Stiskněte "Enter" pro přeskočení obsahu

Zjištění poruchy elektrického motoru

0

Sem-tam narazím na dotaz jak změřit motor. Proč se motor netočí, proč motor vrčí, apod. Některé poruchy motoru jdou odhalit snadno, některé dokáží velice potrápit. Tento článek by měl sloužit jako jednoduchý seznam porucha – řešení. Rozhodně se ale nejedná o článek vyčerpávající. Na diagnostiku některých poruch je nutné mít speciální zařízení a spoustu zkušeností.

Samozřejmě je nejdříve důležité mít motor správně zapojený (viz návod, nebo dokumentace). K tomu by měl dopomoci článek Přehled a zapojení motorů, ve kterém jsou popsány způsoby zapojení různých typů motorů. Tento článek se bude zabývat zejména třífázovým a jednofázovým asynchronním motorem, nebo univerzálním motorem, který je např. v ručním nářadí a ve spotřební elektronice.

Poškozené vinutí jednofázového motoru

Pokud motorům nerozumíte, bude lepší, když si na to zavoláte odborníka. Na elektrickém zařízení mohou pracovat pouze osoby s příslušnou kvalifikací! V tomto případě vás to může nejen kopnout, ale i namotat! Případně dojde k úplnému zničení motoru.

I když má tento článek být o poruchách motorů, často je problém v samotné síti, respektive v přívodu napájení. Ze všeho nejdříve je tedy nutné změřit napájecí napětí motoru, které musí odpovídat štítkovému. Malá „výjimka“ je u motoru při rozběhu hvězda-trojúhelník. Tam se používá motor s napájecím napětí 400/690 V (Δ/Y), ale motor je i v režimu hvězdy napájen 400 volty, tedy na podpětí. Je to schválně – proč je to tak, zjistíte v článku Přepínání motoru hvězda – trojúhelník.

Velmi často se stává, že třífázový motor běží na dvě fáze. Motor se pak většinou sám neroztočí a vrčí (neplatí to však vždy a nezatížený motor se může i roztočit). Po roztočení hřídele z vnějšku se motor může roztočit, ale při zatížení nemá sílu a hřeje se. Nejčastěji bývá povolený, nebo prasklý vodič (to platí zvláště ve starých „bednách“, kde byly použity pevné hliníkové vodiče). Dále je často prasklá jedna pojistka (na cirkuli se obvykle vycuká a praskne – motor přitom může být v pořádku), nebo je jednoduše pojistka povolena. To může navíc zapříčinit oprskání kontaktní plochy, takže i když je pojistka dostatečně dotažená, nepřevádí. Dále samozřejmě může být problém ve vypínači – opálený kontakt, nedotažený šroub, roztavená svorka, … Z těchto důvodů je dobré měřit nejen na přívodu do stroje, ale ideálně odpojit vodiče z motoru a měřit přímo na přívodech do motoru.

Jestliže je napětí na všech fázích v pořádku, ještě nemusí být vyhráno. Pokud je někde cestou k motoru velký přechodový odpor, úbytek napětí se projeví až při zatížení. S odpojeným motorem můžeme naměřit klidně 400 V, ale při zátěži klesne napětí třeba i na nulu. Jedna varianta je tedy změřit impedanci smyčky – tu lze změřit pomocí speciálního měřicího přístroje, který ukáže přímo impedanci, zkratové proudy apod. Další variantou je zatížit fázi nějakým výkonnějším spotřebičem (přímotop, konvice, …) a měřit napětí s vypnutým i zapnutým spotřebičem. Po zapnutí by napětí nemělo výrazně klesnout. Je samozřejmě rozdíl, pokud motor bere třeba 50 A a bude se zatěžovat síť 2 A. Schůdné řešení a většinou následující po změření napětí je změření odebíraného proudu motorem. Motor by měl mít proudový odběr ve všech fázích víceméně stejný. Rozdíly řekněme okolo 5 % můžou již znamenat problém se samotným motorem. Při zapnutí motoru je možné ještě měřit napětí přímo na svorkách motoru.

