Как обслуживать и устранять неисправности ТРЕХФАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ЗАВЕДЕННЫМ РОТОРОМ для обеспечения долгосрочной надежности?

В сложной ситуации промышленной передачи энергии ТРЕХФАЗНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ВИНТОВЫМ РОТОРОМ занимают отличительную позицию благодаря своей уникальной способности справляться с высокоинерционными нагрузками и обеспечивать регулируемые скоростные характеристики. В отличие от стандартных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, в этих машинах используется цепь фазного ротора, соединенная через контактные кольца с внешним сопротивлением, что позволяет точно контролировать пусковой момент и скорость. Это механическое преимущество делает их незаменимыми в тяжелых отраслях, таких как горнодобывающая промышленность, металлургия, производство цемента и судоходство, где надежность оборудования является синонимом непрерывности работы. Однако те самые характеристики, которые обеспечивают этим двигателям превосходную производительность, в частности контактное кольцо и щеточный механизм, также создают сложные проблемы с обслуживанием. Обеспечение долговечности этих двигателей требует глубокого понимания электромеханических систем и превентивного подхода к устранению неисправностей.

Shanghai Pinxing Explosion-proof Motor Co., Ltd. — высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на проектировании, исследованиях и разработках, производстве и обслуживании современных двигателей и продуктов управления двигателями. Являясь производителем электрооборудования ААА в Китае, компания Shanghai Pinxing производит обширный портфель, насчитывающий более 1000 разновидностей двигателей, включая высоковольтные взрывозащищенные двигатели большого и среднего размера, синхронные агрегаты и специализированные двигатели. ТРЕХФАЗНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ВИНТОВЫМ РОТОРОМ . Наша продукция экспортируется в более чем 40 стран и регионов, обслуживая такие важные отрасли, как добыча угля, нефть, химическая обработка и судостроение. Мы стремимся двигаться в направлении энергосбережения, эффективности и защиты окружающей среды, стремясь сделать «Pinxing» ведущим поставщиком и производителем решений в области автомобильных технологий в мировой автомобильной промышленности.

Мировой рынок электродвигателей в настоящее время переживает значительную трансформацию, обусловленную требованиями эффективности и интеграцией технологий интеллектуального мониторинга. Согласно отчету Международной электротехнической комиссии (МЭК) о стандартах энергоэффективности за 2024 год, внедрение двигателей с повышенным КПД (уровни IE4 и IE5) ускоряется во всем мире, что требует более строгих протоколов технического обслуживания для сохранения повышения эффективности на протяжении всего жизненного цикла двигателя. Для двигателей с фазным ротором, которые часто оснащаются современными преобразователями частоты (ЧРП) или жидкостными реостатами, соблюдение обновленных стандартов изоляции и рекомендаций по техническому обслуживанию подшипников имеет решающее значение для удовлетворения этих развивающихся нормативных требований.

Источник: Международная электротехническая комиссия (МЭК)

Протоколы планового осмотра и технического обслуживания

Основа долгосрочной надежности ТРЕХФАЗНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ВИНТОВЫМ РОТОРОМ заключается в строгом графике плановых проверок. Поскольку в этих двигателях используются угольные щетки для проведения тока к вращающемуся ротору, они создают проводящую пыль, которая может поставить под угрозу изоляцию. Программа профилактического технического обслуживания должна уделять первоочередное внимание чистоте отсека контактных колец и состоянию щеточного механизма. Инспекторы должны искать признаки неравномерного износа щеток, чрезмерного искрения или канавок на контактных кольцах, которые указывают на несоосность или неправильный выбор класса щетки. Кроме того, необходимо проверить целостность внешних блоков резисторов или жидкостных реостатов, чтобы обеспечить плавное ускорение.

• Осмотрите контактные кольца на предмет состояния поверхности, на наличие задиров, выкрашиваний или изменения цвета.
• Проверьте угольные щетки на длину и гибкость; замените, если размер изношен менее чем на одну треть от первоначального размера.
• Проверьте натяжение держателя щетки, чтобы обеспечить постоянное контактное давление без чрезмерного сопротивления.
• Очистите зону крепления щеток сухим воздухом под низким давлением, чтобы удалить скопление угольной пыли.
• Регулярно проверяйте сопротивление изоляции обмоток статора и ротора.
• 

Обслуживание систем жидкостных реостатов

Во многих тяжелых условиях Применение асинхронных двигателей с фазным ротором Для обеспечения бесступенчатого ускорения используется жидкостный реостат. В этой системе для изменения сопротивления используется раствор электролита (обычно кальцинированная сода и вода). Устранение неполадок в этой системе включает в себя контроль уровня электролита и удельного веса. Если сопротивление неожиданно колеблется, это может быть связано с коррозией электрода или изменением концентрации жидкости. В отличие от твердотельных резисторов, жидкостные реостаты требуют внимания к системам охлаждения для предотвращения кипения или испарения электролита.

