Làm thế nào để xác định nhanh chóng các lỗi điện trong động cơ rôto ba pha dây quấn?

Đối với các kỹ sư bảo trì và người vận hành nhà máy, sự cố động cơ bất ngờ đồng nghĩa với việc ngừng sản xuất, mất doanh thu và sửa chữa khẩn cấp tốn kém. Động cơ rôto dây quấn ba pha đặt ra những thách thức chẩn đoán đặc biệt vì hệ thống điện của họ bao gồm cả cuộn dây stato và mạch rôto có điện trở bên ngoài. Hiểu cách xác định vị trí các điểm bất thường về điện một cách có hệ thống có thể giảm thời gian khắc phục sự cố từ vài giờ xuống còn vài phút. Hướng dẫn này cung cấp cách tiếp cận có cấu trúc để xác định các lỗi điện phổ biến, sử dụng các phương pháp kiểm tra thực tế và tiêu chí chẩn đoán rõ ràng.

Từ khóa đuôi dài có lượng tìm kiếm cao

Năm từ khóa dài sau đây thể hiện những gì các chuyên gia bảo trì tìm kiếm khi chẩn đoán các loại động cơ này:

• xử lý sự cố vòng trượt động cơ rôto vết thương
• Thử nghiệm điện trở cách điện động cơ rôto dây quấn ba pha
• nguyên nhân gây ra tia lửa điện bàn chải động cơ rôto vết thương
• Quy trình thử nghiệm không tải động cơ rôto dây quấn ba pha
• kiểm tra tính liên tục của cuộn dây rôto động cơ rôto vết thương

Hiểu kiến trúc điện

Tại sao động cơ rôto vết thương cần chẩn đoán chuyên biệt

Động cơ rôto dây quấn ba pha khác biệt cơ bản với động cơ cảm ứng lồng sóc. Rôto chứa các cuộn dây thực được nối với các vòng trượt và điện trở bên ngoài. Thiết kế này cho phép điều khiển tốc độ thay đổi và mô-men xoắn khởi động cao, nhưng nó gây ra các điểm hỏng hóc bổ sung. Hệ thống điện bao gồm ba mạch riêng biệt: cuộn dây stato, cuộn dây rôto và mạng điện trở bên ngoài. Mỗi mạch yêu cầu phương pháp thử nghiệm cụ thể.

Các bất thường về điện thường biểu hiện dưới dạng một trong bốn triệu chứng: dòng điện quá mức, rung bất thường, quá nhiệt hoặc không khởi động được. Phương pháp chẩn đoán phải cô lập mạch nào có lỗi. Các đội bảo trì thường lãng phí thời gian bằng cách xử lý động cơ rôto quấn dây như động cơ cảm ứng tiêu chuẩn mà bỏ qua các đặc tính độc đáo của mạch rôto.

Quy trình chẩn đoán có hệ thống

Bước một: Đánh giá trực quan và hoạt động

Trước khi áp dụng các dụng cụ kiểm tra, kỹ thuật viên nên thực hiện kiểm tra trực quan kỹ lưỡng. Bước này thường bộc lộ những vấn đề rõ ràng mà việc kiểm tra điện có thể bỏ sót. Việc kiểm tra nên tập trung vào cụm vòng trượt, bánh răng chải và các kết nối bên ngoài.

Các chỉ số trực quan chính bao gồm:

• Kiểu mòn cọ và độ căng của lò xo
• Tình trạng bề mặt vòng trượt và bằng chứng của hồ quang
• Tích tụ bụi carbon xung quanh giá đỡ bàn chải
• Lỏng các kết nối đầu cuối trên dãy điện trở bên ngoài
• Sự đổi màu cho thấy quá nhiệt ở các đầu cuộn dây

Bước hai: Cách ly điện và xác minh an toàn

Các quy trình an toàn phải đi trước bất kỳ thử nghiệm điện nào. Động cơ yêu cầu cách ly hoàn toàn khỏi nguồn cung cấp. Áp dụng các thủ tục khóa và gắn thẻ cách ly. Sau khi cách ly, kỹ thuật viên nên xác minh điện áp bằng 0 bằng đồng hồ vạn năng đã hiệu chuẩn ở các cực của động cơ. Mạch điện trở bên ngoài cũng phải được ngắt kết nối để cách ly cuộn dây rôto khỏi các bộ phận bên ngoài.