POZOR! Pokud se motor netočí, může se po zapnutí (třeba kvůli měření) poškodit!

Pokud to člověk myslí s měřením motorů vážně je dobré si krom měřiče izolačního stavu pořídit třífázový autotransformátor, kterým lze motory testovat při nižším napětí. Lze motor připojit na napájení, třeba si ho i roztočit, ale třeba při 100 V nedojde ke spálení motoru za několik sekund, takže je možnost třeba naměřit proud ve všech třech fázích. Ideální je mít nějaký měřák, který dokáže měřit proud i napětí ve všech fázích najednou. Nejlépe tedy síťový analyzátor, nebo jako levnějšího pomocníka lze použít např. program LMS Power Analyser.

 Motor se po zapnutí vůbec neroztočí, ani nevrčí
Nejprve je nutné zkontrolovat přívod elektrické energie. Nejrychleji jde většinou změřit napětí na přívodu do stroje. Dále pak ideálně přímo na motoru…možné je odpojit vodiče z motoru a zkontrolovat napětí přímo na vodičích. Pokud je motor připojen, je nutné měřit mezi fázemi (U-V, V-W- W-U), ne proti „kostře“. Napětí musí být ve všech třech případech stejné.Může se stát, že jde do 3f motoru pouze jedna fáze. V tomto případě se motor netočí a ani nevydává žádný zvuk. Na svorkách motoru je možné naměřit napětí – 230 V proti vodiči N (PE). To je důvod, proč je potřeba měřit mezi dvěma fázemi.

Pokud napětí není přítomno, bývá problém ve vypadnutém jističi, vybavené proudové ochraně, poškozeném vypínači apod. Je nutné měřit od motoru směrem ke zdroji a najít poruchu.

Pokud je napětí přítomno a motor se stejně netočí a neodebírá žádný proud může být přerušené vinutí. Doporučuji změřit odpor vinutí.

 Motor po zapnutí bručí, po manuálním roztočení se točí, ale má malou sílu
Poměrně častá porucha třífázových motorů. Nejčastěji je na vině nepřítomnost jedné fáze. Magnetické pole v motoru je deformované a nemá sílu motor roztočit, případně se pozvolna roztočí nezatížené motory. Pomůže stejně jako v prvním případě změření napájecího napětí. Dobré je změřit proudy odebírané v jednotlivých fázích. Nepřítomnost jedné fáze se na proudovém odběru projeví přetížením dvou fází a nulovým zatížením třetí fáze. Velký přechodový odpor v jedné fázi způsobí daleko nižší procházející proud (v místě velkého odporu vzniká teplo!).Takto připojený motor má tendenci vybavovat předřadné jištění (tepelná ochrana). Pojistky na tuto poruchu nemusí zareagovat. Pokud se motor provozuje dlouhodobě na dvě fáze, jsou dvě vinutí přetížena, zahřívají se a může vzniknout zkrat. Motor je pak poškozen. Jsou-li tedy problémy se spouštěním motoru, je nutné zkontrolovat jeho stav.

Porucha samozřejmě může být i v poškozeném vinutí motoru. Jedna cívka může být přerušena. Motor se pak chová identicky.

Možné poruchy: Vypadlá pojistka na přívodu, nedostatečně dotažený, nebo upadlý přívodní vodič, poškozený vypínač apod.

