Как отремонтировать однофазный двигатель переменного тока
Однофазные двигатели широко распространены в бытовых и небольших промышленных устройствах. Они немного сложнее, чем трехфазные модели, поэтому при их эксплуатации важно распознавать виды отказов и общие симптомы.
Все, от компрессора в холодильнике до водяного насоса и потолочного вентилятора в доме, использует однофазный двигатель переменного тока. Эти двигатели обычно используются в приложениях, где двигатель либо имеет два состояния (включено и выключено), либо может работать с постоянной скоростью, потенциально выбираемой из нескольких возможных.
Однофазный двигатель переменного тока состоит из нескольких важных частей. Большинство этих двигателей содержат в себе две катушки провода: пусковую обмотку и рабочую обмотку, хотя их иногда называют основной обмоткой и вспомогательной обмоткой соответственно. Обмотки включают статор, неподвижную внешнюю часть двигателя, которая создает магнитное поле, влияющее на вращение вала, который соответственно называется ротором. Многие однофазные двигатели имеют пусковой конденсатор, который обеспечивает дополнительный пусковой ток для запуска двигателя, но в основном вызывает небольшой сдвиг во времени максимального тока. Если он есть, он будет подключен последовательно с пусковой обмоткой, чтобы синхронизация максимального тока (и последующего магнитного поля) обеспечивала постоянное пусковое направление.
Однофазные двигатели также могут иметь несколько ответвлений, что означает несколько мест для подачи тока на катушки. Это служит для управления скоростью двигателя. Подумайте о коробочном вентиляторе, вентиляторы могут иметь три настройки скорости и положение ВЫКЛ. Эти три настройки скорости часто представляют собой три отдельных ответвления, при этом самая высокая скорость исходит от ответвления с наименьшим количеством обмоток и наименьшим импедансом. Этот процесс работает только тогда, когда нагрузка на двигатель очень мала.
Существует четыре распространенных вида поломки однофазных двигателей переменного тока. Во-первых, может оборваться одна из обмоток, что приведет к обрыву цепи. Во-вторых, изоляция может выйти из строя, что приведет к короткому замыканию. В-третьих, двигатель может быть перегружен по многим причинам (что также может привести к первому выходу из строя). Четвертый вид отказа – выход из строя пускового конденсатора, если двигатель оснащен одним из них. Рассмотрим каждый вариант подробнее.
Обрыв обмотки – разрыв цепи
Одной из самых частых причин поломки двигателя является обрыв обмотки. В этом режиме отказа провод в одной из двух обмоток оборван, и магнитное поле не создается. Очевидным признаком обрыва обмотки является то, что двигатель не вращается при включении питания, но может свободно вращаться при вращении вручную. Зачастую неисправность в одной из точек соединения, но обмотки могут выйти из строя где угодно. К сожалению, если обмотка оборвана посередине, ее бывает трудно найти и отремонтировать, так как двигатель нужно будет перематывать. Если обмотка повреждена на одном из выводов, это обычно можно отремонтировать относительно легко. Общеизвестно, что проверка однофазных двигателей на наличие обрыва обмотки затруднительна. Поскольку пусковая обмотка содержит конденсатор и имеет различное полное сопротивление, нецелесообразно измерять каждую обмотку, чтобы найти неисправность.
Все однофазные двигатели имеют два провода, входящих в корпус, L и N. Часто также имеется третий провод заземления. Поместите мультиметр между проводами L и N и установите мультиметр на сопротивление. Значение должно начинаться с более низкого сопротивления, но не нуля, и должно быстро немного увеличиваться и выравниваться на несколько более высоком значении (это намеренно расплывчато, поскольку точные значения сопротивления зависят от размера двигателя). Это действие указывает на то, что емкостная пусковая обмотка действительно правильно заряжается и работает, а поскольку сопротивление достигло устойчивого уровня, это также указывает на то, что рабочая обмотка работает. Если пусковая обмотка разомкнута, то сопротивление вообще не изменится. Если рабочая обмотка разомкнута, конденсатор будет продолжать заряжаться, а сопротивление будет медленно увеличиваться.
