Приборы для проверки электродвигателей

Внеплановые остановки производства — затратное «удовольствие». На особо важных объектах, где причиной остановки является, например, поломка электродвигателя, стоимость простоя в течение одного часа может составлять десятки тысяч, а то и миллионы рублей. Основная задача в ходе превентивной проверки — сокращение до минимума таких внеплановых остановок и простоев. Согласно данным института инженеров электротехники и электроники 1 всех неисправностей электродвигателей составляют дефекты изоляции. Вот тут и возникает вопрос: что и чем измерять, чтобы обнаружить дефекты в изоляции электрических машин?

Чтобы ответить на данный вопрос, необходимо понимать, какие возможные дефекты могут возникнуть в обмотке электрической машины. Рассмотрим, например, статор. Дефекты в статоре можно разделить на две группы: дефекты в обмотке относительно корпуса статора и дефекты в обмотке между витков (РИС.1 и 2).

Для выявления дефектов в изоляции относительно корпуса проводят тест высоким напряжением постоянного тока, а для выявления дефектов между витками — импульсный тест. При ремонтных работах или периодических технических обслуживаниях необходим компактный прибор, удобный для транспортировки к месту тестирования.

Вторым критерием подбора оборудования является максимальное выходное напряжение прибора, которое можно подать на обмотку при тестировании на пробой или импульсном тестировании для выявления межвитковых дефектов. Для расчета необходимого максимального напряжения прибора следует знать рабочее напряжение двигателя, который будут проверять, или напряжение тестирования высоким напряжением переменного тока. Существующие стандарты, регламентирующие тестовое импульсное напряжение, приводят разные данные. Обычно исправные катушки в электродвигателе способны выдержать бóльшие напряжения, чем указанные в стандартах. Для грубых расчетов, когда речь идет о диагностике или ремонте, т. е. не о новом двигателе, можно пользоваться следующими формулами для определения необходимого импульсного напряжения:

U_{тест. HVAC}=2×Uном.+1000 В

U_{тест. HVAC} – максимальное напряжение высоким напряжением переменного тока

U_ном. – номинальное напряжение электродвигателя

U_имп. – импульсное напряжение тестирования

Тестер должен удовлетворять полученным расчетным данным. Импульсное напряжение достаточной амплитуды необходимо еще и для того, чтобы обнаружить все типы дефектов, которые могут возникнуть в изоляции соседних витков. Дело в том, что межвитковые замыкания условно разделяют на две группы: постоянные и возникающие только при подаче повышенного напряжения. Обнаружить дефекты первой группы проще, т.к. это постоянный контакт двух соседних витков с дефектом в изоляции. Вторая же группа относится к тому случаю, когда между витками с дефектом в изоляции нет постоянного контакта, а сам дефект возникает только при большой разнице потенциалов между витками в зоне повреждения изоляции. Тест импульсным напряжением может создать достаточную разницу потенциалов между одиночными витками в короткий промежуток времени.

На РИС.3 и 4 показаны возможные варианты переносных исполнений импульсного тестера от компании Schleich MTC2. Это наиболее актуальное исполнение для тех предприятий, которые занимаются ремонтом и диагностикой электродвигателей. Максимальное импульсное напряжение у тестера в таком исполнении – 15 кВ. Из-за размеров корпуса данный тестер нельзя укомплектовать тестом высокого напряжения переменного тока и тестом обнаружения частичных разрядов. Вернее, можно, но это будет отдельный стационарный прибор, подключающийся к тестеру через специальный интерфейс. И будет потеряно одно из основных преимуществ этого оборудования – мобильность. К обязательным тестам, которые всегда включены в комплектацию переносного исполнения, относятся:

• тест импульсным напряжением.
• тест высоким напряжением постоянного тока.

В качестве опции мобильные тестеры можно дооснастить тестом измерения сопротивления с температурной компенсацией.

Одним из преимуществ импульсных тестеров компании Schleich является их полностью автоматизированный процесс тестирования – однократное подключение выводов тестера к проверяемому статору, в дальнейшем не требуется проводить никаких манипуляций с зажимами независимо от типа испытания. Используя одни и те же зажимы, можно измерять активное сопротивление и проводить тест высоким или импульсным напряжением.

