Как найти обрыв обмотки электродвигателя

Электродвигатель, даже самый надёжный, по различным причинам может выйти из строя. В некоторых ситуациях для того чтобы определить причину неполадок может потребоваться диагностика обмоток двигателя. Конечно, в идеале проверку обмоток нужно производить при помощи специального оборудования, однако за неимением его в домашнем арсенале элементарную проверку можно осуществить при помощи всем нам знакомого мультиметра.

Возможные неисправности обмоток

На первый взгляд обмотки электродвигателя, представляющие собой кусок намотанного особым образом проводника, настолько конструктивно просты, что ломаться там попросту нечему. Однако следует понимать, что функциональность обмоток зависит от множества моментов, таких, как однородность и плотность материала, точность сечения, обеспечение плотного контакта при соединении, свойства изолирующего слоя. В случае, если какое-то из этих условий нарушается, нарушаются и условия прохождения тока через обмотки, что неминуемо ведёт к ухудшению эксплуатационных характеристик электродвигателя. Поскольку конструктивные особенности электродвигателей исключают возможность визуальной диагностики, единственным доступным методом проверки обмоток является проверка электрических характеристик, позволяющая диагностировать такие нарушения, как:

– обрыв, препятствующий прохождению тока по обмоткам;
– повреждение изоляции между входными и выходными витками (короткое замыкание);
– замыкание между витками, вследствие которого повреждённые витки исключаются из работы;
– нарушение изоляции между обмотками и корпусом статора.

Проверка на обрыв и короткое замыкание

Проверка обмоток электродвигателя на обрыв и короткое замыкание представляет собой самый простой вид диагностики. Проверка осуществляется путём простого измерения значения сопротивления провода. Обрыв провода, сопровождающийся образованием воздушного пространства, диагностируется при очень высоких показателях сопротивления, очень низкие, стремящиеся к нулю, показатели, свидетельствуют о коротком замыкании, вследствие которого неисправный кусок обмотки исключается из измерения.

Проверка на замыкание между витками

Осуществить проверку на такой тип повреждения обмоток несколько сложнее. Диагностика может быть осуществлена различными методами.

– Проверка омметром. Применение омметра, измеряющего активное сопротивление обмоток, не всегда даёт точные результаты. Дело в том, что, помимо активного сопротивления, при работе обмотка создаёт также серьёзное индуктивное сопротивление. Поэтому в случае замыкания одного из витков, при крайне незначительном изменении значения активного сопротивления, выявить истинную причину неполадок крайне сложно. Получить более точный результат с помощью омметра можно, используя так называемый мостовой метод диагностики, однако проведение такого типа проверки требует лабораторных условий, и потому недоступно для широкого использования.

– Измерение тока в фазах. Хорошие результаты при диагностике замыкания, произошедшего между витками обмоток, даёт последовательное измерение показателей тока в каждой из фаз. О наличии неисправности будет свидетельствовать изменение соотношения токов по фазам: в полностью исправном электродвигателе все фазы потребляют одинаковые токовые значения. Для получения корректных результатов токи фаз следует измерять под нагрузкой.

– Проверка переменным током. В случаях, когда нет возможности измерить общее сопротивление обмоток с учётом индуктивного сопротивления, осуществляется проверка переменным током при помощи амперметра, вольтметра и понижающего трансформатора. Чтобы ограничить ток, в схему устанавливается реостат или резистор. Проверка обмоток производится при низком напряжении, при этом значение тока не должно превышать номинальное. Чтоб узнать полное сопротивление, полученное значение падения напряжения необходимо разделить на ток. Процедура повторяется для всех обмоток. Большие разницы значений будут свидетельствовать о наличии межвитковых замыканий.

– Проверка шариком. Данный метод диагностики неисправности обмоток основан на электромагнитном поле с вращающим эффектом, создаваемым исправными обмотками. Для проверки необходимы три понижающих трансформатора, имеющих одинаковые данные: их подключают на каждую из фаз. При подаче напряжения на обмотки в магнитное поле статора помещается стальной шарик, который, в отсутствии неисправностей, будет синхронно вращаться в магнитопроводе. При наличии межвиткового замыкания шарик остановится именно в том месте, где оно произошло. Для ограничения нагрузок проверка должна быть кратковременной. Кроме того, важно знать, что превышение тока выше номинальных значений в процессе проверки категорически запрещается: это может спровоцировать вылет металлического шарика из статора на высокой скорости, что может быть опасным.

В идеале чтобы была произведена проверка обмоток электродвигателя, необходимо иметь специальные приборы, предназначенные для этого, которые стоят немалых денег. Наверняка не у каждого в доме они есть. Поэтому проще для таких целей научиться пользоваться тестером, имеющим другое название мультиметр. Такой прибор имеется практически у каждого уважающего себя хозяина дома.

Электродвигатели изготавливают в различных вариантах и модификациях, их неисправности также бывают самыми разными. Конечно, не любую неисправность можно диагностировать простым мультиметром, но наиболее часто проверка обмоток электродвигателя таким простым прибором вполне возможна.

Любой вид ремонта всегда начинают с осмотра устройства: наличие влаги, не сломаны ли детали, наличие запаха гари от изоляции и другие явные признаки неисправностей. Чаще всего сгоревшую обмотку видно. Тогда не нужны никакие проверки и измерения. Такое оборудование сразу отправляется на ремонт. Но бывают случаи, когда отсутствуют внешние признаки поломки, и требуется тщательная проверка обмоток электродвигателя.

