Jak zjistit mezizávitový zkrat na jedné cívce asynchronního motoru?

[Radek Luža]

Jak zjistit mezizávitový zkrat na jedné cívce asynchronního motoru, zkrat mezi cívkami nebo PE se dá odhalit megmetem ale odpor jediné cívky není jednoduché změřit, jsou na to velmi drahé přístroje.

Info z internetu na to říká následující:
"Mezizávitový zkrat na 3F asynchronním motoru lze zjistit měřením indukčnosti jednotlivých cívek. Zkrat mezi závity většinou ohmicky zjistit nedá, protože rozdíl mezi nezkratovaným vinutím a vinutím kde je zkratován jeden nebo několik závitů je minimální, ale indukčnost byť i s jedním zkratovaným závitem je o hodně menší."

[Václav Třetí]

V principu jste si odpověděl sám a správně. Měření ohmického odporu je zatíženo nedostatky v symetrii jednotlivých cívek (délce vodiče vinutí - vzniká již při výrobě)  a ani měření miliohmmetrem  se čtyřvodičovým připojením není průkazné. Na indukčnosti se projeví mezizávitový zkrat v cívce daleko více. To je výhoda třífázového motoru, že je s čím porovnávat. Určitým základním signálem, že je něco v nepořádku s jednotlivými vinutími je rozdíl při měření napětí jednotlivých vinutí motoru v zapojení do hvězdy a nebo rozdíl mezi N sítě a středem vinutí motoru (ten může být ovlivněn asymetrií v síti samotné).

[Kastner Lubomír]

Zjištění mezizávitového zkratu na asynchronním elektromotoru není jednoduchá věc. prostým měřením odporu cívek toho moc neukáže. Takový zkrat se může ukázat u malých motorků, ale u motorů s vyšším nebo velkým výkonem se měřením odporu cívek neukáže. Podle mě a mé praxe existují zhruba 2 spolehlivé metody. Avšak oba způsoby vyžadují jednak dostatek praxe a pak i speciální techniku. 1. metoda je použít pro napájení elektromotoru regulované 3f. napětí nejlépe oddělené napětí. Do elektromotoru začneme pouštět pomalu napětí a měříme neustále napájecí napětí a proudy ve všech třech fázích. Motor by se měl začít postupně pomalu otáčet a pokud je na vinuté mezizávitový zkrat tak se to ukáže na průběhu napětí nebo proudu. Na rozdílech mezi fázemi. Proto je nezbytné sledování průběhu napětí a proudů ve všech fázích současně. Tato metoda lze používat na elektromotorec h zhruba do výkonu 100 kW. Druhá metoda kterou lze zjistit mezizávitový zkrat je časově i přístrojově náročnější. Ale na druhou stranu lze i přesně zjistit místo zkratu i jen na samotném statoru elektromotoru. Princip zjištění mezizávitového zkratu je změřením spektra vibrací na statoru. Popisování této metody by bylo ale poměrně složité pro toto vlákno.

[Jan Kelbich]

Já bych to zjišťoval na té indukčnosti. Na té by to mělo být znát.

[Kastner Lubomír]

Pane kolego, pokud máte motor o výkonu 100 a více kW, tak odpor vinuté je nula celá, nula a pak něco. Klasickým měřením toho moc nezměříte pokud tam bude zkrat mezi dvěma závity vedle sebe. Ochrany vám sice při zátěži mohou vypnout, ale vy nejste schopen definovat, zda to bylo jen mezizávitovým zkratem nebo něčím dalším. Nebo dokonce souhrou více závad.

[Pavel Čermák]

A jelikož má málokdo k dispozici 3 fáz booster ( např.indukčí regulátor),  lze pro zjednodušení
použít i 1 f. reg. trafo a změřit proud jednotlivými cívkami v klidu motoru při sníženém napětí.