Нарушение изоляции – короткое замыкание
Противоположностью обрыва обмотки является короткое замыкание, при котором вышла из строя изоляция. Это можно обнаружить путем визуального осмотра изношенной, расплавленной или иным образом поврежденной изоляции в обмотках катушки. Однако иногда повреждение скрыто внутри оболочки или невидимо для человеческого глаза, так как определенное химическое воздействие или термическая деградация изоляции могут привести к изменению диэлектрических свойств изоляции проводов, которые необходимо определять другими методами.
Первым тестом для определения повреждения изоляции является использование мультиметра, чтобы проверить, есть ли непрерывность или низкое сопротивление между клеммой S и корпусом или шасси. Затем этот тест повторяется с клеммой R. Наконец, клемма C и корпус должны быть проверены. Несмотря на общий язык (общий, заземленный и т. д.), между клеммой C и корпусом двигателя должно быть высокое сопротивление. Если какой-либо из этих тестов показывает низкое сопротивление, изоляция может быть повреждена.
Другой тест заключается в использовании мегомметра для проверки изоляции, если значение сопротивления ниже, чем должно быть, но не полностью равно нулю, как при истинном коротком замыкании. Мегаомметр подает высокое напряжение на свои клеммы, чтобы можно было измерять очень большие сопротивления. Даже если двигатель прошел проверку мультиметром, рекомендуется проверить его с помощью мегомметра. Показания ниже мегаома указывают либо на прямое короткое замыкание, либо на пробой изоляции или диэлектрика. При тестировании с помощью мегомметра необходимо соблюдать особую осторожность, так как они могут использоваться для подачи напряжения 5000 В и более.
Перегрузка двигателя
Многие условия могут привести к перегрузке двигателя, например, физическая перегрузка двигателя, невыполнение технического обслуживания, в результате чего смазанные поверхности становятся несмазанными, скопление пыли и мусора, которые могут остановить двигатель, и другие подобные ситуации. Кроме того, многие из этих двигателей также имеют термовыключатель, который может размыкаться, если двигатель слишком горячий. Иногда это проблема бытовой техники, когда ее вентиляционные отверстия заблокированы на переполненных столешницах или задвинуты в угол из эстетических, а не функциональных целей. Перегрузку можно устранить, изучив двигатель и условия его работы, а затем изменив их. Замена комплекта изношенных подшипников, снятие части нагрузки, нанесение смазки или перемещение двигателя в место с лучшей вентиляцией могут решить эту проблему. Тем не менее, возможно, стоит проверить обмотки, если двигатель несколько раз перегружался, чтобы убедиться, что изоляция не была термически повреждена.
Выход из строя конденсатора
Некоторые двигатели имеют большой конденсатор для повышения и смещения тока для запуска двигателя. Этот пусковой конденсатор задействован только во время запуска, заряжаясь и разряжаясь. Если двигатель оснащен пусковым конденсатором и периодически или постоянно не запускается, но при этом двигатель вращается свободно, а выключатели не переключаются, возможно, пусковой конденсатор неисправен. Вышедшие из строя конденсаторы могут быть физически повреждены. Любой конденсатор, вздутый по бокам или с вытекшим электролитом, следует заменить.
Однако некоторые просто высыхают, и видимых признаков их выхода из строя нет. Для проверки пускового конденсатора можно использовать хороший мультиметр. Однако будьте осторожны при обращении с конденсаторами. Если конденсатор работает, он может сохранять заряд в течение многих лет после отключения от источника питания.
Однофазные двигатели переменного тока очень распространены в домашнем хозяйстве и в небольших бытовых приборах. Хотя они работают не так плавно, имеют ограниченные возможности управления и имеют тенденцию изнашиваться быстрее, чем их трехфазные аналоги, их простота и недорогая конструкция делают их популярным выбором для потребительских товаров. Хотя устранение неполадок этих двигателей возможно, часто дешевле заменить двигатель или, возможно, даже все устройство, чем ремонт двигателя.
© digitrode.ru