Виды обмоток

Если не вникать в подробности, то обмотку двигателя можно представить в виде куска проводника, который намотан определенным образом в корпусе мотора, и вроде бы в ней ничего не должно ломаться.

Однако, дело обстоит гораздо сложнее, так как обмотка электродвигателя выполнена со своими особенностями:

• Материал провода обмотки должен быть однородным по всей длине.
• Форма и площадь поперечного сечения провода должны иметь определенную точность.
• На проволоку, предназначенную для обмотки, в обязательном порядке в промышленных условиях наносится слой изоляции в виде лака, который должен обладать определенными свойствами: прочностью, эластичностью, хорошими диэлектрическими свойствами и т.д.
• Провод обмотки должен обеспечивать прочный контакт при соединении.

Если имеется какое-либо нарушение этих требований, то электрический ток будет проходить уже в совершенно других условиях, а электрический мотор ухудшит свои эксплуатационные качества, то есть, снизится мощность, обороты, а может и вообще не работать.

Проверка обмоток электродвигателя 3-фазного мотора. Прежде всего, отключить ее от цепи. Основная часть существующих электродвигателей имеет обмотки, соединенные по схемам, соответствующим звезде или треугольнику.

Концы этих обмоток подключают обычно на колодки с клеммами, которые имеют соответствующие маркировки: «К» — конец, «Н» — начало. Бывают варианты соединений внутреннего исполнения, узлы находятся внутри корпуса мотора, а на выводах применяется другая маркировка (цифрами).

На статоре 3-фазного электродвигателя применяются обмотки, имеющие равные характеристики и свойства, одинаковые сопротивления. При замере мультиметром сопротивлений обмоток может оказаться, что у них разные значения. Это уже дает возможность предположить о неисправности, имеющейся в электродвигателе.

Возможные неисправности

Визуально не всегда можно определить состояние обмоток, так как доступ к ним ограничен особенностями конструкции двигателя. Практически проверить обмотку электродвигателя можно по электрическим характеристикам, так как все поломки мотора в основном выявляются:

• Обрывом, когда провод разорван, либо отгорел, ток по нему проходить не будет.
• Коротким замыканием, возникшим из-за повреждения изоляции между витками входа и выхода.
• Замыкание между витками, при этом изоляция повреждается между соседними витками. Вследствие этого поврежденные витки самоисключаются из работы. Электрический ток идет по обмотке, в которой не задействованы поврежденные витки, которые не работают.
• Пробиванием изоляции между корпусом статора и обмоткой.

Способы

Проверка обмоток электродвигателя на обрыв

Это самый простой вид проверки. Неисправность диагностируется простым измерением значения сопротивления провода. Если мультиметр показывает очень большое сопротивление, то это означает, что имеется обрыв провода с образованием воздушного пространства.

Проверка обмоток электродвигателя на короткое замыкание

При коротком замыкании в моторе отключится его питание установленной защитой от замыкания. Это происходит за очень короткое время. Однако даже за такой незначительный промежуток времени может возникнуть видимый дефект в обмотке в виде нагара и оплавления металла.

Если измерять приборами сопротивление обмотки, то получается малое его значение, которое приближается к нулю, так как из измерения исключается кусок обмотки из-за замыкания.

Проверка обмоток электродвигателя на межвитковое замыкание

Это самая трудная задача по определению и выявлению неисправности. Чтобы проверить обмотку электродвигателя, пользуются несколькими способами измерений и диагностик.

Проверка обмоток электродвигателя способом омметра

Этот прибор действует от постоянного тока, измеряет активное сопротивление. Во время работы обмотка образует кроме активного сопротивления, значительную индуктивную величину сопротивления.

Если будет замкнут один виток, то активное сопротивление практически не изменится, и определить омметром его сложно. Конечно, можно произвести точную калибровку прибора, скрупулезно замерять все обмотки на сопротивление, сравнивать их. Однако, даже в таком случае очень трудно выявить замыкание витков.

Результаты гораздо точнее выдает мостовой метод, с помощью которого измеряется активное сопротивление. Этим методом пользуются в условиях лаборатории, поэтому обычные электромонтеры им не пользуются.

Измерение тока в каждой фазе

Соотношение токов по фазам изменится, если произойдет замыкание между витками, статор будет нагреваться. Если двигатель полностью исправен, то на всех фазах ток потребления одинаков. Поэтому измерив эти токи под нагрузкой, можно с уверенностью сказать о реальном техническом состоянии электродвигателя.

Проверка обмоток электродвигателя переменным током

Не всегда можно измерить общее сопротивление обмотки, и при этом учесть индуктивное сопротивление. У неисправного двигателя проверить обмотку можно переменным током. Для этого применяют амперметр, вольтметр и понижающий трансформатор. Для ограничения тока в схему вставляют резистор, либо реостат.

Чтобы проверить обмотку электродвигателя, применяется низкое напряжение, проверяется значение тока, которое не должно быть выше значений по номиналу. Измеренное падение напряжения на обмотке делится на ток, в итоге получается полное сопротивление. Его значение сравнивают с другими обмотками.

Такая же схема дает возможность определить вольтамперные свойства обмоток. Для этого необходимо сделать измерения на различных значениях тока, затем записать их в таблицу, либо начертить график. Во время сравнения с другими обмотками не должно быть больших отклонений. В противном случае имеется межвитковое замыкание.

