Malfunzionamenti del motore elettrico e loro eliminazione. I principali tipi di guasti nei motori elettrici e le cause del loro verificarsi. Quattro strategie per il successo

Ogni anno i motori a benzina vengono sempre più sostituiti da motori elettrici installati in un nuovo tipo di auto chiamate veicoli elettrici. Tuttavia, proprio come i motori a combustione interna, i propulsori elettrici possono guastarsi, causando problemi alle prestazioni del veicolo. La maggior parte dei malfunzionamenti del motore elettrico si verificano a causa della grave usura delle parti del meccanismo e dell'invecchiamento dei materiali, che è aggravato dal funzionamento improprio di tale veicolo. Le ragioni per la comparsa di problemi caratteristici possono essere molteplici e ora vi parleremo di alcune (le più comuni).

Cause di malfunzionamento del motore elettrico

Tutti i possibili malfunzionamenti del motore di un veicolo elettrico possono essere suddivisi in meccanici ed elettrici. Le cause dei problemi meccanici includono distorsioni dell'alloggiamento del motore elettrico e delle sue singole parti, allentamento dei fissaggi e danni alla superficie degli elementi costitutivi o alla loro forma. Inoltre, sono problemi comuni il surriscaldamento dei cuscinetti, la perdita di olio e un rumore di funzionamento anomalo. I malfunzionamenti più tipici della parte elettrica comprendono cortocircuiti all'interno degli avvolgimenti del motore elettrico, nonché tra di loro, cortocircuiti degli avvolgimenti verso l'alloggiamento e rotture negli avvolgimenti o nel circuito esterno, cioè nell'alimentazione cavi e apparecchiature di avviamento.

A causa del verificarsi di alcuni problemi, Durante il funzionamento del veicolo possono verificarsi i seguenti malfunzionamenti: incapacità di avviare il motore, riscaldamento pericoloso degli avvolgimenti, velocità anomala del motore, rumore innaturale (ronzio o colpi), corrente disuguale nelle singole fasi.

Tipici problemi motori

Consideriamo più in dettaglio i guasti ai motori elettrici, identificandone le possibili cause.

Motore CA

Problema: quando collegato alla rete elettrica, il motore elettrico non sviluppa la velocità nominale ed emette suoni innaturali e quando l'albero viene ruotato manualmente si osserva un funzionamento irregolare. La ragione di questo comportamento è molto probabilmente un'interruzione in due fasi quando si collegano gli avvolgimenti dello statore con un triangolo o un'interruzione quando si collega una stella.

Se il rotore del motore non ruota, emette un forte ronzio e si riscalda al di sopra del livello consentito, possiamo dire con sicurezza che la colpa è della fase statorica. Quando il motore ronza (soprattutto quando si tenta di avviare) e il rotore gira almeno lentamente, la causa del problema è spesso un'interruzione della fase del rotore.

Succede che con un carico nominale sull'albero, il motore elettrico funziona stabilmente, ma la sua velocità di rotazione è leggermente inferiore a quella nominale e la corrente in una delle fasi dello statore aumenta. Di norma, questa è una conseguenza di una mancanza di fase quando si collegano gli avvolgimenti con un delta.

Se al minimo del motore elettrico si verifica un surriscaldamento locale dell'acciaio attivo dello statore, ciò significa che a causa del danneggiamento dell'isolamento interlamellare o della bruciatura dei denti a causa di danni all'avvolgimento, i fogli del nucleo dello statore sono chiusi tra loro.

Quando l'avvolgimento dello statore si surriscalda in determinati punti, quando il motore non può sviluppare la coppia nominale e ronza fortemente, la causa di questo fenomeno dovrebbe essere ricercata in un cortocircuito di spira di una fase dell'avvolgimento dello statore o in un cortocircuito interfase negli avvolgimenti.

Se l'intero motore elettrico si surriscalda in modo uniforme, la ventola del sistema di ventilazione è difettosa e il surriscaldamento dei cuscinetti a strisciamento con lubrificazione ad anello è dovuto all'attrazione unilaterale dei rotori (a causa dell'eccessiva usura del rivestimento) o ad un adattamento inadeguato dell'albero al rivestimento. Quando un cuscinetto volvente si surriscalda e produce un rumore anomalo, è probabile che la causa sia la contaminazione del lubrificante, un'usura eccessiva degli elementi volventi e delle piste o un allineamento impreciso degli alberi del gruppo.

I colpi nel cuscinetto a strisciamento e nel cuscinetto volvente si spiegano con una grave usura del rivestimento o con la distruzione delle piste e degli elementi volventi, mentre l'aumento delle vibrazioni è una conseguenza dello squilibrio del rotore dovuto all'interazione con pulegge e giunti, o il risultato di allineamento impreciso degli alberi dell'unità e disallineamento dei semigiunti di collegamento.

Un motore elettrico CC può anche presentare difetti caratteristici:

Sotto carico serio, l'indotto della macchina potrebbe non ruotare e, se si tenta di farlo girare con una forza esterna, il motore funzionerà "sfalsato". Motivi: cattivo contatto o interruzione completa del circuito di eccitazione, spire o cortocircuiti all'interno dell'avvolgimento di eccitazione indipendente. In condizioni di valori nominali della tensione di rete e della corrente di eccitazione, la velocità di rotazione dell'armatura può essere inferiore o superiore alla norma stabilita. In questo caso i colpevoli di questa situazione sono le spazzole, spostate dalla posizione neutra nel senso di rotazione dell'albero o contro di esso.

Può anche darsi che le spazzole di un segno scintillino un po' più forte delle spazzole di un altro segno. Forse le distanze tra le file di spazzole attorno alla circonferenza del commutatore non sono le stesse, oppure c'è un cortocircuito tra le spire negli avvolgimenti di uno dei "plus" principali o aggiuntivi. Se la scintilla delle spazzole è accompagnata anche dall'annerimento delle piastre del commutatore, che si trovano ad una certa distanza l'una dall'altra, allora il colpevole di questa situazione è molto probabilmente uno scarso contatto o un cortocircuito nell'avvolgimento dell'indotto. Inoltre, non dimenticare la possibilità di rottura della bobina dell'armatura collegata alle piastre annerite.