[Milan Jakeš]

Je asi dobré si uvědomit, že motor s mezizávitovým zkratem se chová jako autotransformá tor, jehož výstup je zkratovaný, respektive zatížený odporem R_short. Jak víme, impedance transformátor převádí přes kvadrát poměru vinutí, takže z onoho R_short na vývodech cívky může vyjít hodně velká hodnota, která se skryje v magnetizačním proudu. Proto kdybych měl spolehlivě vyhodnocovat mezizávitový zkrat 3f motoru, použil bych přiměřeně výkonový 1f transformátor na snížení síťového napětí a měřil postupně X_p a R_p impedance (paralelní náhradní model) jednotlivých vinutí zabrzděného 3f motoru. Takové měření je velmi jednoduché. Stačí k tomu wattmetr s měřením činné Q a jalové P složky. Pak:

X_p = Q / U
R_p = P / U

Hodnota R_p bude za normálních okolností udána magnetizačními a vířivými ztrátami. Bude-li ve vinutí mezizávitový zkrat, pak bude zjednodušeně R_p = R_m || (n^2 * (R_short + R_wire)),  kde n je poměr závitů v onom výše zmíněném autotransformá toru a R_m představuje ztráty v magnetickém obvodu.

Výše navržená metoda má ovšem jeden menší problém a tím je klec motoru. Klec motoru je kvalitní závit na krátko sám o sobě, takže bude blokovat průtok magnetického pole rotorem. Takže aby byla metoda opravdu funkční a spolehlivá, musel by se ještě testovaný motor uměle roztočit na jeho synchronní otáčky. Díky tomu poteče rotorem konstantní magnetické pole a jeho vliv se tak neuplatní.

Jednoduchá metoda zjištění mezizávitového zkratu by byla nechat motor v nepřetržitém provozu např. 24h, vinutí by za tu dobu mělo vyhořet. Stejně by se musel převinout, tak trochu toho kouře z vinutí mu už neuškodí .

[Milan Jakeš]

Tak ještě jedna metoda do třetice a to bude zlatá střední cesta.

Jednoduše motor odlehčíme, aby mohl běžet na prázdno. Jeho vinutí zapojíme do hvězdy, na střed hvězdy zapojíme nulový vodič a motor připojíme na 3f síťové napětí.

Nyní změříme P a Q v jednotlivých fázích a určíme složky impedance R_p a X_p. Bude-li motor obsahovat mezizávitový zkrat, bude na jedné z fází snížená hodnota R_p. Za známku přítomnosti mezizávitového zkratu by mohlo být považováno snížení R_p o 10% vůči ostatním fázím. To je ale nástřel na základě teorie, skutečný limit pro vyhodnocení mezizávitového zkratu by musel vzniknout měřením na motorech různých velikostí.

Docela zajímavý úkol, rád jsem se na něj podíval .

[Milan Jakeš]

Kolegové jistě zaznamenali, že činná složka se neoznačuje Q a jalová P.

Správně je to samozřejmě opačně.

[Milan Jakeš]

Tak mám nakonec ještě 4. metodu. Uvědomil jsem si totiž, že i pole z pólů zdravých cívek protéká pólem s vadnou cívkou a že jsou tudíž ztrátové odpory R_p poněkud provázané.

Jednoduše by se vždy dvě vybrané cívky zapojily do série nesouhlasně, odlehčený motor by se uvedl do chodu připojením na síť a ručním postrčením a provedlo by se měření R_P a X_P (nyní již jen jednofázové). Měření by se zopakovalo pro všechny 3 kombinace cívek. Kdyby jedna z kombinací by vykazovala vyšší hodnotu R_P, tak cívka, která v této kombinaci není zapojená by měla mezizávitový zkrat.

Pro pochopení principu vyloučení vlivu cívky z mezizávitovým zkratem můžete kouknout sem:

V souvislosti se zamyšlením ohledně mezizávitového zkratu ...

PS: Nesouhlasné zapojení dvou cívek motoru vlastně znamená, že motor zapojíte do Y a vždy jednu z fází necháte nezapojenou. Střed Y je zde nepřipojený na nulový vodič.

[Milan Jakeš]

Pardon. Poslední můj příspěvek jsem sepsal tak trochu s naplněným žaludkem a odkrveným mozkem.

Takže zde je upřesnění:

U sériového spojení vinutí prostě společně spojujeme souhlasné konce vinutí.