 Motor nemá sílu, hřeje se. Proudy jsou OK, nebo alespoň symetrické
Motor Y/D 690/400V může být špatně zapojen – je provozován v konfiguraci Y při napájení 400V. Pokud se motor po roztočení v konfiguraci Y nepřepne do trojúhelníku je jeho výkon pouze třetinový. Tato situace může nastat nejen u motoru, který se aktivně přepíná v režimu Y/D, ale může se prostě jenom špatně zapojit (např. místo původního motoru Y/D 400/230 je použit motor Y/D 690/400). Pokud je takto zapojený motor zatížen maximálně třetinovým výkonem nemusí nastat žádný problém. Pokud však zátěž na hřídeli vzroste, motor se jednoduše chová jako přetížený – přibrzdí se a hřeje se. Může rychle dojít k jeho poškození. Takto přetížený motor má větší proudový odběr – správně nastavená tepelná ochrana by měla vypnout.Pokud je motor napájen všemi fázemi, proudový odběr je v pořádku, ale motor nemá sílu může být poškozen rotor motoru. Asynchronní motory mají v rotoru hliníkové (měděné) vinutí, ve kterém se indukuje velký proud. Pokud je motor cyklicky zatěžován, nebo je vystaven rázům (třeba v lise) může dojít k prasknutí rotoru a přerušení rotorového vinutí.
Motor pak má velmi „měkkou“ charakteristiku – má obrovský skluz. Motor nemá sílu točit zátěží, někdy už ztráty v ložiscích (nebo malá externí zátěž) stačí na přibrzdění motoru – ten se pak točí i bez zátěže nižšími, než jmenovitými otáčkami.
Na motoru jde někdy prasklina poznat – plechy rotoru můžou být pootočené, jindy je rotor bez zjevných známek poškození. Sám jsem tuto závadu potkal myslím dvakrát. Jednou u 1,5kW motoru, kde bylo na rotoru poznat poškození (motor se provozoval v režimu, kdy často spínal), jednou u 25kW motoru (motor běžel bez přerušení, ale s mechanickými rázy zvenčí – excentrický lis), kde rotor vypadal v pořádku. V podstatě jedinou možností je náhrada motoru novým. Nevím, že by se dal někde sehnat rotor do motoru.
 Motor rámusí a hodně se hřeje – hlavně hřídel a čela motoru. Motorem nemusí jít snadno točit.
Častá závada motorů je způsobená zadřeným ložiskem. Někdy se ani hřídel nemusí točit těžko – po zapnutí motoru dojde k vtažení rotoru dovnitř statoru a to ložiska zmáčkne – teprve potom jde s nimi těžko točit. Při točení rotorem rukou lze slyšet z ložiska zvuk – dobrý pomocník je dílenský stetoskop.Pokud se ložisko „kousne“ může se protočit v čele a poté je nutné kromě ložisek vyměnit i čelo motoru. Stává se, že se hřídel zahřeje natolik, že se utaví střed chladící vrtulky – ta pak začne škrtat o kryt.

Viděl jsem i případ, kdy se povolily šrouby, které drží pohromadě tělo a čelo motoru. Motor se rozpadl a rotor škrtal o stator. Pokud se na závadu přijde brzo, lze motor pouze dotáhnout a může dál fungovat. V případe úplného rozpadnutí se můžou poškodit ložiska, nebo celý motor. Tento stav je navíc dost nebezpečný – otáčející stator může někoho zranit.

Při zpětné montáži tedy doporučuji všechny šrouby zajistit lepidlem na závitové spoje.

Povolené čelo motoru
Poškozený stator a rotor vlivem vzájemného tření

Samozřejmě největší problém je v celkovém přetěžování a zahřívání motoru. Vysokou teplotou trpí jak ložiska, hřídel rotor motoru (může dojít i k jeho poškození – viz výše), tak zejména statorové vinutí. Dochází k jeho vnějšímu zahřívání i vnitřnímu zahřívání přetížením. Vinutí se může spálit – nastane buď mezizávitový zkrat (pak se teplota ještě více zvětšuje), nebo přímo ke zkratu.