Nei casi in cui solo una seconda o terza piastra del collettore si oscura, la causa del malfunzionamento potrebbe essere una compressione indebolita del collettore o una micanite sporgente delle tracce isolanti. Le spazzole possono scintillare anche con il normale riscaldamento del motore e un apparato a spazzole perfettamente funzionante, il che si spiega con l'usura inaccettabile del commutatore.

Le ragioni dell'aumento delle scintille delle spazzole, del surriscaldamento del commutatore e dell'oscuramento della maggior parte di esso sono solitamente le tracce isolanti (dicono che il commutatore “batte”). Quando l'armatura del motore ruota in direzioni diverse, anche le spazzole scintillano con intensità diverse. C'è solo una ragione: lo spostamento delle spazzole dal centro.

Se si osserva una maggiore scintilla delle spazzole sul commutatore, vale la pena verificarne la tenuta, nonché condurre una diagnostica per la presenza di difetti nella superficie di lavoro delle spazzole. Inoltre, il motivo potrebbe essere la pressione irregolare delle spazzole o il loro inceppamento nel portaspazzole. Naturalmente, se viene rilevato uno qualsiasi dei problemi elencati, deve essere adeguatamente eliminato, ma molto spesso solo specialisti altamente qualificati possono farlo.

Risoluzione dei problemi del motore elettrico

La revisione di alta qualità dei motori elettrici può essere eseguita solo presso imprese specializzate. Durante i lavori di riparazione ordinaria, il gruppo motore viene smontato e le parti usurate vengono successivamente parzialmente sostituite. Diamo un'occhiata all'ordine di esecuzione di tutte le azioni usando l'esempio di un motore elettrico asincrono.

Nella fase iniziale, utilizzando un estrattore a vite, rimuovere la puleggia o la metà del giunto dalla puleggia del motore elettrico. Successivamente è necessario svitare i bulloni che fissano l'involucro della ventola e rimuoverlo. Successivamente, utilizzando lo stesso estrattore, è necessario svitare la vite di bloccaggio e rimuovere la ventola stessa. Se necessario, con lo stesso attrezzo è possibile rimuovere i cuscinetti dall'albero motore e successivamente, svitando i bulloni di fissaggio, rimuovere i relativi coperchi.

Successivamente, è necessario svitare i bulloni che fissano gli scudi dei cuscinetti e rimuovere questi scudi con leggeri colpi di martello attraverso un distanziatore di legno. Per evitare danni all'acciaio e agli avvolgimenti, nell'intercapedine d'aria viene inserito un distanziale in cartone, sul quale viene abbassato il rotore. Il rimontaggio del motore elettrico viene eseguito nell'ordine inverso.

Una volta completati i lavori di riparazione (le specifiche dipendono dalla natura del guasto), è necessario testare il motore elettrico. Per fare ciò, basta ruotare il rotore tenendo la puleggia e, se l'assemblaggio è eseguito correttamente, l'unità dovrebbe ruotare facilmente. Se tutto è normale, il motore viene installato sul posto, collegato alla rete e controllato per il funzionamento in modalità inattiva, dopodiché il motore viene collegato all'albero della macchina e testato nuovamente. Diamo un'occhiata alle opzioni per la risoluzione dei problemi di un motore elettrico usando l'esempio di alcuni guasti tipici.

Immaginiamo quindi che il motore non si avvii a causa della mancanza di tensione nella rete, della macchina spenta o dei fusibili bruciati. La presenza di tensione può essere verificata utilizzando un dispositivo speciale: un voltmetro CA con scala 500 V o utilizzando un indicatore di bassa tensione. Il problema può essere risolto sostituendo i fusibili bruciati. Nota!Se si brucia almeno un fusibile, il motore emetterà un ronzio caratteristico.

Una rottura di fase nell'avvolgimento dello statore può essere rilevata utilizzando un megger, ma prima di farlo è necessario liberare tutte le estremità degli avvolgimenti del motore. Se viene rilevata una rottura all'interno della fase di avvolgimento, il motore dovrà essere inviato per una riparazione professionale. La norma accettabile per ridurre la tensione ai terminali del motore all'avvio è considerata pari al 30% del valore nominale, causata da perdite nella rete, potenza insufficiente del trasformatore o suo sovraccarico.

Se si nota una diminuzione di tensione ai morsetti del motore elettrico è necessario sostituire il trasformatore di alimentazione oppure aumentare la sezione dei fili della linea di alimentazione. La mancanza di contatto di alimentazione in uno degli avvolgimenti dello statore (perdita di fase) provoca un aumento della corrente negli avvolgimenti dell'elemento e una diminuzione del numero di giri. Se lasci il motore acceso su due avvolgimenti, semplicemente si brucerà.

Oltre ai problemi elettrici elencati, i motori elettrici possono soffrire anche di problemi meccanici. Pertanto, il riscaldamento eccessivo dei cuscinetti è spesso causato da un assemblaggio improprio di queste parti, da uno scarso allineamento del motore, dalla contaminazione dei cuscinetti o da un'eccessiva usura delle sfere e dei rulli.

In ogni caso, prima di procedere all'azione diretta, è necessario effettuare una diagnosi completa del motore elettrico e delle parti con esso interagenti. La procedura di ispezione inizia con il controllo della batteria, e se è in buone condizioni, il passo successivo è controllare l'alimentazione del circuito elettrico del controller (il computer che controlla la velocità di rotazione del motore elettrico). È del tutto possibile che troverai un filo rotto lungo il percorso dalla batteria alla scheda. Il guasto di una scheda elettronica non è un evento frequente, ma se c'è anche il minimo dubbio sulla sua funzionalità, è meglio valutare immediatamente visivamente le condizioni della parte. Se c'è stato un forte riscaldamento degli elementi della tavola si noteranno subito zone annerite e rigonfie con possibili perdite.

Nel caso in cui il proprietario dell'auto abbia almeno una conoscenza minima nel campo dell'elettronica, può controllare autonomamente i fusibili, le parti dei semiconduttori (come diodi e transistor), tutti i contatti, le capacità e la qualità della saldatura.