Định vị lỗi cuộn dây Stator

Kiểm tra điện trở cách điện

Sự suy giảm cách điện của cuộn dây stato là một trong những dạng hư hỏng phổ biến nhất trong Động cơ rôto dây quấn ba pha . Kiểm tra điện trở cách điện bằng megom kế cung cấp điểm dữ liệu chẩn đoán đầu tiên. Thử nghiệm áp dụng điện áp DC, thường là 500V hoặc 1000V, tùy thuộc vào định mức động cơ, giữa từng pha và mặt đất cũng như giữa các pha.

Các giá trị được chấp nhận phụ thuộc vào điện áp và kích thước động cơ, nhưng nguyên tắc chung yêu cầu số đọc trên 5 megohm đối với động cơ dưới 1000V. Số đọc dưới 1 megohm cho thấy độ ẩm hoặc ô nhiễm cần sấy khô. Số đọc gần bằng 0 cho thấy lỗi nối đất cần sửa chữa cuộn dây.

So sánh điện trở cuộn dây

Các phép đo điện trở pha stator sử dụng ôm kế điện trở thấp sẽ phát hiện ra các vấn đề về chập mạch và kết nối. Ba giai đoạn sẽ hiển thị các giá trị điện trở gần như giống hệt nhau. Độ lệch vượt quá 2 phần trăm giữa các giai đoạn cho thấy có vấn đề. Bảng sau đây cung cấp hướng dẫn giải thích cho các phép đo điện trở.

Chẩn đoán mạch rôto

Kiểm tra lắp ráp vòng trượt và bàn chải

Mạch rôto ở Động cơ rôto dây quấn ba pha bao gồm cuộn dây rôto, vòng trượt, chổi than và điện trở bên ngoài. Chổi than tiếp xúc kém chiếm khoảng 40% các lỗi mạch rôto. Kỹ thuật viên nên xác minh áp suất lò xo bàn chải, thường là 1,5 đến 2,5 kg trên mỗi cm vuông, tùy thuộc vào loại bàn chải. Độ mòn không đều hoặc tiếng kêu lạo xạo cho thấy có vấn đề cơ học với bề mặt vòng trượt.

Kiểm tra bề mặt vòng trượt yêu cầu động cơ phải quay chậm. Các vòng, rãnh hoặc vết rỗ đồng tâm cho thấy hư hỏng do hồ quang. Sự đổi màu nhẹ là bình thường, nhưng màu xanh cho thấy nhiệt độ quá cao do hồ quang kéo dài. Độ nhám bề mặt vượt quá 0,8 micromet Ra cần phải xử lý lại bề mặt.

Tính liên tục và điện trở cuộn dây rôto

Cuộn dây rôto yêu cầu kiểm tra tính liên tục giữa mỗi vòng trượt. Ba pha rôto phải có giá trị điện trở bằng nhau. Mạch hở cho thấy thanh rôto bị hỏng hoặc lỗi kết nối giữa cuộn dây và vòng trượt. Đoản mạch giữa các pha rôto cho thấy cách điện trong rôto bị hỏng.

diễn đàn kiểm tra tính liên tục của cuộn dây rôto động cơ rôto vết thương , kỹ thuật viên cũng nên kiểm tra điện trở cách điện giữa cuộn dây rôto và lõi rôto. Giá trị dưới 1 megohm cho thấy độ ẩm hoặc ô nhiễm. Các giá trị gần bằng 0 biểu thị lỗi nối đất cần phải tháo rôto để sửa chữa.

Xác minh mạch điện trở bên ngoài

Kiểm tra thành phần có hệ thống

Mạch điện trở bên ngoài bao gồm điện trở, công tắc tơ và cáp kết nối. Mỗi thành phần yêu cầu thử nghiệm riêng lẻ. Giá trị điện trở phải phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cho từng vị trí bước. Công tắc tơ yêu cầu kiểm tra các tiếp điểm bị rỗ và hoạt động thích hợp. Cáp không được có dấu hiệu hư hỏng cách điện và có tính liên tục thích hợp.

Bảng sau đây so sánh các phát hiện bình thường và bất thường trong quá trình kiểm tra mạch bên ngoài.