Рассмотрим на примере тестирования статора процесс поиска неисправностей с помощью импульсного тестера Schleich MTC2-15 кВ. Программное обеспечение позволяет проводить тестирование в ручном и автоматическом режимах по уже созданной тестовой программе. Последний режим наиболее актуален при серийном производстве. Оператору необходимо загрузить заранее подготовленную тестовую программу и запустить процесс тестирования. А в случае диагностики статора при проведении ремонтных работ у оператора с большой вероятностью не будет готовой тестовой программы.

После запуска ручного режима тестирования необходимо выбрать схему включения фаз статора и номинальное напряжение (РИС.6). Эта функция предотвращает испытание с применением слишком высокого испытательного напряжения. Тестером предусмотрены максимальные испытательные напряжения в зависимости от номинального напряжения (таблица 1).

Таблица 1 Максимальные испытательные напряжения в зависимости от номинального напряжения

Дата: 20.10.2015 // 0 Комментариев

При ремонте двигателей и генераторов, это устройство может стать очень полезным. Схема прибора и его работа очень проста и доступна для сборки даже новичкам. Благодаря этому тестеру станет возможным проверка любых трансформаторов, генераторов, дросселей и разнообразных катушек, индуктивностью от 200 мкГн до 2 Гн. Аппарат позволит определить не только целостность проверяемой обмотки, но также поможет выявить межвитковое замыкание, способен проверить p-n переходы у кремниевых транзисторов или диодов.

Схема прибора для проверки межвиткового замыкания

Схема прибора описывалась в журнале «Радио» №7 за 1990 год, но до сих пор не потеряла свою актуальность благодаря своей простоте и надежности. С таким пробором проверка межвиткового замыкания осуществляется за считанные секунды.

Собранный для сайта тестер немного отличается от этой схемы. О внесенных изменениях в схему читаем в конце статьи.

Основу тестера составляет измерительный генератор. Он собран на транзисторах VT1, VT2. Частота этого генератора не постоянная и зависит от колебательного контура, который образуется конденсатором С1, а также подключаемой катушкой, она подсоединяется к ХР1 и ХР2. Резистором R1 устанавливается нужная глубина положительной обратной связи, для обеспечения надежной работы измерительного генератора. VT3, включен в диодном режиме, он создает нужный сдвиг напряжения между эмиттером VT2 и базой VT4.

VT4, VT5 представляют собой генератор импульсов, вместе с усилителем мощности на транзисторе VT6 способен обеспечить горение светодиода в трех различных режимах: не горит, мигает с постоянной частотой, а также простое свечение. Выбор режима работы генератора импульсов определяется напряжением смещения на базе транзистора VT4.

При сборке устройства целесообразно проверять правильность схемы постепенно. Проверку работоспособности генератора импульсов можно осуществить подключением переменного резистора на 1 кОм, как показано на схеме. Вращая движок этого резистора можно убедиться, что генератор импульсов работает правильно во всех режимах. При установки сопротивления 200-300 Ом, важно убедиться, что происходит мигание светодиода.

Работа тестера осуществляется следующим образом. Если выводы тестера замкнуты, измерительный генератор не возбуждается вовсе, VT2 будет открытым. Напряжения на эмиттере VT2, а значит, на базе транзистора VT4 будет недостаточно, что бы заработал генератора импульсов. VT5, VT6 в таком случае будут открыты, а диод будет гореть постоянно, что сигнализирует о целостности цепи.

В случае подключения к измерительным выводам устройства исправной катушки, припустим, осуществляется проверка трансформатора на межвитковое замыкание, а также произведя подстройку с помощью R1, измерительный генератор начнет возбуждаться. На эмиттере VT2 напряжение будет увеличиваться, это все приведет к увеличению напряжения смещения на базе VT4, а также пуска генератора импульсов. Диод должен мигать.

Если окажется, что обмотка, которую проверяют, имеет короткозамкнутые витки, тогда измерительный генератор не будет возбуждаться, а прибор заработает также, как и в случе замкнутых выводов (контрольный диод засветится).