Quando l'uscita della ECU ha la tensione operativa nello stato acceso, di norma la causa del malfunzionamento dovrebbe essere ricercata nel motore elettrico stesso. La complessità della riparazione dell'unità dipende dal malfunzionamento specifico e dal tipo di meccanismo. Pertanto, quando si esaminano i motori elettrici CA con potenza rotativa, prima di tutto è necessario controllare le spazzole di contatto, poiché molto spesso sono la causa di guasti a motori di questo tipo. Successivamente, dovresti controllare gli avvolgimenti per rotture o cortocircuiti. In caso di rottura il tester non mostrerà alcun valore di resistenza e in caso di cortocircuito l'indicatore di resistenza corrisponderà a zero o un Ohm.

Avendo scoperto un malfunzionamento, ovviamente deve essere eliminato. Questo può essere fatto riparando e sostituendo le parti guaste (ad esempio una spazzola) o sostituendo l'intero motore con un analogo funzionante.

I motori elettrici asincroni sono più comuni di altri nella produzione e si trovano spesso nella vita di tutti i giorni. Con il loro aiuto vengono messe in moto varie macchine: torni, fresatrici, affilatrici, meccanismi di sollevamento come un ascensore o una gru, nonché vari tipi di ventilatori e cappe. Questa popolarità è dovuta al basso costo, alla semplicità e all'affidabilità di questo tipo di azionamento. Ma succede che anche le attrezzature più semplici si rompono. In questo articolo esamineremo i tipici malfunzionamenti dei motori elettrici asincroni a gabbia di scoiattolo.

Tipi di malfunzionamenti dei motori asincroni

I malfunzionamenti possono essere suddivisi in tre gruppi:

Il motore si surriscalda;

L'albero non ruota o non ruota normalmente;

Fa rumore e vibra.

In questo caso, l'intero corpo del motore o qualche punto specifico su di esso potrebbe surriscaldarsi. E l'albero del motore elettrico potrebbe non muoversi affatto, potrebbe non sviluppare una velocità normale, i suoi cuscinetti potrebbero surriscaldarsi, emettere suoni anomali per il suo funzionamento o vibrare.

Ma prima, rinfrescati la memoria sul suo design e l'illustrazione qui sotto ti aiuterà in questo.

Anche le cause dei malfunzionamenti possono essere suddivise in due gruppi:

Elettrico;

Meccanico.

La maggior parte dei guasti viene rilevata confrontando le correnti di fase e la corrente nominale e altri strumenti di misurazione. Diamo un'occhiata ai difetti tipici.

Il motore elettrico non si avvia

Quando viene applicata la tensione, il motore non inizia a ruotare, non emette alcun rumore e l'albero non “cerca” di muoversi. Prima di tutto, controlla se il motore viene alimentato. Ciò può essere fatto aprendo la scheda del motore e misurando il punto in cui è collegato il cavo di alimentazione oppure misurando la tensione sull'interruttore di alimentazione, sul contattore, sul motorino di avviamento o sull'interruttore automatico.

Tuttavia, se è presente tensione ai terminali del motore, l'intera linea è normale.

Misurando la tensione all'inizio della linea, automaticamente saprai solo che la tensione arriva, ma potrebbe non arrivare all'utente finale a causa di rotture del cavo, collegamenti errati su tutta la sua lunghezza o a causa di guasti difettosi e bassi circuiti attuali.

Se sei convinto che la tensione arrivi al motore, la sua ulteriore diagnosi consiste nel testare la rottura degli avvolgimenti. È necessario verificare l'integrità dell'avvolgimento, quindi allo stesso tempo controllerai la rottura dell'alloggiamento. Puoi suonare gli avvolgimenti e, ma tale controllo non è considerato accurato.

Per controllare gli avvolgimenti senza farli suonare o aprire la scheda motore si possono utilizzare delle pinze amperometriche. Per fare ciò, misurare la corrente in ciascuna fase.

Se gli avvolgimenti del motore sono collegati da una stella e due avvolgimenti sono interrotti, non ci sarà corrente in nessuna delle fasi. Se c'è un'interruzione in uno degli avvolgimenti, scoprirai che c'è corrente in due fasi ed è aumentata. Quando collegato secondo un circuito a triangolo, anche se due avvolgimenti si bruciano, la corrente scorrerà in due dei tre fili di fase.

Se si verifica una rottura in uno degli avvolgimenti, il motore potrebbe non avviarsi sotto carico, oppure potrebbe avviarsi, ma ruotare lentamente e vibrare. Di seguito è riportato un dispositivo per la misurazione delle vibrazioni del motore.

Se gli avvolgimenti sono in buone condizioni e la corrente durante la misurazione aumenta e la macchina si rompe o il fusibile brucia, è probabile che l'albero o l'attuatore da esso azionato sia bloccato. Se ciò è possibile, dopo aver spento l'alimentazione, provare a ruotare l'albero a mano ed è necessario scollegarlo dal meccanismo condotto.

Quando si determina che è l'albero del motore a non ruotare, controllare i cuscinetti. I motori elettrici sono dotati di cuscinetti radenti o volventi. Le boccole usurate (cuscinetti scorrevoli) vengono controllate per la presenza di lubrificazione; se le boccole non presentano difetti esterni, è possibile semplicemente lubrificarle, dopo averle precedentemente ripulite da polvere, trucioli e altri contaminanti. Ma ciò accade raramente e questo metodo di riparazione è più rilevante per i motori a bassa potenza degli elettrodomestici. Nei motori potenti, spesso i cuscinetti vengono semplicemente sostituiti.

Problemi di bassa velocità, riscaldamento, immobilità dell'albero e maggiore usura dei cuscinetti possono essere associati a un carico irregolare sull'albero, al suo disallineamento, deformazione e flessione. Se i primi due casi possono essere corretti installando correttamente l'albero o l'attuatore, nonché riducendo il carico, la deformazione e il cedimento della parte centrale dell'albero richiedono la sua sostituzione o riparazioni complesse. Ciò si verifica particolarmente spesso nei potenti motori elettrici con alberi lunghi.