Kiểm tra không tải để xác minh lần cuối

Quy trình khởi động được kiểm soát

Sau khi hoàn thành tất cả các thử nghiệm về điện, quá trình khởi động không tải có kiểm soát sẽ đưa ra xác nhận cuối cùng. Mạch rôto phải bao gồm tất cả các bước điện trở bên ngoài. Kỹ thuật viên theo dõi dòng điện trên cả ba pha stato trong quá trình tăng tốc. Dòng điện cân bằng và khả năng tăng tốc mượt mà cho thấy việc sửa chữa thành công. Bất kỳ tiếng ồn, rung động hoặc mất cân bằng dòng điện bất thường nào đều cần quay lại quá trình chẩn đoán.

cho Động cơ rôto dây quấn ba pha, quy trình kiểm tra không tải , rôto phải được phép đạt tốc độ tối đa với tất cả điện trở bên ngoài bị chập mạch. Số đọc dòng điện khi không tải thường nằm trong khoảng từ 25 đến 40 phần trăm dòng điện đầy tải. Số đọc cao hơn cho thấy các vấn đề về mạch từ hoặc các vấn đề về cuộn dây còn lại.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân gây ra tia lửa điện trong động cơ rôto dây quấn?

Bàn chải lấp lánh trong ba pha e động cơ rôto vết thương thường là kết quả của một trong ba nguyên nhân gốc rễ. Đầu tiên, các vấn đề cơ học bao gồm các vòng trượt không đều, áp suất chổi không chính xác hoặc lựa chọn loại chổi không đúng. Thứ hai, các vấn đề về điện bao gồm mạch hở trong cuộn dây rôto hoặc mạch điện trở bên ngoài buộc dòng điện phải tìm đường đi thay thế. Thứ ba, các yếu tố môi trường bao gồm sự tích tụ bụi carbon tạo ra đường dẫn giữa các pha. Việc khắc phục sự cố nên bắt đầu bằng việc kiểm tra bề mặt vòng trượt và xác minh áp suất chổi trước khi chuyển sang thử nghiệm điện.

Làm thế nào để bạn thực hiện kiểm tra điện trở cách điện trên động cơ rôto dây quấn?

Kiểm tra điện trở cách điện cho Động cơ rôto dây quấn ba pha yêu cầu các thử nghiệm riêng biệt cho mạch stato và rôto. Đối với stato, ngắt kết nối tất cả các dây dẫn, rút ​​ngắn từng pha với nhau và kiểm tra giữa các pha và mặt đất bằng cách sử dụng megohm kế ở điện áp 500V hoặc 1000V. Đối với rôto, ngắt kết nối điện trở bên ngoài, rút ​​ngắn ba vòng trượt lại với nhau và thử nghiệm giữa các vòng bị ngắn mạch và trục rôto. Rôto phải đứng yên trong quá trình thử nghiệm. Các số đọc phải được điều chỉnh nhiệt độ bằng cách sử dụng bảng của nhà sản xuất. Giá trị tối thiểu chấp nhận được khác nhau tùy theo điện áp động cơ nhưng thường vượt quá 5 megohm đối với động cơ điện áp thấp.

Sự khác biệt giữa thử nghiệm động cơ rôto lồng sóc và động cơ rôto dây quấn là gì?

Động cơ lồng sóc chỉ có cuộn dây stato để kiểm tra, trong khi Động cơ rôto dây quấn ba pha yêu cầu kiểm tra cả mạch stato và rôto. Thử nghiệm rôto lồng sóc được giới hạn ở việc kiểm tra bằng mắt và kiểm tra khe hở không khí. Động cơ rôto dây quấn yêu cầu tính liên tục của cuộn dây rôto, cân bằng điện trở và kiểm tra điện trở cách điện. Ngoài ra, động cơ rôto dây quấn cần kiểm tra vòng trượt và chổi than, cùng với việc xác minh mạch điện trở bên ngoài. Sự phức tạp này làm cho việc chẩn đoán động cơ rôto dây quấn tốn nhiều thời gian hơn nhưng cũng mang lại nhiều cơ hội hơn cho các biện pháp can thiệp bảo trì phòng ngừa trước khi xảy ra sự cố nghiêm trọng.

Tài liệu tham khảo

• Tiêu chuẩn IEEE 43-2013. (2013). Thực hành được khuyến nghị của IEEE để kiểm tra điện trở cách điện của máy điện. IEEE, New York, NY.
• NEMA MG-1-2021. (2021). Động cơ và máy phát điện. Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia, Rosslyn, VA.
• Hiệp hội dịch vụ thiết bị điện. (2019). Hướng dẫn kỹ thuật EASA. EASA, St. Louis, MO.
• Chapman, SJ (2020). Cơ bản về máy điện. Giáo dục McGraw-Hill, New York, NY.
• Tiêu chuẩn IEEE 112-2019. (2019). Quy trình thử nghiệm tiêu chuẩn IEEE dành cho động cơ và máy phát điện cảm ứng nhiều pha. IEEE, New York, NY.