Пусковые механизмы и проблемы с регулированием скорости

Основная причина выбора ТРЕХФАЗНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ВИНТОВЫМ РОТОРОМ заключается в их способности развивать высокие пусковой момент двигателя с контактными кольцами при этом потребляя низкий пусковой ток из линии. Это достигается путем включения внешнего сопротивления в цепь ротора. Однако, если вторичная цепь не обслуживается должным образом, двигатель может не запуститься или ускоряться слишком медленно, вызывая термический стресс. Устранение проблем с запуском включает проверку непрерывности цепи ротора и работы контакторов, отключающих сопротивление. Если двигатель запускается, но сразу же отключается из-за перегрузки, это может указывать на то, что ступеньки сопротивления не закорачиваются, в результате чего двигатель фактически находится в состоянии высокого скольжения и низкой скорости.

• Проверьте целостность ротора, измерив сопротивление на контактных кольцах с поднятыми щетками.
• Проверьте работу вторичных контакторов или замыкающих контакторов на наличие проблем с синхронизацией.
• Проверьте клеммные соединения блока резисторов на предмет окисления или ослабления крепления.
• Контролируйте ток статора во время запуска, чтобы убедиться в его предсказуемом падении по мере устранения сопротивления.
• Обеспечить двигатель с фазным ротором и жидкостным реостатом Электроды движутся плавно, без заеданий.

Устранение проблем с контролем скорости

Пока контроль скорости двигателя с фазным ротором менее распространен в современных приложениях с преобладанием частотно-регулируемого привода, он по-прежнему достигается за счет изменения сопротивления ротора. Проблемы в этой области часто проявляются в том, что двигатель не может достичь полной скорости или работает нестабильно при определенных настройках сопротивления. Это может быть вызвано поломкой резисторной сетки или замыканием витка обмотки внутри самого ротора. В старых системах, использующих магнитные усилители или регуляторы, дрейф компонентов может привести к нестабильности или колебаниям скорости двигателя. Диагностика этих неисправностей требует изоляции внешнего сопротивления, чтобы определить, связана ли неисправность с механизмом управления или обмотками двигателя.

Электрические неисправности и управление температурным режимом

А двигатель с фазным ротором с высоким скольжением работает со значительным скольжением (разницей между синхронной и фактической скоростью) при наличии сопротивления в цепи. Эта операция генерирует значительное количество тепла внутри обмоток ротора. Поэтому управление температурным режимом является важнейшим аспектом устранения неполадок. Чрезмерное тепло может ухудшить изоляцию, что приведет к замыканиям на землю или коротким замыканиям между витками. Крайне важно следить за температурой ротора и подшипниковых узлов. Кроме того, анализ вибрации служит ключевым инструментом диагностики; высокий уровень вибрации может со временем повредить системы изоляции и привести к преждевременному выходу из строя подшипников.

• Регулярно проводите испытания сопротивления изоляции (IR) и индекса поляризации (PI) статора и ротора.
• Контролируйте температуру подшипников с помощью встроенных термометров сопротивления или термопар, если таковые имеются.
• Проведите анализ вибрации, чтобы обнаружить дисбаланс, несоосность или износ подшипников.
• Проверьте наличие признаков тока на валу или проблем с заземлением, которые могут повредить подшипники.
• Убедитесь, что вентиляционные каналы свободны от препятствий для облегчения отвода тепла.

Анализ вибрации и механическая целостность

Механические неисправности часто проявляются в виде электрических проблем в больших двигателях. Для ТРЕХФАЗНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ВИНТОВЫМ РОТОРОМ Уникальный узел контактных колец, расположенный на неприводной стороне, увеличивает массу вала ротора. Любой дисбаланс здесь может привести к значительной вибрации. Технические специалисты должны различать вибрацию, вызванную электрическими неисправностями (например, ослаблением стержней ротора) и механическими неисправностями (например, ослаблением подшипников или несоосностью муфты). Фазовый анализ (включение и выключение двигателя, чтобы проверить, мгновенно ли исчезнет вибрация) является стандартным методом дифференциации этих причин.