Quando uno dei cuscinetti si usura, l’albero spesso “morde”. In questo caso, a causa dell'espansione del metallo dovuta al riscaldamento durante l'attrito, l'albero potrebbe prima iniziare a ruotare, ma non raggiungere la massima velocità e, in un caso particolarmente avanzato, si fermerà del tutto.

I cuscinetti volventi richiedono inoltre un rifornimento regolare di lubrificante e si usurano durante il funzionamento, soprattutto rapidamente se il lubrificante è scarso o contaminato.

Il motore si sta surriscaldando

Il primo motivo del riscaldamento del motore sono i problemi con il sistema di raffreddamento. Con un tale malfunzionamento, l'alloggiamento del motore si riscalda completamente. La maggior parte dei motori sono raffreddati ad aria. A tale scopo, gli alloggiamenti sono realizzati con alette e su un lato dell'albero è installata una ventola di raffreddamento, il cui flusso d'aria viene diretto tramite un involucro lungo le nervature.

Se la ventola è danneggiata o se, ad esempio, si stacca dall'albero, si verifica un problema di surriscaldamento. I motori potenti utilizzano un sistema di raffreddamento a liquido. Inoltre, ci sono motori senza ventola, raffreddati per convezione naturale.

Se la ventola è normale, è necessario continuare la diagnostica.

Quando il motore si riscalda, controllare il riscaldamento dei cuscinetti. Per fare ciò, tocca con la mano la superficie della custodia dal lato della cover posteriore (dove non ci sono alberi rotanti sporgenti: la sicurezza è fondamentale).

Se i cappelli dei cuscinetti sono più caldi di altre parti della superficie dell'alloggiamento, è necessario verificare la presenza e le condizioni del lubrificante al loro interno e, quando si utilizzano le camicie, sostituirli.

Se la sostituzione del grasso nei cuscinetti a sfere non risolve la situazione, è necessario sostituire anche questi.

Riscaldamento locale dell'alloggiamento - una situazione in cui una parte di essa è chiaramente più calda di tutte le altre, si osserva durante i cortocircuiti interturn. In questi casi, la diagnostica viene eseguita utilizzando pinze amperometriche: le correnti nelle fasi vengono confrontate. Se in una delle fasi la corrente supera nettamente le correnti nelle altre fasi, viene confermato il malfunzionamento degli avvolgimenti del motore. In questo caso la riparazione consiste nel riavvolgimento parziale o totale dello statore.

Un maggiore riscaldamento di un motore elettrico asincrono può verificarsi anche in caso di cortocircuito delle piastre dello statore.

Il motore vibra, fa rumore ed emette rumori anomali

Il rumore del motore può anche essere dovuto all'usura dei cuscinetti. Probabilmente l'hai notato, come gli elettrodomestici da cucina, questo è il motivo. Le vibrazioni dell'albero si verificano durante lo spostamento assiale e la deformazione, di cui abbiamo discusso in precedenza.

Vibrazioni, rumore o surriscaldamento dell'acciaio attivo sono possibili anche se il rotore tocca lo statore durante la rotazione. Ciò si verifica quando il rotore si piega o quando le piastre dello statore sono danneggiate. In quest'ultimo caso si smonta e le piastre vengono represse. Il punto di contatto delle piastre può trovarsi a causa delle irregolarità oppure verrà lucidato dal rotore.

Conclusione

Abbiamo esaminato una serie di malfunzionamenti del motore elettrico, come eliminarli e le cause del loro verificarsi. Il funzionamento di un motore surriscaldato è irto di guasti prematuri all'isolamento dell'avvolgimento. Dopo un lungo periodo di inattività, non è possibile avviare il motore senza misurare la resistenza tra gli avvolgimenti e l'alloggiamento utilizzando un megaohmmetro.

È considerata normale una resistenza di isolamento di circa 1 MOhm per 1 kV di tensione di alimentazione. Cioè, un motore con una resistenza di isolamento dell'avvolgimento non inferiore a 0,5 MOhm può essere considerato idoneo al funzionamento in una rete con una tensione di 380 V. Altrimenti rischi di danneggiarlo. Se la resistenza dell'isolamento è inferiore, asciugare il motore rimuovendo frequentemente l'involucro o il coperchio posteriore. Durante il funzionamento, la resistenza dell'avvolgimento aumenta gradualmente a causa dell'evaporazione dell'umidità durante il riscaldamento.

In base alla modalità operativa, alle regole operative e di manutenzione, nonché alla normale alimentazione, un motore asincrono dura a lungo, spesso riutilizzando più volte la sua risorsa. In questo caso, la riparazione principale consiste nella lubrificazione e nella sostituzione dei cuscinetti.

Il motore elettrico asincrono non si accende (saltano i fusibili o interviene la protezione). La causa di ciò nei motori ad anelli collettori potrebbe essere la posizione in cortocircuito del reostato di avviamento o degli anelli collettori. Nel primo caso è necessario riportare il reostato di avviamento nella sua posizione normale (di avvio), nel secondo sollevare il dispositivo che cortocircuita gli anelli collettori.

È anche impossibile accendere il motore elettrico a causa di un cortocircuito nel circuito dello statore. Una fase in cortocircuito si può rilevare al tatto dal maggiore riscaldamento dell'avvolgimento (la palpazione va fatta scollegando prima il motore elettrico dalla rete); dall'aspetto dell'isolamento carbonizzato, nonché dalla misurazione. Se le fasi dello statore sono collegate a stella, vengono misurati i valori delle correnti consumate dalla rete dalle singole fasi. Una fase con spire cortocircuitate consumerà più corrente rispetto alle fasi non danneggiate. Quando si collegano le singole fasi in un triangolo, le correnti nei due fili collegati alla fase difettosa saranno maggiori rispetto al terzo, che è collegato solo alle fasi non danneggiate. Quando si effettuano le misurazioni, utilizzare una tensione ridotta.