Проверка обмоток электродвигателя шариком

Этот метод основывается на образовании электромагнитного поля с вращающимся эффектом, если обмотки исправны. На них подключается симметричное напряжение с тремя фазами, низкого значения. Для таких проверок используют три понижающих трансформатора с одинаковыми данными. Их подключают отдельно на каждую фазу.

Чтобы ограничить нагрузки, опыт проводят за короткий промежуток времени.

Подают напряжение на обмотки статора, и сразу вводят маленький стальной шарик в магнитное поле. При исправных обмотках шарик крутится синхронно внутри магнитопровода.

Если имеется замыкание между витками в какой-либо обмотке, то шарик сразу остановится там, где есть замыкание. При проведении проверки нельзя допускать превышения тока выше номинального значения, так как шарик может вылететь из статора с большой скоростью, что является опасно для человека.

Определение полярности обмоток электрическим методом

У обмоток статора имеется маркировка выводов, которой иногда может не быть по разным причинам. Это создает сложности при проведении сборки.

Чтобы определить маркировку, применяют некоторые способы:

• Слабым источником постоянного тока и амперметром.
• Понижающим трансформатором и вольтметром.

Статор выступает в роли магнитопровода с обмотками, действующими по принципу трансформатора.

Определение маркировки выводов обмотки амперметром и батарейкой

На наружной поверхности статора имеется шесть проводов от трех обмоток, концы которых не промаркированы, и подлежат определению по их принадлежности.

Применяя омметр, находят выводы для каждой обмотки, и отмечают цифрами. Далее, делают маркировку одной из обмоток конца и начала, произвольно. К одной из оставшихся двух обмоток присоединяют стрелочный амперметр, чтобы стрелка находилась на середине шкалы, для определения направления тока.

Минусовой вывод батарейки соединяют с концом выбранной обмотки, а выводом плюса кратковременно касаются ее начала.

Импульс в первой обмотке трансформируется во вторую цепь, которая замкнута амперметром, при этом повторяет исходную форму. Если полярность обмоток совпала с правильным расположением, то стрелка прибора в начале импульса пойдет вправо, а при размыкании цепи стрелка отойдет влево.

Если показания прибора совсем другие, то полярность выводов обмотки меняют местами и маркируют. Остальные обмотки проверяются подобным образом.

Определение полярности вольтметром и понижающим трансформатором

Первый этап аналогичен предыдущему способу: определяют принадлежность выводов обмоткам.

Далее, произвольным образом маркируют выводы первой любой обмотки для соединения их с понижающим трансформатором (12 вольт).

Две другие обмотки соединяют двумя выводами в одной точке случайным образом, оставшуюся пару соединяют с вольтметром и включают питание. Напряжение выхода трансформируется в другие обмотки с таким же значением, так как у них одинаковое количество витков.

Посредством последовательной схемы подключения 2-й и 3-й обмоток вектора напряжения суммируются, а результат покажет вольтметр. Далее маркируют остальные концы обмоток и проводят контрольные измерения.

Похожие темы:

• Схемы подключения трехфазного двигателя. К 3-х и 1-о фазной сети
• Измерение сопротивления изоляции. Методика и приборы. Порядок
• Измерение напряжения. Виды и принцип измерений
• Измерение тока. Виды и приборы. Принцип измерений и особенности

Прозвонка электродвигателя достаточно простой процесс, однако, требует знания некоторых тонкостей и внимательности от проверяющего. Какие знания понадобятся при подготовке к прозвону? Что представляет собой проверка привода с помощью мультиметра? Разберемся ниже.

Как проверить однофазный двигатель? Начнем с обмоток

Несмотря на свое название, однофазные двигатели имеют в своей конструкции три катушки, и это минимум. Две из них расположены в статоре, из подключают параллельно. При этом непосредственно работает только одна, вторую называют пусковой. Клеммы рабочей и пусковой обмоток выводятся на корпус агрегата, с их помощью и происходит включение привода в сеть. К сети подключаются две из них, все оставшиеся выполняют коммутационные функции. Обмотку ротора делают короткозамкнутого типа.

Чтобы была возможность менять мощность прибора, катушку обмотки могут сделать из двух частей. Включаться они будут последовательно.

Определить вид обмотки (рабочая и пусковая) можно визуально, обратив внимание на сечение провода, измерив сопротивление с помощью тестера. О методах определения типа обмотки, чем они отличаются и зачем нужны в однофазном двигателе поговорим подробнее.

Зачем в однофазном двигателе две обмотки

Все обсуждаемые сегодня электромоторы обладают небольшой мощностью. Магнитопровод однофазной машины содержит обмотку из двух фаз, это и есть основная (рабочая) и пусковая. Последняя не принимает участия в непосредственной работе двигателя.

Такая пара обмоток нужна, чтобы заставить ротор однофазного двигателя вращаться. Наиболее популярные из таких приводов делятся на два подтипа: электродвигатели с пусковой обмоткой и те, которые содержат в конструкции рабочий конденсатор. 

В первом случае, так сказать, не рабочая обмотка будет включаться через конденсатор во время запуска мотора, а когда агрегат придет в нормальную работу (скорость вращения станет постоянной), она сама по себе выключиться. Привод же продолжит свою работу при одной рабочей обмотке. Информация о конденсаторе, как правило, указана на специальной табличке на корпусе электродвигателя. Его характеристики непосредственно зависят от конструкции.

Однофазные асинхронные двигатели, содержащие рабочий конденсатор, всегда работают с включенной вспомогательной обмоткой. Она включена через этот самый конденсатор. Емкость такого конденсатора также зависит от его конструктивных особенностей.

Другими словами, двигатель с пусковой обмоткой характерен ее выключением после запуска. А вот при конденсаторной вспомогательной обмотке – ее постоянной работой, т.к. включение происходит через постоянно работающий (даже во время работы привода) конденсатор.

Чтобы правильно проверить работоспособность двигателя с одной фазой, знания об устройства его обмоток критически важны. Отличия между ними можно найти в сечениях проводов, количестве витков, величине сопротивления каждой из них (их можно измерить разными типами тестеров или с помощью омметра).

Учимся определять пусковые и рабочие обмотки в однофазных асинхронных двигателях

Конечно, наличие маркировки на обмотке решает эту проблему. Но зачастую в случае ремонта или замены обмоток, она не сохраняется. Как же тогда определить, что за обмотка перед вами? Вот и обсудим теоретическую и практическую стороны определения пусковой и рабочей обмоток.

Осмотрите изделие

Для наглядности возьмем двигатель, который был установлен в стиральной машине времен СССР. Сама же машинка уже давно на металлоломе.

После визуального осмотра таблички-шильдика на двигателе, как и в этом случае, вы можете не обнаружить, все же возраст мотора говорит сам за себя. В таком случае всю информацию можно найти в интернете. Оказалось, что двигатель содержит в конструкции пусковую обмотку и релейный пуск.

Из двигателя виднеются четыре провода: два красноватых, два голубоватых. Эти провода еще называются выводами обмоток.

Из-за отсутствия какой-либо маркировки, сходу определить какая обмотка пусковая, а какая рабочая невозможно. В такой ситуации нужно обратить внимание на сечение проводников.

Сечение

Посмотрите на провода, которые выходят из электромотора, а точнее на их толщину. Одна из пар будет тоньше. Это пусковая обмотка. Следовательно, пара потолще – рабочая.

Может статься, что сечения на обоих проводах одинаковые, как и в нашей ситуации. Так зрительно определить, где какая обмотка также невозможно.

Но если разница в толщине проводов заметна, не доверяйтесь лишь диаметру. Чтобы определить обмотки наверняка, измеряйте их сопротивление.

На этом этапе переходим к измерению сопротивления обмоток однофазного двигателя переменного тока.

Завершающий этап

Для измерения сопротивления обмоток однофазного двигателя вам понадобится мультиметр, на котором нужно выбрать прозвонку (или режим измерения Ом).

Провода, выглядывающие из электродвигателя (любая пара) соединяем с любыми выводами мультиметра, измеряем значение.

Если видите на экране цифру один, повторите измерение с любым другим концом.

Запишите сопротивление, которое показала первая выбранная пара (в данном случае вышло 16,5 Ом). После этого щупы измерительного прибора нужно прицепить к двум оставшимся выводам (вторая пара проводов) и произвести замер.

Полученные данные тоже нужно записать, а затем сравнить с первым замером.

Сопротивление исправной рабочей обмотки всегда будет иметь значение меньше, чем у пусковой. Вторая пара проводов, согласно мультиметру, показала сопротивление 34,5 Ом. Таким образом, можно смело утверждать, что первая пара проводов говорит о принадлежности к рабочей обмотке, а вторая, соответственно, к пусковой.

Обозначьте обе обмотки, что в будущем не пришлось проделывать все это заново. Удобно для этого использовать небольшую трубочку из винила.

Маркировать концы проводов (выводы) можно по современным стандартам вот так:

• знаками U1-U2 помечают рабочую обмотку;
• знаками B1-B2 помечают пусковую обмотку.

Такие обозначения ставятся в тех случаях, когда из двигателя видно четыре вывода, в данной ситуации. Однако, на вашем пути может встретиться двигатель, который имеет лишь три вывода. Что делать?

Итак, замеры каждого из трех выводов будут выглядеть примерно вот так: 10 Ом, 25 Ом и 15 Ом. Завершив эти измерения нужно сразу приступать к другим. Важно найти вывод, который с двумя другими выводами будет показывать 10 и 15 Ом. Поздравляем! Вы наши сетевой провод. Вывод, показывающий сопротивление 10 Ом тоже сетевой, а тот, что показывал 15 Ом – пусковой. Он соединяется со вторым сетевым через конденсатор. Кстати, чтобы изменить направление вращения в таком двигателе, придется добираться до самой схемы обмотки.

Иногда измерения могут быть величиной 10 Ом, 10 Ом и 20 Ом. Это норма, такие обмотки тоже существуют, их также ставили на различные бытовые приборы. Особенность такого двигателя заключается в том, что какая именно обмотка будет пусковой, а какая рабочей совершенно не имеет значения. Они одинаковы. Просто одну из них (ту, что будет пусковой) нужно подключить через конденсатор.

Вот мы и разобрались в простых методах распознавания пусковых и рабочих обмотках. Теперь вы сможете отличить составляющие двигателя даже в том случае, когда отсутствует шильдик и любая маркировка выводов. Предлагаем немного подытожить всю информацию:

1. В случае, когда двигатель имеет четыре вывода, нужно лишь найти концы обмоток, в которых легко разобрать после замера. Провод, где значение сопротивления меньше – обмотка рабочая, больше – пусковая. Подключить все выводы очень просто: напряжение 220 В подают на те провода, которые потолще. А один из кончиков проводов пусковой на один из рабочей. При этом на какой именно кончик вывода рабочей обмотки совершенно не важно, ведь направление вращения от этого никак не зависит (так же как и, скажем, от того, какой стороной вы вставите вилку в розетку). Вращение меняется лишь от того, какой конец пусковой обмотки вы подключили. 
2. При наличии лишь трех проводов в качестве вывода обмоток, сетевым будет тот, что показывает меньшее сопротивление, а также тот, что при соединении с другими двумя покажет сопротивление 10 Ом и 15 Ом (если измерения сопротивления каждого из них дало 10 Ом, 25 Ом и 15 Ом). Тот что показал 15 Ом на мультиметре – вывод пусковой обмотки.
3. Если вы встретили трехпроводный вывод, и сопротивление каждого из проводов (как пример) 10 Ом, 10 Ом и 20 Ом, обе обмотки могут быть и рабочей и пусковой.

Прозваниваем однофазный двигатель с помощью мультиметра

Чтобы выявить поломки электропривода в бытовых условиях достаточно использовать мультиметр. Во-первых, не у всех есть дорогое профессиональное оборудование (это скорее исключение), во вторых для определения большинства неисправностей этого прибора хватает, что называется, с головой. Тут вам не понадобится никакой специалист. 

Самая основная неисправность в однофазных двигателях – прекращение вращения. Причина такой поломки определяется достаточно просто. Мультиметр переключают в режим вольтметра и проверяют подачу напряжения, которое питает двигатель. Если с напряжением все в порядке, то неисправность заключается в самом двигателе, его электрической части. Это, конечно, говорит о необходимости проверки состояния подключения и прозвона обмоток. Для этого, зачастую, также используют мультиметр. 

Но как правильно подготовится к прозвону двигателя?

Подготовительный этап проверки

Перед проведением диагностики нужно выполнить следующие действия:

1. Отключить машину от питания. Если сопротивление обмотки измеряется с включенной в электросеть цепью, агрегат сломается.
2. Замкните щупы мультиметра, выставите нулевые значения. Это называется калибровкой аппарата. 
3. Внимательно проведите осмотр двигателя. Его могло затопить, некоторые детали могут отломаться, возможно, слышен запах горелого. В таком случае прозванивать агрегат бессмысленно, ведь поломка очевидна.

Асинхронные, однофазные и трехфазные, коллекторные – прозвон всех двигателей происходит одинаково. Методика не отличается в зависимости от разницы конструкций агрегатов, так как все различия столь основательны. Тем не менее в диагностике присутствуют некоторые детали, игнорировать которые нельзя.

Непосредственная проверка двигателя мультиметром

Наиболее распространенные поломки делятся на две основные группы:

• присутствует контакт там, где он не должен быть;
• отсутствует контакт там, где он должен быть.

Рассмотрим, как прозвонить однофазный электромотор переменного тока с помощью мультиметра. Он имеет две катушки, одна из которых рабочая, а вторая вспомогательная. На уровень работоспособности двигателя огромное влияние имеют уровень надежности контактов, качество изоляции и правильность намотки.

1. Первое, что нужно сделать: проверить наличие замыкания на корпус. Тут нужно помнить о том, что все значения на мультиметре будут приблизительные. Чтобы получить точные данные, понадобится более дорогостоящие и точные устройства измерения.
2. Значение измерений на приборе устанавливаются на максимальные.
3. Щупы соединяют между собой. Так можно убедиться в том, что сам мультиметр исправен и правильно настроен.
4. Затем один щуп соединяют с корпусом привода. При наличии контакта можно подсоединять и второй щуп. Отслеживайте показания.
5. Если ничего не сбоит, коснитесь щупом вывода фаз.
6. При качественной изоляции прибор будет показывать высокое значение сопротивления. Оно может быть в пределах даже нескольких тысяч мегаом.

Помните, что измеряя сопротивление изоляции мультиметром вы всегда будете получать высокие показания (выше допустимых норм). Это связано с тем, что электродвижущая сила прибора составляет максимум 9 В, а двигатель, как мы знаем выполняет работу с напряжением 220 В или даже 380 В. Закон Ома говорит, что величина сопротивления зависит от величины напряжения, поэтому нужно всегда делать скидку на разницу. 

Обязательной является и проверка целостности обмоток. Нужно прозвонить все концы, которые входят в клеммную коробку агрегата. Если есть обрыв, то проверку лучше остановить, ведь логики в дальнейшей диагностике нет. Сначала нужно поработать над решением этой проблемы.

Зная правила и порядок прозвона однофазного двигателя с помощью мультиметра, вы можете легко экономить на диагностике и ремонте, когда в двигателе действительно присутствуют лишь мелкие поломки. Но если вы понимаете, что все не так просто или просто не понимаете, что не так с вашим электродвигателем, лучше отнести его к профессионалу, который проведет более детальную проверку дорогостоящими и чувствительными приборами.

Проверяем однофазный коллекторный электропривод

Чтобы определить и устранить неисправность в коллекторном двигателе, его, скорее всего, придется разобрать. 

Частые неисправности

Перед разборкой обязательно посмотрите на искрение, которое обычно происходит в контактно-щеточном механизме. В случае, когда вы заметили повышенный уровень искрения, стоит проверить контакт щеток или наличие межвиткового замыкания в самом коллекторе.

Как правило, основные причины, по которым ломаются коллекторные двигатели – это сильно изношенные щетки или почерневший коллектор. Старые щетки обычно меняют на новые. Они должны быть одинаковыми по размеру и форме. Лучше всего ставить оригинальные детали (от того же производителя, что и двигатель). Менять их достаточно просто: снимается (сдвигается) фиксатор или откручивается болт. Некоторые модели двигателей могут требовать смены не только щеток, но и щеткодержателей. Не забудьте о подключении медного поводка к контакту. 

В случае, если щетки в норме, проверьте пружины, которые их прижимают, растянув их.

При потемнении контактной части коллектора, почистите ее, используя мелкую наждачную бумагу. Ее еще называют нулевкой.

Временами на месте, где происходит контакт щеток и коллектора, образуется некая канавка. Ее нужно проточить, используя станок.

Еще одной распространенной поломкой коллекторного однофазного двигателя можно назвать износ подшипников. Если корпус сильно вибрирует во время работы и подшипники бьются, они точно подлежат замене. Если запустить ситуацию, упомянутые детали будут касаться ротора и статора, что может быть чревато их неизбежной заменой. Это уже сложнее и дороже.

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

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.

Оборвалась обмотка

В обрыве обмотки нет ничего удивительного, это самая распространенная неисправность в работе электроприводов. Произойти поломка может и в статоре, и в якоре.

Если в обмотке оборвалась одна фаза, то в этом месте тока не будет, а вот во второй фазе показатель тока будет завышен. Измерить это можно с помощью того же мультиметра в режиме амперметра.

В целом, эта поломка равнозначна потере фазы. Например, если обрыв внезапно произошел в то время, когда привод был в работе, двигатель начинает резко терять мощность и перегреваться. Если защита на агрегате работает правильно, то он отключится. Для решения проблемы, в основном, требуется перемотка.

В ситуации, когда обрыв произошел в роторе, частота колебания тока будет равна частоте колебания и скольжения напряжения. Из внешних признаков: сильное гудение и вибрирование, снижение оборотов привода.

Все это лишь причины поломок, но вот обнаружить их можно только если прозвонить каждую обмотку электромотора, измерив их сопротивление.

Пусковую и рабочую обмотку прозванивают в тех однофазных двигателях, которые работают при переменном напряжении величиной 220 В. Пусковая обмотка должна выдавать сопротивление, большее, чем у рабочей на 150%. 

Для быстрой проверки работоспособности электродвигателя, на мультиметре также можно использовать функцию, которая называется «Прозвонка». Если цепь исправна, вы будете слышать характерный звук прибора, а в некоторых моделях присутствует и световой индикатор. Но если в цепи есть обрыв, звука вы не услышите.

Проверка на наличие короткого замыкания

Одна из привычных всем поломок в электрических двигателях – короткое замыкание на корпус. Чтобы найти поломку такого рода с мультиметром, проделайте следующее:

• установите измерение сопротивления прибором на максимальное;
• проверьте исправность самого мультиметра, соединив его щупы между собой;
• один из щупов подсоедините к корпусу двигателя;
• оставшийся по очереди присоединяйте к каждой из фаз.

Если двигатель, который вы проверяли, исправен, то сопротивление будет показывать сотни и даже тысячи мегаом. 

Сделать исследование на предмет короткого замыкания в режиме «Прозвонка» еще легче. Нужно проделать те же действия, и если услышите звук (как при прозвонке обмотки), это будет свидетельствовать о наличии нарушений в целости изоляции обмотки, а также наличии короткого замыкания на корпус. 

Надо отметить, что поломка такого типа не просто носит негативное влияние на сам двигатель, но опасна для жизни людей, работающих с машиной (если нет нужных средств защиты).

Проверка на наличие межвиткового замыкания

Последний вид поломки (из самых популярных) – это наличие межвиткового замыкания. 

Межвитковое замыкание – короткое замыкание, происходящее на одной катушке электродвигателя, между ее витками. Внешне такая неполадка проявляется в сильном гудении и заметном снижении мощности.

Обнаружение такой поломки проводится с помощью нескольких способов. Основные из них – токовые клещи и наш любимы мультиметр. 

Во время диагностики измеряется значение тока во всех фазах (обмотка статора) по отдельности. Если одна из них покажет завышенный результат, значит, там есть межвитковое замыкание.

Проверка борно

Если вы все прозвонили согласно инструкции выше, но не избавились от подозрений в неисправности, вскройте борно электродвигателя. Это второе название клеммной коробки. Часто и густо бывает, что крепеж в коробке недостаточно крепко затянут. Провода там тоже могут отгореть. В случае использования гаек для соединения, проверьте протяжку верхней (она прикручивает проводник) гайки и осмотрите ту гайку, что служит для удержания вывода обмоток, которые уходят в двигатель.

Подведем итог

Если следовать всем инструкциям и указаниям в статье, то мультиметром можно обнаружить большинство наиболее распространенных поломок в однофазном электродвигателе, в том числе наличие межвиткового замыкания, короткого замыкания на корпус и обрыва обмоток.

