电机的现场故障诊断解决方案METRAHIT COIL
发布时间：
2024-10-11 13:47
来源：
介绍
电机的诊断、维护和维修过程需要测量各种电参数，并进行功能和安全测试。为此需要配备多种测量和测试仪器，这些仪器通常便携性有限，不太适合现场使用。Metrahit Coil是一款手持式的多用表，轻便易携，非常适合此类应用。
同步电机
在同步电机中，永磁转子随定子磁场同步旋转。Differentiation is made between 3-phase and single- phase synchronous machines – 两相同步电机是非常罕见的。同步电机可作为发电机或电动机来运行。
同步电机的转子受定子旋转磁场的驱使而同步转动。旋转磁场的频率和极对数决定了转子的转速。
转子是恒定磁场由永磁体连续激励或由转子上的线圈分别电磁激励。永磁同步电机也可以发电机形式来运行。
同步电机的优缺点
同步电机不包含直流电机所必需的换向器-对于单独励磁的同步电机，只有很小的励磁电源通过滑环馈送给转子，甚至在永磁励磁和无刷励磁的情况下也消除了这一点。
对于需要不受负载变化影响的稳定转速应用而言，同步电机中转速和电频率之间的刚性关联是有优势的。变速驱动也可以在变频器的帮助下来实现。
在某些情况下，三相供电系统的自启动困难算是同步电机的一个缺点。
异步电机
在三相异步电机中，发电机的转子跑在定子旋转磁场的前面，而电动机的转子则在定子旋转磁场后追随。区分两种不同类型转子：短路转子或鼠笼转子，转子两端的导棒短接，转子滑环绕组接线端被引到电机的接线盒中。
特殊的启动程序来降低启动电流。常用的是经典的星-三角连接。就电子学方面而言，变频器通常被用于转速控制。需要使用启动装置这一额外设备，比如在重负载启动的情况下。
异步电机的优缺点
异步电机不需要任何换向器或电刷，因此使用寿命更长。
它们坚固耐用，价格低廉，这使它们成为驱动技术领域的多面手，也可以处理高扭矩值。
直接启动时的高启动电流是一个缺点。不仅如此，电机也总会滑步并且转速不够稳定。三相异步电机需要三相旋转磁场。如果是单相异步电机，旋转磁场的产生需要一个额外的电容器作为第二相，这会导致90°的相位偏移。
故障诊断方法
可以通过多种方法来测试电气设备的电气安全性和功能是否正常。其中，电气安全的测量包括：接地连续性、绝缘电阻、漏电流、残余电压和高压测试。
电机的问题发生可能源自电气机械方面，机械方面的原因不在本文讨论之列。
电气原因包括绕组、控制器或电子器件的故障。通过比较多相电机各绕组间的电气特性可检测出绕组的绝缘缺陷或短路情况，这种方法既适用于定子绕组，也适用于转子绕组。对于单相电机而言，可将绕组电气特性与已知的良好参数进行比较，例如与新电机的绕组特性值进行比较。需要知道的是，这些电气特性会受到电机温度的影响并只有在施加电压的情况下故障才能显现。
检查电子器件，例如变频器，由于需要进行大量的测试程序，因此在现场进行测试是不太切实际的。出于这个原因考虑，在测试电机绕组的绝缘损坏情况和短路故障后，通常直接更换电子器件。
当前相对先进的方法是使用多用表、绝缘电阻测试仪和电机绕组测试仪进行故障诊断。目前为止，后者一般是测试台形式，仅能在有条件的现场进行使用。
从绕组到外壳和端子之间的电阻可以用简单的多用表进行测量。如果绕组到外壳之间的电阻可被测出，则表明绝缘已损坏。然而，相反的观点是绝缘在电机过载的情况下如果不受到一点损坏，这种情况是不允许的。只有当绝缘电阻测试仪的测试电压大于电机工作电压时，才能得出这一结论。端子间的绕组电阻值可作为绕组是否发生短路的指示器。如果定子或转子的各个绕组的电阻值几乎相同，则绕组可能没有短路。但是，这一方法不适用于导线较粗且电阻水平难以测量的绕组。并且，绕组短路仅在有电压施加其上时才会发生的话，通过这一方法是无法检测出来的。具备浪涌电压测试功能的仪器可提供可靠的测试结果-除了永磁电机的情况，因为永磁场会随着转子位置的不同对测量结果产生影响。当比较各绕组的测量结果时，必需考虑到即使对于良好的电机，由于制造公差，单个绕组的电学值也会存在不同。
应该提到的是，用感知器官进行检查可能提供可能问题的相关信息。电气故障常常可以被看到或闻到!
测试和诊断设备
目前市场上比较先进的设备可分为以下几类：
电气安全:
- 保护导体电阻、绝缘电阻和漏电流测量的电气测试仪
- 高压测试仪
功能测试:
- 包含绝缘电阻、电阻和电感测量功能的电机检测仪
- 具有高测试电压的绝缘电阻测试仪
- 侦测绕组短路的浪涌电压测试仪
METRAHIT COIL
所有重要的测试和测量功能集合在一台手持式的多用表上– METRAHIT COIL 是一款多用表、绝缘测试仪和电机绕组测试仪。
使用一台手持式现场用仪器来进行绕组短路检测是世界首创。测量电压1KV，这也使得诊断仅在工作条件下才会发生的故障成为可能。通过比较多相电机各绕组的测量值，来判断是否发生绕组短路，这既适用于三角形连接，也适用于星形连接。
对于单相电机而言，则将测量结果比已知良好值进行比较。
浪涌电压测试的方法描述
实际测量的是电机绕组和测试适配器中电容组成的LC并联谐振电路的时间常数，绕组电感一般在10 mH 到 50 mH。电感测量范围可通过改变电容来进行调整。
 |
Surge Voltage Test Principle with Parallel Resonant Circuit
电容器被1000V充电，然后通过LC电路放电。前两个过零点之间的时间差被测出并显示在LCD屏上。时间常数与绕组电感成正比。一个接一个，测量所有绕组。各测量值之间的偏差在模拟刻度上以百分比显示。对于良好的电机，偏差在几个百分点之内。如果偏差大于10%，可以认为绕组短路。由于测量结果受到电机质量的影响。无法给出精确值。
Time Constant of the Decaying Surge Voltage in the Resonant Circuit Multimeter Display
 |
 |
应用，优势和劣势
第一个使用METRAHIT COIL的客户是一家国际领先的电动叉车制造商。
就叉车而言，驱动系统出现错误的主要原因是变频器(逆变器)，因此到目前为止，变频器已被首先更换。如果问题与电机绕组有关，过去不可能立即在现场确定，而是要等到变频器在几个昂贵的工作时间内不必要地更换后才能确定。因此，在METRAHIT COIL 上的投资可以非常迅速地摊销，并且可以通过避免不必要地更换单个变频器来单独支付。
缺点是，通过浪涌电压测试来检测绕组短路不能为永磁电机提供明确的结果。
应用
应用领域包括电力驱动技术，以及电机和汽车制造，特别是在故障排除的维护和服务领域以及电气安全检测。
 |
METRAHIT COIL with COIL Test Adapter
关键词：