Quando è acceso, il motore elettrico asincrono non si muove. La ragione di ciò potrebbe essere un'interruzione in una o due fasi del circuito di alimentazione. Per determinare la posizione dell'interruzione, ispezionare innanzitutto tutti gli elementi del circuito che alimenta il motore elettrico (controllare l'integrità dei fusibili). Se durante un'ispezione esterna non è possibile rilevare una rottura di fase, le misurazioni necessarie vengono eseguite con un megger. Perché lo statore viene prima scollegato dalla rete di alimentazione? Se gli avvolgimenti dello statore sono collegati in una stella, un'estremità del megger è collegata al punto zero della stella, dopodiché le altre estremità dell'avvolgimento vengono toccate a loro volta con la seconda estremità del megger. Collegando un megger all'estremità di una fase utilizzabile si otterrà una lettura pari a zero, collegandosi a una fase che ha un circuito aperto mostrerà un'elevata resistenza del circuito, ovvero la presenza di un circuito aperto al suo interno. Se il punto zero della stella è inaccessibile, le due estremità del megger toccano a coppie tutti i terminali dello statore. Toccando il megger alle estremità delle fasi buone mostrerà un valore zero, toccando le estremità di due fasi, una delle quali è difettosa, mostrerà un'elevata resistenza, cioè un circuito aperto in una di queste fasi.

Se gli avvolgimenti dello statore sono collegati a triangolo, è necessario scollegare l'avvolgimento in un punto, quindi verificare separatamente l'integrità di ciascuna fase.

Una fase che presenta un'interruzione viene talvolta rilevata al tatto (rimane fredda). Se si verifica un'interruzione in una delle fasi dello statore mentre il motore elettrico è in funzione, continuerà a funzionare, ma inizierà a ronzare più forte che in condizioni normali. Cercare la fase danneggiata come indicato sopra.

Quando funziona un motore asincrono, gli avvolgimenti dello statore diventano molto caldi. Questo fenomeno, accompagnato da un forte ronzio del motore elettrico, si osserva quando c'è un cortocircuito in qualsiasi avvolgimento dello statore, nonché quando l'avvolgimento dello statore è doppio cortocircuitato verso l'alloggiamento.

Il motore elettrico asincrono in funzione cominciò a ronzare. Allo stesso tempo, la sua velocità e potenza sono ridotte. Il motivo del malfunzionamento del motore elettrico è il guasto di una fase.

Quando il motore DC è acceso, non si muove. Il motivo potrebbe essere un fusibile bruciato, un'interruzione nel circuito di alimentazione o un'interruzione nella resistenza nel reostato di avviamento. Innanzitutto, ispezionare attentamente, quindi verificare l'integrità degli elementi specificati utilizzando un megger o una lampada di prova con una tensione non superiore a 36 V. Se non è possibile determinare la posizione dell'interruzione utilizzando il metodo indicato, procedere al controllo dell'integrità dell'avvolgimento dell'indotto. Una rottura nell'avvolgimento dell'indotto si osserva più spesso nelle giunzioni del commutatore con le sezioni dell'avvolgimento. Misurando la caduta di tensione tra le piastre del collettore si trova la posizione del danno.

Un'altra ragione di questo fenomeno potrebbe essere il sovraccarico del motore elettrico. Ciò può essere verificato avviando il motore elettrico al minimo, dopo averlo precedentemente scollegato dal meccanismo di azionamento.

Quando il motore DC viene acceso, i fusibili si bruciano o interviene la massima protezione. La posizione corta del reostato di avviamento potrebbe essere una delle ragioni di questo fenomeno. In questo caso, il reostato viene spostato nella normale posizione iniziale. Questo fenomeno si può osservare anche quando la maniglia del reostato viene estratta troppo velocemente, quindi quando si riaccende il motore elettrico, il reostato viene estratto più lentamente.

Quando il motore elettrico è in funzione, si osserva un aumento del riscaldamento del cuscinetto. Il motivo dell'aumento del riscaldamento del cuscinetto può essere un gioco insufficiente tra il perno dell'albero e il guscio del cuscinetto, una quantità di olio insufficiente o eccessiva nel cuscinetto (controllare il livello dell'olio), contaminazione dell'olio o utilizzo di tipi di olio inappropriati. In questi ultimi casi la sostituzione dell'olio avviene effettuando prima il lavaggio del cuscinetto con benzina.

All'avvio o durante il funzionamento del motore elettrico, dallo spazio tra il rotore e lo statore fuoriescono scintille e fumo. Una possibile ragione di questo fenomeno potrebbe essere il rotore che tocca lo statore. Ciò si verifica quando si verifica un'usura significativa dei cuscinetti.

Quando si utilizza un motore CC, si osservano scintille sotto le spazzole. Le ragioni di questo fenomeno possono essere la scelta errata delle spazzole, la debole pressione sul commutatore, la superficie del commutatore non sufficientemente liscia e il posizionamento errato delle spazzole. In quest'ultimo caso è necessario spostare le spazzole, posizionandole sulla linea neutra.

Durante il funzionamento del motore elettrico si osserva un aumento delle vibrazioni, che può verificarsi, ad esempio, a causa della forza insufficiente del fissaggio del motore elettrico alla piastra di fondazione. Se la vibrazione è accompagnata da un surriscaldamento del cuscinetto, ciò indica la presenza di pressione assiale sul cuscinetto.

I motori elettrici sono onnipresenti nell’industria e stanno diventando sempre più complessi, il che spesso può rendere difficile mantenerli operativi alla massima efficienza. È importante ricordare che le cause dei guasti nei motori e negli azionamenti elettrici non si limitano a un'area di specializzazione: possono essere sia di natura meccanica che elettrica. E solo la giusta conoscenza ti evita costosi tempi di inattività e una maggiore durata.

I malfunzionamenti più comuni dei motori elettrici sono il danneggiamento dell'isolamento degli avvolgimenti e l'usura dei cuscinetti., che si verificano per molte ragioni diverse. Questo articolo si concentra sull'individuazione tempestiva delle 13 cause più comuni di guasto dell'isolamento e del guasto dei cuscinetti.

Qualità dell'energia

Azionamenti a frequenza variabile

Ragioni meccaniche

Qualità dell'energia

1. Tensione transitoria

Le tensioni transitorie possono provenire da diverse fonti sia all'interno che all'esterno dell'impianto. L'accensione e lo spegnimento di carichi vicini, banchi di condensatori di correzione del fattore di potenza o persino eventi meteorologici possono creare tensioni transitorie sulle reti di distribuzione. Questi processi con ampiezza e frequenza arbitrarie possono distruggere o danneggiare l'isolamento degli avvolgimenti del motore elettrico.

Individuare la fonte dei transitori può essere difficile perché si verificano in modo irregolare e i loro effetti possono manifestarsi in modi diversi. Ad esempio, nei cavi di controllo potrebbero verificarsi transitori che non causeranno necessariamente danni all'apparecchiatura stessa, ma potrebbero interferire con il suo funzionamento.

Impatto: I danni all'isolamento degli avvolgimenti del motore causano guasti precoci e tempi di fermo macchina non pianificati.

Criticità: alto.

2. Asimmetria di tensione

Le reti di distribuzione trifase forniscono spesso carichi monofase. La resistenza o l'asimmetria del carico possono causare asimmetria di tensione su tutte e tre le fasi. Possibili guasti possono risiedere nel cablaggio del motore, sui terminali del motore, nonché negli avvolgimenti stessi. Questa asimmetria può causare sovraccarichi in ciascuna fase del circuito di una rete trifase. In breve, la tensione su tutte e tre le fasi dovrebbe essere sempre la stessa.

Impatto: l'asimmetria provoca sovracorrenti in una o più fasi, che provocano surriscaldamento e danni all'isolamento.

Analizzatore di qualità dell'alimentazione trifase Fluke 435-II.

Criticità: media.

3. Distorsione armonica

In poche parole, le armoniche sono eventuali fluttuazioni aggiuntive indesiderate di tensione o corrente ad alta frequenza che entrano negli avvolgimenti di un motore elettrico. Questa energia aggiuntiva non viene utilizzata per ruotare l'albero motore, ma circola negli avvolgimenti e alla fine porta ad una perdita di energia interna. Queste perdite vengono dissipate sotto forma di calore, che nel tempo degrada le proprietà isolanti degli avvolgimenti. Una certa distorsione armonica nella forma d'onda della corrente è normale per i sistemi che alimentano carichi elettronici. La distorsione armonica può essere misurata con un analizzatore della qualità dell'energia monitorando le correnti e le temperature sui trasformatori per garantire che non siano sovraccaricati. Per ogni armonica viene stabilito un livello accettabile di distorsione, regolato dallo standard IEEE 519-1992.

Impatto: La ridotta efficienza del motore comporta costi aggiuntivi e un aumento della temperatura operativa.

Strumento di misurazione e diagnosi: Analizzatore di qualità dell'alimentazione trifase Fluke 435-II.

Criticità: media.

Azionamenti a frequenza variabile

4. Riflessioni sui segnali PWM in uscita dal convertitore

I convertitori di frequenza utilizzano la modulazione di larghezza di impulso (PWM) per controllare la tensione di uscita e la frequenza dell'alimentazione del motore. Le riflessioni si verificano a causa di una mancata corrispondenza tra la sorgente e le impedenze di carico. Disadattamenti di impedenza possono verificarsi a causa di un'installazione non corretta, di una selezione errata dei componenti o del deterioramento dell'apparecchiatura nel tempo. Il picco di riflessione nel circuito di comando può raggiungere il livello di tensione del bus CC.

Impatto: Danni all'isolamento dell'avvolgimento del motore comportano tempi di inattività non pianificati.

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Oscilloscopio portatile Fluke 190-204 ScopeMeter®, a 4 canali, ad alta frequenza di campionamento.

Criticità: alto.

5. Deviazione standard della corrente

Impatto: apertura arbitraria del circuito dovuta al passaggio di corrente attraverso la terra di protezione.

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Oscilloscopio Fluke 190-204 ScopeMeter con pinze amperometriche a banda larga (10 kHz) (Fluke i400S o simili).

Criticità: Basso.

6. Sovraccarico di lavoro

Il sovraccarico del motore si verifica quando funziona con carico maggiore. I principali segnali di un motore sovraccarico sono un consumo eccessivo di corrente, una coppia insufficiente e un surriscaldamento. L'eccessiva generazione di calore da parte di un motore elettrico è la principale causa di guasto del motore. Quando un motore è sovraccarico, i singoli componenti del motore, inclusi cuscinetti, avvolgimenti e altre parti, possono funzionare normalmente, ma il motore si surriscalda. Pertanto, la risoluzione dei problemi dovrebbe iniziare controllando se il motore elettrico è sovraccarico. Poiché il 30% di tutti i guasti del motore sono causati dal sovraccarico del motore, è importante capire come misurare e determinare il sovraccarico del motore.

Impatto: usura prematura dei componenti elettrici e meccanici del motore elettrico, con conseguenti guasti irreversibili.

Strumento di misurazione e diagnosi: Multimetro digitale Fluke 289.

Criticità: alto.

7. Disallineamento

Il disallineamento si verifica quando l'albero motore non è allineato correttamente con il carico o l'ingranaggio che li collega è disallineato. Molti esperti ritengono che un giunto flessibile elimini e compensi il disallineamento, tuttavia, un giunto flessibile protegge solo la trasmissione stessa dal disallineamento. Anche con una connessione flessibile, un albero fuori centro trasmetterà forze cicliche dannose lungo la sua lunghezza al motore, causando una maggiore usura del motore e aumentando il carico meccanico effettivo. Inoltre, il disallineamento può causare vibrazioni degli alberi sia del carico che dell'azionamento elettrico. Esistono diversi tipi di disallineamento:

• Disallineamento angolare: gli assi degli alberi si intersecano, ma non sono paralleli;
• Offset parallelo: gli assi degli alberi sono paralleli, ma non coassiali;
• Offset composto: una combinazione di offset angolari e paralleli. (Nota: quasi sempre il disallineamento è complesso, ma i professionisti li considerano come la somma delle componenti di spostamento, poiché è più facile eliminare il disallineamento separatamente - le componenti angolare e parallela).

Influenza:

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Strumento laser per allineamento alberi Fluke 830.