Poškození motoru způsobené přehřátím vinutí.
 Jednofázový motor s pomocným kondenzátorem se sám neroztočí
1fázový motor (motor na 230 V) potřebuje ke svému chodu pomocný běhový/rozběhový kondenzátor. Kapacita kondenzátoru vždy časem klesá a protože je kondenzátor zapojen v sérii s vinutím, klesá i proud procházející rozběhovým vinutím. Motor pak nemá takovou sílu a dělá mu problém samotný rozběh. Pokud se provozuje motor s kondenzátorem s nízkou kapacitou, motor může být přetěžován – motor opět nemá sílu a může dojít ke spálení vinutí (viz výše).Jednoduchou opravu lze provést pouhou výměnou kondenzátoru. Kapacita nového kondenzátoru by měla být stejná jako původního. I když je napájecí napětí motoru pouze 230 V musí být kondenzátor na napětí alespoň 400 V. K tomuto účelu se prodávají přímo rozběhové kondenzátory.

Některé motory mají kondenzátory dva. Jeden běhový a jeden rozběhový. Také se vyrábí dvourychlostní motory, často použité u brusek, nebo pilek. Motor pak má dvě vinutí a dva kondenzátory.

 Jednofázový univerzální motor (v rozbrušce, vrtačce, flexe, vysavači …) jiskří, nebo se netočí
V elektrickém ručním nářadí a ve vysavačích bývá nejčastěji použit sériový univerzální motor. Jeho výhodou je dobrý poměr hmotnost/výkon, snadná regulace otáček a vysoké otáčky. Nevýhodou je přítomnost komutátoru a uhlíků, které se opotřebovávají. Jednou za čas je tedy nutné uhlíky vyměnit (to však nelze provádět do „nekonečna“), případně „proškrábnout“ komutátor.Pokud např. vrtačka pouze přestala fungovat je běžné, že se uhlíky opotřebovaly natolik, že již nemají s komutátorem kontakt. Některé uhlíky v sobě mají pružinku, která po patřičném opotřebení uhlík od komutátoru odstrčí a tím dojde k přerušení obvodu. Pokud má uhlík s komutátorem špatný kontakt, může docházet k jiskření a tím k poškozování jak kontaktní plochy uhlíku, tak zejména komutátoru. Může dojít k úplnému zničení rotoru.

 

Další častou závadou bývá zkrat na rotoru. Na komutátoru potom vzniká oblouk. Pokud nedochází přímo k „vyhazování jističe“ vrtačka spíše připomíná svářečku. Oblouk se většinou natáhne po celém obvodu komutátoru. Jedinou možností je pak výměna rotoru motoru.

Ke zkoušení těchto motorů je dobré mít k dispozici 1f autotransformátor a motor zkoušet nejprve na snížené napětí a měřit procházející proud.

Výměně uhlíků a čištění komutátoru jsou zde věnovány dva články: Oprava komutátorového motoru a Výměna uhlíků u motoru z pračky.

Detail komutátoru univerzálního motoru

 

 Vrtačka, nebo jiné ruční nářadí nefunguje, nebo vyhazuje jistič
Tato závada se nemusí vyloženě týkat motoru. Problém může být samozřejmě, jako výše – v uhlících (motor nefunguje), nebo spáleném rotoru (vyhazuje jistič).U ručním nářadí bývá integrován filtr, který zamezuje rušení od komutátoru. Uvnitř jsou kondenzátory, které se časem můžou poškodit – obvod se může přerušit, nebo častěji zkratovat. Např. vrtačka potom vyhazuje předřadný jistič. I když není filtr pro samotnou funkci motoru nutný je dobré ho nahradit stejným typem kvůli zamezení rušení sítě.

Další problém, zejména u vrtaček a rozbrušovaček je pohyblivý přívod. Neustálý pohyb způsobí překroucení jednoho, nebo více vodičů. Tento problém nastane nejčastější těsně před nářadím. Opět může dojít k pouhému přerušení (motor nefunguje), nebo zkratu vodičů (po připojení do sítě nastane zkrat). Pokud je poškození izolace uvnitř kabelu menší, může nářadí fungovat, ale „nahodile“, při nějakém pohybu „vyhodí“ jistič. Kabel je tedy potřeba zkrátit, nebo nahradit novým, stejného typu.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna.