашних условиях разными способами

Существует большое количество различных электрических приборов с помощью которых можно произвести диагностику статора. Однако в домашних условиях применяется ограниченное количество технических средств. Некоторые представлены в нижеследующих видео.

Проверка якоря/ротора и статора мультиметром/тестером

В следующем видео в качестве инструмента для диагностики ротора и статора электропривода используется прибор мультиметр или как чаще в обиходе называемый тестером. Применяется для измерения различных электрических параметров: сопротивления, силы тока, напряжения. Для определения неисправностей в виде обрыва проводов, пробоя обмотки на корпус используется режим «омметр», то есть выставляется определенное значение сопротивления, которое сопоставимо с имеющимся в проверяемой цепи. В данном случае с пределом 200 Ом.

Пробой статора на корпус определяется прикладыванием индикаторных щупов к его корпусу и одному из концов обмотки. Наличие на индикаторе какой-либо величины сопротивления показывает о наличии дефекта в виде пробоя обмотки на корпус. При диагностировании обрыва обмотки индикатор прибора не будет ничего показывать при совмещении щупов с выводами обмоток.

Более сложные манипуляции следует провести при проверке обмоток ротора электропривода. Обрыв обмотки может быть в любом соединении с отдельно взятой ламелью коллектора. Поэтому необходимо проверить сопротивление между всеми ламелями коллектора, прикладывая к ним поочередно индикаторные щупы. При отсутствии обрыва сопротивление будет иметь во всех случаях одно и то же небольшое значение. Любые отклонения свидетельствуют о наличии обрыва. Пробой обмотки на корпус проверяется щупами при контакте их с коллектором и «железом» из набора листов из электротехнической стали. Шкала индикатора не должна реагировать на данное действие.

Однако мультиметром невозможно определить межвитковое замыкание. Здесь применяется прибор носящий название индикатор коротко замкнутых витков (ИКЗ). Более подробно о нем в нижеследующей информации.

На межвитковое замыкание, индикатором

Принцип действия прибора для определения межвиткового замыкания показан в следующем видео. Прибор в проверяемой обмотке индуцирует магнитное поле. При наличии в обмотке коротко замкнутых витков ток короткого замыкания вызывает повышенное противодействие генерируемому прибором электромагнитному полю. Регулировкой ИКЗ выполняется настройка, по достижении которой срабатывает световой сигнал (индикаторная лампочка изменяет цвет с зеленого на красный) или раздается звуковое сопровождение. В дополнение к основному применению, автор показывает способ определения мест подсоединения проводов обмотки к ламелям коллектора, при отсутствии визуально просматриваемых контактов.

Макита, без приборов

В одной из моделей Макита в следующем видео во время работы пошел дым, что является верным признаком сгоревших ротора или статора. Для определения причин автор выполнил полную разборку болгарки, дающую возможность хорошо выполнить внешний осмотр подозреваемых в неисправности узлов болгарки. Если на роторе признаков последствий от задымления обнаружено не было, то на статоре несколько мест подгоревшего электроизоляционного лака четко просматривались.

Мультиметр – автомат: быстро и качественно выполняет измерения

Мультиметр, который представлен в следующем видео удобен в работе и позволяет снимать показания без лишней суеты, когда у прибора, не обладающего такой опцией «скачут» измеряемые величины. Показан способ определения погрешности измерения, связанный с сопротивлением индикаторных щупов. Дано ориентировочное значение сопротивления обмотки, где отсутствуют неисправности.

Чтобы проверить статор и ротор на межвитковое замыкание мультиметром, не потребуется много времени. Дольше придется разбирать двигатель. Болгарка, дрель, перфоратор – каждый инструмент можно отремонтировать, определив неисправность. Проверку лучше разбить на несколько основных этапов, и последовательно не спеша выполнять действия.

Измерение сопротивления изоляции обмоток

Для проверки двигателя на сопротивление изоляции, электрики используют мегомметр с испытательным напряжением 500 В или 1000 В. Этим прибором измеряют сопротивление изоляции обмоток двигателей рассчитанных на рабочее напряжение 220 В или 380 В.

Для электродвигателей с номинальным напряжением 12В, 24в используют тестер, так как изоляция этих обмоток не рассчитана на испытание под высоким напряжением 500 В мегомметра. Обычно в паспорте на электродвигатель указывается испытательное напряжение при измерении сопротивлений изоляции катушек.

Сопротивление изоляции обычно проверяется мегомметром

Перед измерением сопротивления изоляции нужно ознакомиться со схемой подключения электродвигателя, так как некоторые соединения звездой обмоток бывают подключены средней точкой к корпусу двигателя. Если обмотки имеет одну или несколько точек соединений, “треугольник”, “звезда”, однофазный двигатель с пусковой и рабочей обмоткой, тогда изоляция проверяется между любой точкой соединения обмоток и корпусом.

Если сопротивление изоляции значительно меньше 20 Мом, обмотки разъединяют и проверяют каждую отдельно. Для целого двигателя сопротивление изоляции между катушками и металлическим корпусом должно быть не ниже 20 Мом. Если электродвигатель работал или хранился в сырых условиях, тогда сопротивление изоляции может быть ниже 20 Мом.

Тогда электродвигатель разбирают и просушивают несколько часов накальной лампой 60 Вт, помещенной в корпус статора. При измерении сопротивления изоляции мультиметром, выставляют предел измерений на максимальное сопротивление, на мегомы.