Criticità: alto.

8. Squilibrio dell'albero

Lo squilibrio è una condizione di una parte rotante quando il centro di massa non si trova sull'asse di rotazione. In altre parole, quando il centro di gravità si trova da qualche parte sul rotore. Sebbene sia impossibile eliminare completamente lo squilibrio del motore, è possibile determinare se è al di fuori dei limiti accettabili e adottare misure per correggere la situazione.

Lo squilibrio può essere causato da vari motivi:

• accumulo di sporco;
• mancanza di pesi di bilanciamento;
• deviazioni nella produzione;
• massa disuguale degli avvolgimenti del motore e altri fattori associati all'usura.

Un tester o un analizzatore di vibrazioni aiuterà a determinare se un meccanismo rotante è bilanciato o meno.

Influenza: usura prematura dei componenti meccanici dell'azionamento, causando guasti prematuri.

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Misuratore di vibrazioni Fluke 810.

Criticità: alto.

9. Allentamento dell'albero

L'allentamento si verifica a causa di un gioco eccessivo tra le parti. L'allentamento può verificarsi in diversi punti:

• L'allentamento rotazionale si verifica a causa del gioco eccessivo tra le parti rotanti e fisse della macchina, come un cuscinetto.
• Un gioco antirotazionale si verifica tra due parti normalmente stazionarie, come tra un supporto e una base o tra un alloggiamento del cuscinetto e una macchina.

Come per tutte le fonti di vibrazione, è importante essere in grado di identificare eventuali allentamenti e correggere il problema per evitare danni. È possibile determinare se è presente un allentamento in una macchina rotante utilizzando un tester o un analizzatore di vibrazioni.

Influenza: usura accelerata dei componenti rotanti con conseguente guasto meccanico.

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Misuratore di vibrazioni Fluke 810.

Criticità: alto.

10. Usura dei cuscinetti

Un cuscinetto difettoso aumenta l'attrito, si surriscalda e ha un'efficienza ridotta a causa di problemi meccanici, problemi di lubrificazione o usura. Il cedimento dei cuscinetti può essere il risultato di diversi fattori:

lubrificazione insufficiente o errata;

tenuta dei cuscinetti inefficace;

violazione del centraggio dell'albero;

installazione errata;

normale usura;

tensione indotta sull'albero.

Quando iniziano a verificarsi guasti ai cuscinetti, ciò provoca anche un effetto a cascata che accelera il guasto del motore. Il 13% dei guasti ai motori è causato da guasti ai cuscinetti e oltre il 60% dei guasti meccanici agli impianti è causato dall'usura dei cuscinetti, quindi è importante sapere come risolvere questi potenziali problemi.

Influenza: l'usura accelerata dei componenti rotanti porta al cedimento dei cuscinetti.

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Misuratore di vibrazioni Fluke 810.

Criticità: alto.

Fattori associati a un'installazione errata

11. Base allentata

Un accoppiamento allentato è causato da una base di montaggio irregolare del motore o del componente condotto o da una superficie di montaggio irregolare su cui poggia la base di montaggio. Questa condizione può creare una situazione spiacevole in cui il serraggio dei bulloni di montaggio introduce effettivamente nuovi carichi e disallineamenti. Spesso si verifica un supporto allentato tra due bulloni di montaggio posizionati diagonalmente, come nel caso di una sedia o un tavolo irregolare che oscilla diagonalmente. Esistono due tipi di base sciolta:

• Adattamento parallelo della base allentato: si verifica quando un supporto di montaggio è posizionato più in alto degli altri tre;
• La perdita dalla base angolare si verifica quando uno dei supporti di montaggio non è parallelo o perpendicolare alla superficie di montaggio.

In entrambi i casi, l'allentamento della base può essere causato da irregolarità nel supporto di montaggio del meccanismo o nella base di montaggio su cui è posizionato il supporto. In ogni caso, è necessario trovare ed eliminare un accoppiamento lasco prima di centrare l'albero. Uno strumento di allineamento laser di qualità può determinare se la base di una determinata macchina rotante è allentata.

Influenza: disallineamento dei componenti della trasmissione meccanica.

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Strumento laser per allineamento alberi Fluke 830.

Criticità: media.

12. Tensione delle tubazioni

La tensione delle tubazioni è una condizione in cui nuovi carichi, tensioni e forze che agiscono sul resto dell'attrezzatura e dell'infrastruttura vengono trasferiti nuovamente al motore e all'azionamento, provocando un disallineamento. L'esempio più comune di ciò sono i semplici circuiti motore/pompa in cui qualcosa agisce sulle tubazioni, come ad esempio:

• spostamento nella fondazione;
• una valvola o altro componente installato di recente;
• un oggetto urta, piega o semplicemente preme sul tubo;
• Accessori per tubi o raccordi a parete rotti o mancanti.

Queste forze possono causare effetti angolari o di taglio, che a loro volta provocano il movimento dell'albero motore/pompa. Per questo motivo è importante controllare l'allineamento della macchina non solo durante l'installazione: l'allineamento accurato è una condizione temporanea e può cambiare nel tempo.

Influenza: disallineamento dell'albero e conseguenti carichi sui componenti rotanti, che portano a guasti prematuri.

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Strumento laser per allineamento alberi Fluke 830.

Criticità: Basso.

13. Tensione dell'albero

Quando la tensione sull'albero motore supera le caratteristiche isolanti del lubrificante del cuscinetto, si verifica la rottura del cuscinetto esterno, causando vaiolature e formazione di scanalature nella pista del cuscinetto. I primi segni di un problema sono il rumore e il surriscaldamento che si verificano quando i cuscinetti perdono la loro forma originale, così come la comparsa di trucioli metallici nel lubrificante e l'aumento dell'attrito dei cuscinetti. Ciò può portare al guasto dei cuscinetti già dopo pochi mesi di funzionamento del motore elettrico. Il guasto dei cuscinetti è un problema costoso sia nella ricostruzione del motore che nei tempi di fermo delle apparecchiature, quindi prevenirlo misurando la tensione dell'albero e la corrente del cuscinetto è una parte importante della diagnosi. La tensione all'albero è presente solo quando il motore è energizzato e in rotazione. Una spazzola di carbone montata sulla sonda consente di misurare la tensione sull'albero durante la rotazione del motore elettrico.

Influenza: La formazione di archi sulla superficie del cuscinetto provoca vaiolature e formazione di scanalature, che a loro volta portano a vibrazioni eccessive e al conseguente cedimento del cuscinetto.

Dispositivo di misurazione e diagnosi: Fluke-190-204 ScopeMeter oscilloscopio portatile isolato a 4 canali, sonda AEGIS con spazzole di carbone per misurare la tensione dell'albero.

Criticità: alto.

Quattro strategie per il successo

I sistemi di controllo dei motori elettrici vengono utilizzati nei processi critici nelle fabbriche. Il guasto dell'apparecchiatura può portare a ingenti perdite finanziarie associate sia alla potenziale sostituzione del motore elettrico e delle sue parti, sia al tempo di inattività dei sistemi che dipendono da questo motore elettrico. Dotando ingegneri e tecnici dell'assistenza delle conoscenze di cui hanno bisogno, dando priorità al lavoro ed eseguendo la manutenzione preventiva per monitorare le apparecchiature e correggere problemi difficili da individuare, è spesso possibile evitare guasti causati dal carico di lavoro e ridurre i costi dei tempi di inattività.

Esistono quattro strategie chiave per eliminare o prevenire guasti prematuri al motore e ai componenti rotanti:

1. Registrare le condizioni operative, le specifiche dell'apparecchiatura e gli intervalli di tolleranza operativa.
2. Raccolta e registrazione regolari delle misurazioni critiche durante l'installazione, prima e dopo la manutenzione.
3. Crea un archivio di misurazioni di riferimento per l'analisi dei trend e il rilevamento dei cambiamenti di stato.
4. Tracciare misurazioni individuali per identificare le tendenze principali. Qualsiasi cambiamento nella linea di tendenza superiore a +/- 10-20% (o qualsiasi altro importo specificato, a seconda delle prestazioni o della criticità del sistema) dovrebbe essere studiato per determinare la causa dei problemi .

Hai scoperto che il tuo generatore diesel non funziona correttamente o ha smesso del tutto di avviarsi? Prima di tutto, è necessario ispezionare l'apparecchiatura per individuare eventuali problemi visibili. In questo articolo esamineremo i principali tipi di malfunzionamenti dei gruppi elettrogeni diesel (gruppi elettrogeni diesel), le loro cause e vi spiegheremo anche come eliminarli.

Ispezione del generatore diesel prima dell'avvio

La prima cosa da fare se viene rilevato un problema è controllare il generatore per eventuali danni esterni (cosa che, tra l'altro, è consigliata prima di ogni avvio): se vedi crepe, ammaccature o altri difetti sull'alloggiamento, molto probabilmente la causa del guasto è un danno meccanico. Assicurarsi inoltre che non vi siano oggetti estranei all'interno del dispositivo.

I 6 tipi più comuni di malfunzionamenti dei gruppi elettrogeni diesel

• il generatore non si avvia
• non emette tensione
• si blocca durante il funzionamento
• consuma più olio del dovuto
• Quando il motore è in funzione si sente un forte battito
• strano colore dei gas di scarico (nero, bianco e blu)

Diamo un'occhiata a ciascuna tipologia in dettaglio.

Il generatore non si avvia

Potrebbero esserci diversi motivi:

1. La pompa del carburante è rotta: ciò è indicato da un'alimentazione di carburante scarsa o irregolare.
2. Il dispositivo di avvio a freddo è rotto. Ciò è molto probabilmente dovuto alla ceratura del carburante, che di solito si verifica a basse temperature. Per evitare che ciò accada alla tua attrezzatura, utilizza carburante stagionale e non utilizzare il dispositivo quando fa freddo.
3. Il carburante è di bassa qualità o contaminato. Per evitare ciò, utilizzare solo carburante collaudato, pulito e non diluito: risparmiare su di esso può comportare ingenti costi di riparazione.
4. Il motorino di avviamento è guasto, con conseguente velocità di rotazione insufficiente. I motivi sono due: a) utilizzo di olio di bassa qualità, b) batteria scarica.

Il generatore non produce tensione

Attenzione! Prima di controllare qualsiasi parte elettrica, togliere completamente la tensione all'apparecchiatura per evitare scosse elettriche.

Il generatore diesel funziona, ma non produce tensione: forse i contatti sono allentati o mancanti, oppure c'è un problema alle spazzole. Controllare la loro connessione secondo le istruzioni.

Un altro motivo potrebbe essere un problema con il regolatore di tensione o l'usura degli avvolgimenti: controllane le condizioni.

Il generatore diesel va in stallo durante il funzionamento

In questo caso, ci sono 7 ragioni principali, alcune delle quali puoi identificare ed eliminare tu stesso:

• non c'è abbastanza carburante nel serbatoio
• è entrata aria nel carburante
• resistenza aggiuntiva nel sistema di alimentazione del carburante o nel sistema per scaricare il carburante in eccesso nel serbatoio, nonché nei sistemi di aspirazione o scarico
• filtro dell'aria sporco
• guasto dell'iniettore
• impostazione errata del regime del minimo

Il generatore utilizza più olio del dovuto

Controllare la depressurizzazione del sistema dell'olio: l'olio potrebbe fuoriuscire in altri sistemi, ad esempio nel sistema di alimentazione. Per evitare la depressurizzazione, utilizzare solo oli di alta qualità.

Si sente un forte battito mentre il motore è in funzione

Molto spesso, i colpi indicano l'usura o la rottura delle seguenti parti:

• iniettori
• molle delle valvole
• fasce elastiche
• gruppo cilindro-pistone
• cuscinetto dell'albero motore
• albero a camme

Se le parti elencate sono in ordine, controllare la regolazione del gioco delle valvole, il meccanismo di distribuzione e l'impostazione della fasatura dell'iniezione. Anche quello è normale? Quindi il problema è la presenza di aria nel sistema di alimentazione o carburante di scarsa qualità.

Strano colore dei gas di scarico