Когда измерительные выводы будут отключены или появится обрыв, тогда VT2 будет закрыт. Напряжение на его эмиттере, а это значит, что и на базе VT4 возрастает. Он открывается до насыщения, а колебания генератора импульсов будут сорваны. VT5, VT6 закроются, а контрольный диод не засветиться вовсе.

Еще одной особенностью этого тестера есть возможность проверки p-n переходов. Подключая к аппарату кремниевый диод или транзистор (анод к ХР1, катод к ХР2), контрольный светодиод должен мигать. При пробое светодиод просто горит, а в случае обрыва не светится.

Вместо VT1— VT3 можно ставить КТ358В или КТ312В. КТ361Б легко заменяются на КТ502, КТ209. При использовании светодиода необходимо последовательно с ним включать сопротивление около 30-60 Ом.; питания прибора осуществляется от источника — 3В. При использовании кроны целесообразно применить стабилизатор на 3,3В.

Иногда в крайнем правом положении переменного резистора, а также разомкнутых щупах тестера диод может засветиться. Необходимо изменить сопротивление резистора R3 (немного его увеличить), добиться, чтобы диод потух.

Когда проверяются катушки небольшой индуктивности, интенсивность перестройки переменного резистора, возможно, будет чрезмерной. Можно с легкостью выйти из этого положения включением последовательно с резистором R1 дополнительного переменного резистора с небольшим максимальным сопротивлением, например 1 кОм.

Прибор для проверки межвиткового замыкания своими руками

Прибор для проверки межвиткового замыкания своими руками собран из старых советских компонентов.

Для сборки тестера применялись следующие компоненты и внеслись небольшие изменения: транзисторы КТ315 и КТ209. Переменные резисторы на 47кОм (для грубой настройки) и 1кОм (для точной настройки). Питание устройства осуществляется с помощью батареи КРОНА, и стабилизатора AMS1117 на 3,3В. Дополнительно установлен светодиод зеленого цвета который сигнализирует о включении прибора, а красный – контрольный светодиод. Последовательно с обоими светодиодами включен резистор на 30Ом. Плата имеет небольшие габариты и способна поместиться в компактный корпус.

Вот каким получился прибор для проверки межвиткового замыкания катушек индуктивности.

Проверка работы и целостности цепи.

Проверка обмотки. (светодиод мигает)

Имитация короткозамкнутых витков. Светодиод горит при любом положении переменного резистора.

Демонстрация работы прибора:

Гарантия

Производитель

Назначение прибора AMTest-2:

Прибор марки AMTest-2 является второй разработкой для комплексного контроля состояния электрических машин. Первая разработка имеет марку AMTest (Asynchronous Motor Test) и предназначена для стационарного контроля и диагностики состояния электрических машин переменного тока. При помощи данного прибора в режиме мониторинга контролируется вибрационное состояние, параметры энергопотребления, проводится диагностика состояния электродвигателя.

Переносная версия прибора, имеющая марку AMTest-2, предназначена для оперативного контроля технического состояния электрических машин различного исполнения. С целью расширения возможностей в AMTest-2 добавлены новые функции контроля электрических машин постоянного тока, касающиеся диагностики состояния обмотки ротора (якоря) и коллекторного аппарата.

Особенности прибора AMTest-2:

Важной функцией прибора является возможность исследования трехфазного питающего напряжения, токов, потребляемых в фазах контролируемого электродвигателя. При этом контролируется не только уровень, но и несимметрия трехфазных параметров, уровень гармоник в напряжениях и токах, потребляемая электродвигателем мощность.

В результате, при помощи одного прибора марки AMTest-2 можно контролировать техническое состояние:

• Синхронных генераторов и электродвигателей;
• Асинхронных электродвигателей;
• Генераторов и двигателей постоянного тока.

В качестве источников первичной информации о состоянии электрической машины в приборе AMTest-2 используются следующие датчики:

При помощи прибора контролируются параметры питающей трехфазной сети, наличие гармоник, загрузка электродвигателя.

На основании анализа первичных сигналов внутри прибора, работы встроенных элементов экспертной диагностической системы, а также собственного опыта эксперта-диагноста, можно идентифицировать следующие дефекты электрических машин:

Габаритные размеры прибора, не более 546 х 347 х 197 мм.