Výraz "zapojit cívky do série nesouhlasně" nebyl šťastný. Pojmenování mi vyšlo z toho, že cívkami přitom tečou proudy opačně. Už sem radši nebudu nic sepisovat .

[Jiří Kantner]

A jelikož má málokdo k dispozici 3 fáz booster ( např.indukčí regulátor),   lze pro zjednodušení
použít i 1 f. reg. trafo a změřit proud jednotlivými cívkami v klidu motoru při sníženém napětí.

všechny tyhle metody kde se zjišťuje nebo porovnává impedace, případně symetrie impedací mají v praxi nepříjemné omezení - do několika málo kW si můžete vystačit s regulačním trafem (boosterem) ale s rostoucím výkonem motoru roste potřeba diagnostikovat závadu s minimem změn v zapojení a pokud možno bez demontáže motoru ze stroje.  To co se dá u malých motorů provést docela lehce, je u velkých problém a navíc u velkých motorů se mohou vyskytovat i závady rotoru, které jsou u nižších výkonů vzácností.
V případě zapojení do hvězdy  mnohé napoví průběh napětí mezi středem vinutí a vodičem N (střed napájecí soustavy. )
Regulační trafo pro měření se dá nahradit v případě motorů do několika kW sériovým zapojením žárovek (dnes už 500W kousky nejdou tak jednoduše sehnat....)
Důležité je vědět co měřím a pak také schopnost naměřené  hodnoty (průběhy) interpretovat.

[Milan Jakeš]

Možná by se na těch velkých strojích projevil mezizávitový zkrat dýmem z vinutí hodně rychle .
A v takovém případě pak už není ani moc co řešit. Stroj musí minimálně do navijárny.

[Radek Luža]

Kvalitní "naviárnu" dnes sehnat je už trošku problém, pokud vám převinou motor, zalepí ložiska a štíty přitlačí tak že motor naříkal tak tam je něco špatně, bohužel to potřebovalo správně mířenou ránu do hřídele rotoru aby si to sedlo  

u motoru 18,5 kW naměřené hodnoty megmetem se tvářili vpořádku ale mezizáviťák nelze megmetmem změřit "dým tam byl" motor běžel ale nadměrně se přehříval až vybavil tepelnou ochranu, navíc je to Y / D ale to si myslím že není až tak důležité Edit: "samozřejmě že může být problém ve stykačích v tomto případě V33D 100A, cívka 230V" kdyby někdo měl cca 4 ks nebo pevné pravé, levé a pohyblivé kontakty tak odkoupím

naměřené hodnoty viz foto, pokud měření proběhlo nesprávně tak doufám že nebudu mít vymlácené okna na domě

[Pavel Čermák]

To, že je motor po převinutí, je dost podstatné. Ják zmiňujete, neuměli ani řádné mechanické sestavení,
pak bych se nedivil, že přehodili konce některé z cívek a výsledkem je velká fázový
rozhoz s následnou reakcí naproudové ochrany.

[Jan Kelbich]

Je skvělé, že vymýšlíte tolik metod jak zjistit zkrat vinutí motoru. O věci přemýšlýte, to dnes není obvyklé.
Ale utekla vám tam chybička :

X_p = Q / U
R_p = P / U

Tyhle vzorce vám nevychází ani rozměrově. Měli by být :

X_p = U^2 / Q
R_p = U^2 / P

Nic ve zlym, to se stane.

[Milan Jakeš]

Je skvělé, že vymýšlíte tolik metod jak zjistit zkrat vinutí motoru...

No teda. Jsem rád, že jste na chybu upozornil  .

[Milan Jakeš]

"dým tam byl" motor běžel ale nadměrně se přehříval až vybavil tepelnou ochranu

Tak v tomto případě to už bude propálené a zkratované hodně, takže na měření bude stačit úplně klidně jen ampérmetr (klidně klešťový). Šel bych na to dle popsané 4. metody a na testování bych použil jen fázové napětí 230VAC. Je mi jasné, že správnost začátků vinutí máte už dávno ověřenou.