   Асинхронный электродвигатель, как и любой механизм, подвержен воздействию рабочих нагрузок, приводящих к возникновению неисправностей и как следствие поломки. В случаи выхода электродвигателя из строя, возникает необходимость в проведении его ремонта. Срок службы отремонтированного электродвигателя напрямую зависит от того, как качественно был произведет данный ремонт.

       Существуют ряд неисправностей в электрических машинах, основными из которых являются:

      – перегрев обмотки статора. В процессе работы электродвигателя происходит выделение тепла и перегрев статорной обмотки.

       Основные причины перегрева обмотки статора:

      а)  перегрузка электродвигателя во время работы либо запуска;

     б) неисправность системы вентиляции электродвигателя (поломка вентилятора в электродвигателе приводит к плохой циркуляции воздуха, а следовательно плохому выводу тепла из двигателя, что приводит к его нагреву)

   в) изменение напряжения сети (при повышении напряжения выше нормы происходит повышенный нагрев стали сердечника статора; при снижении сетевого напряжения ниже номинального, повысится ток в обмотке статора и вызовет ее перегрев);

    Признаки по которым можно определить, что обмотка статора перегрелась: неодинаковый ток в фазах обмотки; двигатель сильно гудит при работе; двигатель работает с пониженным вращающимся моментом.

       – перегрев обмотки ротора.

       Основные причины перегрева обмотки ротора:

    а) обрыв или плохой контакт стержней беличьей клетки с короткозамкнутыми кольцами. В том случаи стержни заменяют и припаивают к кольцам. В случае того если беличья клетка сделана из алюминия ее перезаливают.

    б) неисправность при проведении ремонта ротора.

    Признаки по которым можно определить, что обмотка ротора перегрелась: электродвигатель сильно гудит; не развивает установочной частоты вращения; ток в статоре пульсирует.

     – обрыв в обмотке статора.

    При соединении обмоток в звезду: при обрыве одной фазы ток в ней отсутствует, а в других фазах завышен, в данном случаи электродвигатель не запустится; при обрыве в одной параллельной ветви фазы обмотки другие ветви этой фазы перегреются (если обрыв произойдет во время работы электродвигателя, он начнет усиленно гудеть).

     При соединении обмоток в треугольник возможны следующие неисправности: при обрыве одной фазы обмотки, которая находится между двумя проводниками, ток в этих проводниках при работе будет меньше, чем в третьем проводнике; при обрыве в одной параллельной ветви повысится ток в других ветвях, что приводит к их перегреву (при этом пуск электродвигателя возможен, но мощность его значительно снижена).

     Необходимо помнить, что работа электродвигателя на двух фазах недопустима, так как это приводит его к выходу из строя.

       – обрыв в обмотке ротора.

     Признаки по которым можно определить, что произошел обрыв обмотки ротора:

     а) в сети возникают колебания тока;

     б) обороты ротора снижаются, усиливается гудение в электродвигателе, возникают вибрации;

     в) при обрыве в короткозамкнутом роторе нескольких стержней, пуск его невозможен;

     г) при соединение фазной обмотки ротора в звезду нагруженный электродвигатель снижает частоту вращения примерно в два раза.

    Обрыв в фазной обмотке можно определить с помощью омметра или амперметра и вольтметра, которым измеряют падение напряжения в катушечных группах обмотки ротора, куда предварительно подают постоянный ток от аккумулятора.

      – пониженный вращающий момент.

      Номинальный вращающий момент асинхронного двигателя обеспечивается правильным соединением обмоток ротора и статора, созданием нормальных контактных соединений в обмотках, контактных кольцах и щетках держателях.

      Так, если при перевернутых элементах обмотки – секции, катушечной группы или целой фазы запускать асинхронный двигатель, то он не развивает номинального вращающего момента, а при вращении будет гудеть, издавая шум низкого тона; при номинальной нагрузке не достигнет полной частоты вращения, за короткое время обмотки нагреется.

     Вращающий момент электродвигателя зависит от напряжения сети. Так как ток и магнитный поток пропорциональны напряжению, вращающий момент пропорционален квадрату напряжения. Это значит, что если напряжение питания уменьшилось, например с 380 до 340 В, то вращающий момент уменьшиться в отношении , т.е. более чем на 24%.

      – повышенный уровень шума в электродвигателе.

     Повышенный уровень шума в электродвигателе может быть вызван электромагнитными или механическими причинами.

      К электромагнитным причинам относят:

      а) ослабление прессовки активной стали сердечника, что приводит в возрастанию вибрации корпуса статора. Вибрация листов стали сердечника приводит к развитию контактной коррозии металла. Контактная коррозия разрушает изоляцию листов стали, что приводит к замыканию и дополнительному нагреву сердечника. При общем ослаблении прессовки активной стали сердечника необходимо перешихтовать. При местном ослаблении производят уплотнение забивкой гетинаксовых или текстолитовых клиньев между листами шихтовки и зубцах. Клинья предварительно окунают в лак;

   б) перевернута одна фаза. При этом возникает отличный от обычного шум в двигателе, и в перевернутой фазе повышается ток. Необходимо правильно выполнить соединение фазы, т.е. исключить «переворачивание»  при подключении указанных элементов обмотки;

   в) обмотка статора соединена треугольником, имеет параллельные ветви. При обрыве в отдельных катушках в электродвигателе, возникнет повышенный уровень шума;

       Если соединить все катушки обмотки последовательно, а фазы – в звезду, гудение станет нормальным, но сила тока по фазам будет различной;

     г) совпадение или близкое соотношении числа пазов сердечника статора и ротора может вызвать пульсацию магнитного потока и, следовательно, высокий уровень шума. Для устранения этого явления следует заменить ротор с другими соотношениями зубцов статора и ротора или перемотать статорную обмотку с сокращением шага;

   д) большой эксцентриситет воздушного зазора, что может привести к возрастанию и асимметрии токов в зазорах в режиме холостого хода. Эксцентриситет воздушного зазора не должен превышать 10%.

      К механическим причинам относят:

    а) криволинейные каналы подачи воздуха в двигатель, что особенно заметно в двигателях с частотой вращения 1500 и 3000 об/мин. Вентиляционный шум снижают, изменяя лопатку вентилятора и конфигурацию щитов, что приводит к уменьшению вихреобразования;

    б) неисправности подшипников качения. Здесь могут быть следующие дефекты, вызывающие повышенный шум: большой натяг при посадке подшипника на вал, появление усталостных отслоений на контактной поверхности беговых колец, выработка и проседание сепаратора, сколы в буртиках беговых колец. Такие подшипники следует заменить;

    в) резонирующие отдельные части двигателя, когда частота их собственных колебаний совпадает с частотой вращения ротора. Это явление устраняют в машине приваркой ребер жесткости на конструктивных элементах щитов, воздухопроводов, фундаментных плит.

      – повреждения беличьих клеток, их влияние на работу электродвигателя.

     У асинхронных электродвигателей c короткозамкнутым ротором стержни беличьих клеток, будучи защемленными на выходе из паза при наличии короткозамыкающего кольца на некотором расстоянии от сердечника, подвергаются большим механическим усилиям. B связи с этим возможны разрывы медных или латунных стержней около сердечника или короткозамыкающих колец. Усилия эти будут большими при пуске двигателя и от центробежных сил, особенно при плохо отбалансированном роторе. B практике также нередко встречаются случаи возникновения вибраций роторов c короткозамкнутой беличьей клеткой, которая изготовлена из меди или латуни. Причиной вибрации является «разъедание» стенок пазов стержнями, a при пуске двигателя прослабленные в пазах стержни перемещаются от центробежных усилий вверх, в связи c чем и возникают вибрации.

       У большинства литых алюминиевых клеток возникают обрывы стержней в пазах. Обрывы в беличьих клетках вызывают пульсацию тока в статоре, частота которого соответствует частоте скольжения. Частота пульсации тока и вращающего момента c изменением нагрузки также изменяется. Частота вращения ротора колеблется даже при изменении малых нагрузок. Выявление и устранение повреждений беличьих клеток производятся следующим образом:

    — в разобранном виде осматривают ротор. Оборванные стержни в медной или латунной беличьей клетке заменяют, обрывы в кольцах запаивают;

   — если обнаружены обрывы стержней в пазах, залитых алюминием, такую клетку перезаливают свежим, первичным алюминием. Применять повторно выплавленный алюминий не следует, так как это может вызвать образование раковин в стержнях и короткозамыкающих кольцах;

   — если осмотром не удается обнаружить обрывы стержней в пазах, применяют старый испытанный метод, который заключается в следующем. В статорную обмотку подают пониженное напряжение в пределах 0,2-0,3U. Затем стальной пластиной быстро проводят по окружности ротора, перемыкая поочередно зубцы активной стали сердечника. Там, где соседние стержни беличьей клетки целые, стальная пластина электромагнитным полем притянется к железу и будет дребезжать. Если перемещающаяся пластина попадает на оборванные стержни, она будет слабо притягиваться и слабо дребезжать.

       – Нагрев и искрение щеток и контактных колец.

    B процессе работы машины неравномерное распределение тока между щетками может вызвать искрение и нагрев щеток и контактных колец. Причиной такой неисправности может быть перегрузка по току, грязь и зависание щеток в обоймах щеткодержателей, увеличенный коэффициент трения щеток, жесткие канатики щеток, неправильно выбранная марка щеток, плохой контакт в хомутиках стержней фазной обмотки ротора, вибрация ротора.

       Указанные неисправности устраняют следующим образом:

  — персоналу, ведущему техническое обслуживание, необходимо периодически следить по приборам за нагрузкой асинхронных электродвигателей (c фазным ротором) и не допускать перегрузок, доводящих до искрения щеток;

   — при техническом обслуживании следует периодически продергивать щетки в обоймах щеткодержателей и продувать сухим компрессорным воздух давлением 0,2 МПа контактный узел;

  — щетки c увеличенным коэффициентом трения быстро срабатываются и нагревают щеточный аппарат и контактные кольца, даже при номинальной нагрузке. Для уменьшения коэффициента трения щеток их подвергают пропитке в различных составах;

    — обмотку необходимо перепаять, устранить также другие нарушения контактов в цепи фазного ротора;

  — при возобновлении вибрации двигателя и искрения щеток следует разобраться в причинах. Возможны нарушение центровки двигателя из-за смещения линии валов двигатель – редуктор приводимого механизма, повреждения фундаментных плит двигателя или редуктора, нарушение балансировки ротора. Все это приводит к отрыву щеток от колец и искрению.