Распространенные сбои в конкретных приложениях

В поле, Применение асинхронных двигателей с фазным ротором представляют уникальные проблемы, основанные на окружающей среде. Например, на цементных заводах попадание пыли может засорить охлаждающие ребра и контактные кольца, что приведет к пробоям. В морской среде коррозия соленой воды может повредить контакты контактных колец и клеммные коробки. Устранение неполадок в таких случаях требует не только немедленного устранения электрической неисправности, но и устранения основной причины, связанной с окружающей средой. Это может включать в себя повышение степени защиты (IP), установку систем принудительной вентиляции или переход на герметичные бесщеточные конструкции, где это применимо.

• Аssess environmental contaminants (dust, moisture, chemicals) affecting motor performance.
• Просмотрите журналы обслуживания на предмет повторяющихся сбоев и выявления системных проблем.
• Оцените, соответствуют ли характеристики нагрузки кривой крутящего момента двигателя.
• Рассмотрите варианты модернизации, такие как переход на короткозамкнутый двигатель с ЧРП для повышения эффективности.
• Обеспечьте правильное заземление цепи ротора, чтобы предотвратить рифление подшипника.

Заключение

Поддержание ТРЕХФАЗНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ВИНТОВЫМ РОТОРОМ Для долгосрочной надежности требуется целостный подход, сочетающий в себе опыт работы в области электротехники с тщательностью работы в области механики. От точного обслуживания щеточного механизма с контактными кольцами до тщательного контроля вторичного сопротивления и тепловых нагрузок — каждый компонент играет жизненно важную роль в работе двигателя. Соблюдая строгие протоколы проверок и используя современные диагностические инструменты, такие как анализ вибрации и испытания изоляции, операторы могут предотвратить катастрофические отказы. По мере того как отрасль движется к более высоким стандартам эффективности, такие компании, как Shanghai Pinxing Explosion-proof Motor Co., Ltd., продолжают внедрять инновации, гарантируя, что эти надежные машины отвечают строгим требованиям современного промышленного применения, обеспечивая при этом исключительную долговечность и надежность.

Часто задаваемые вопросы

Каковы признаки того, что контактные кольца требуют замены?

Признаками того, что контактные кольца требуют замены поверхности, являются видимые канавки или задиры на поверхности, чрезмерное искрообразование на щетках, которое сохраняется, несмотря на замену щеток, или заметное повышение температуры щеток во время работы. Неравномерный износ часто указывает на то, что кольца стали эксцентричными или коническими. Обработка поверхности восстанавливает концентричность и гладкую поверхность, необходимую для оптимального электрического контакта.

Как жидкостный реостат улучшает запуск двигателя?

А двигатель с фазным ротором и жидкостным реостатом использует раствор жидкого электролита для обеспечения переменного сопротивления в цепи ротора. По мере ускорения двигателя электроды постепенно поднимаются или концентрация меняется, плавно снижая сопротивление. Это позволяет мотору развивать максимальную пусковой момент двигателя с контактными кольцами при этом ограничивая пусковой ток до очень низкого значения, снижая нагрузку на источник питания и механическую трансмиссию.

Может ли двигатель с фазным ротором работать с закороченными контактными кольцами?

Да, как только двигатель достигает полной скорости и внешнее сопротивление устранено, контактные кольца обычно замыкаются накоротко через контактор. Это позволяет двигателю работать аналогично асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором с полной эффективностью и минимальным скольжением. Однако работа с закороченными кольцами означает, что двигатель теряет способность создавать высокий пусковой момент при последующих запусках без повторного возникновения сопротивления.

Почему мониторинг вибрации важен для двигателей с фазным ротором?

Мониторинг вибрации имеет решающее значение, поскольку добавление контактных колец и щеток увеличивает массу вала ротора, потенциально создавая дисбаланс. Более того, высокий пусковой момент двигателя с контактными кольцами и тяжелые нагрузки в типичных условиях применения оказывают значительную нагрузку на муфты и подшипники. Анализ вибрации помогает обнаружить такие проблемы, как дисбаланс ротора, износ подшипников или несоосность, на ранней стадии, прежде чем они приведут к катастрофическому отказу изоляции или перелому вала.

Что вызывает перегрев двигателя с фазным ротором на низких скоростях?

Когда двигатель с фазным ротором с высоким скольжением работает на пониженных скоростях (из-за введенного сопротивления), он рассеивает значительное количество энергии в виде тепла в резисторах ротора и самих обмотках ротора. Если двигатель работает в состоянии повышенного скольжения слишком долго без надлежащего охлаждения, температура будет быстро расти. Устранение неполадок включает в себя проверку того, правильно ли снимается сопротивление при разгоне двигателя, и обеспечение подачи достаточного количества воздуха через охлаждающий вентилятор.