Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
HelukabelHelukabel
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

21 Sty 2020 06:18 753 16
  • Poziom 17  
    Dzień dobry,

    Chciałbym prosić o pomoc przy identyfikacji rodzaju połączeń oraz oszacowaniu mocy silnika trójfazowego, czterobiegowego ze starej wiertarki kolumnowej. Tak prezentowała się wiertarka o której mowa jeszcze przed rozebraniem do remontu.

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

    To co widać na ostatniej fotce, to panel czołowy bardzo ciekawie skonstruowanego elektromechanicznego przełącznika prędkości (uzwojeń) wiertarki. Pierwotnie myślałem, że jest to przełącznik mechaniczny wewnętrznej skrzyni biegów - ale po rozebraniu maszyny okazało się, że jest to przełącznik elektryczny. Przełącznikowi brakuje grzybka "zero", dlatego ktoś dołożył niezależny zewnętrzny wyłącznik silnika.

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

    Stojan silnika wiertarki ma 12 wyprowadzeń prądowych. 4 grupy po 3 przewody. Przełącznik ze zdjęć powyżej umożliwiał bezpośrednie załączenie 3 faz na każdą z 4 grup przewodów. 1,2,3 ; 4,5,6; 7,8,9; 10,11,12. Całość jest tak zbudowana, że mechaniczne załączenie jednego "biegu" uniemożliwia załączenie każdego innego.

    Silnik ma szczątkową tabliczkę znamionową z której wynika tylko tyle, że jest to silnik 4 biegowy. Nie podano mocy ani prądu pracy. Co więcej, podane napięcie jest błędne - 220V - lub silnik był kiedyś przezwajany. Trudno mi teraz powiedzieć co jest prawdziwe. W tej chwili mam jego stojan na stole i zrobiłem kilka pomiarów rezystancji. Przedstawia się to następująco:

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

    Udało mi się znaleźć na koronie uzwojenia punkt połączenia gwiazdy jednego zestawu uzwojeń, dlatego mogłem pomierzyć wszystkie cewki niezależnie. Drugiego na razie nie znalazłem, ale nie kopałem zbyt mocno. Cała korona będzie musiała być i tak odbudowana, ponieważ przewody z wyprowadzeniami mają zniszczoną izolację. Sam stojan jest nawinięty przewodami bawełnianymi.

    Czy dobrze wnioskuję, że jest to stojan z podwójnym układem Dahlandera? Uzwojenia "wewnętrznej" gwiazdy mają na koronę wyprowadzone po 2 przewody na każde połączenie. Uzwojenia "zewnętrznej" gwiazdy mają wyprowadzone po jednym przewodzie. Teraz pytanie zasadnicze:

    1. Jaka jest szacunkowa moc tego silnika (i dopuszczalne prądy pracy) na danych prędkościach? tj. 475/950 i 700/1400? Nie mam możliwość sprawdzenia tego silnika podczas pracy, wiertarka jest rozebrana i zanim ją poskładam, sporo czasu minie. Mechanicznie stojan tego silnika jest większy od stojana silnika 5,5kW/1400 obr., który mam do dyspozycji.

    2. Czy warto reanimować stary przełącznik prędkości? W tej chwili brakuje mu przycisku "zero", ale poza tym jest w bardzo dobrym stanie. Styki nie są wypalone. Myślę, że z pomocą znajomego tokarza i chwili pracy jestem w stanie przywrócić mu utraconą funkcjonalność :)

    Chciałbym tej wiertarki normalnie używać po remoncie, dlatego nie koniecznie zależy mi na zachowaniu jej w stanie fabrycznym jeśli chodzi o sterowanie. Mogę zamienić je na sterowanie stycznikami, albo jeszcze lepiej przyłączyć do całej maszyny falownik. Pozostaje jednak kwestia mocy/prądów silnika.

    EDIT:

    Dorzucę garść informacji, które udało się zdobyć wczoraj. Na początek dodatkowe fotki stojana. Na ostatnim widać tabliczkę znamionową - ale jak mówiłem, na niewiele się ona zda. Zmierzyłem średnicę drutu nawojowego mikromierzem i wychodzi mi 1,05 mm. O ile się nie mylę, część uzwojenia jest nawinięta DNE a część DNEJ.

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

    Przebarwienia widoczne na fotkach to skutek ewidentnego przegrzania. Ale skoro pomiary wychodzą dobrze, to chyba nie będę tego ruszał. Zobaczymy co będzie jak poskładam koronę i wyprowadzę nowe przewody. Nie mogę się doczekać prób uruchomieniowych.

    Poniżej fotki wirnika. Zwrócicie uwagę, że pręty klatki nie są aluminiowe ale miedziane! Pierwszy raz takie widzę, ale ja to mało silników widziałem. Łożyska wirnika, jak by to kogoś interesowało, od strony zdawczej 6309, oraz 6208 z drugiej. Być może nie widać tego dokładnie na fotkach, ale oś silnika nie jest prętem tylko rurą, dlatego że przechodzi przez niego pinola wiertarki. Ciekawy sposób na zaoszczędzenie wysokości maszyny. Tego zbyt dokładnie nie widać, ale wirnik na średnicę około 15 cm i długość 16,5 cm.

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

    W międzyczasie zmierzyłem reż rezystancję izolacji. Wszystkie pomiary wychodzą poza zakres pomiarowy dostępnego dla mnie IMI. Niestety tylko takim dysponuję. Mierzyłem na razie między obudową a każdym z zestawów uzwojeń oraz między uzwojeniami. Na razie nie sprawdzałem poszczególnych cewek, ale chyba nie będzie to konieczne. Dodatkowo po usunięciu starych przewodów doprowadzających zmierzyłem od nowa wszystkie rezystancje za pomogą nieco lepszych przewodów pomiarowych i wszystkie cewki okazują ładne symetrie. Oporności faktyczne przedstawiają się jak następuje:

    1-2; 1-3; 2-3 - 3.7 Oma
    4-5; 4-6; 5-6 - 7,6 Oma
    7-8; 7-9; 8-9 - 5,0 Oma
    10-11; 10-12; 11-12 - 10,1 Oma

    Znajomy przewijacz szacuje moc tego silnika na około 4kW dla wyższych prędkości oraz prawdopodobnie 2,2kW dla niższych prędkości. Zobaczymy jakie będą pomiary prądów na biegu jałowym silnika.

    Jak by ktoś miał dodatkowe sugestie, to czekam z niecierpliwością :)
  • HelukabelHelukabel
  • Poziom 24  
    Witam
    Przezwoiłem w swoim życiu "kilka" silników i w przypadku takich przebarwień izolacji DNE jak widoczne są u Ciebie na fotkach stojana, zawsze kwalifikowałem silnik do przezwojenia.
    W Twoim silniku przydało by się sprawdzić czy nie ma zwarć międzyzwojowych.
    Pomiary pomiarami, ale bezpieczeństwo najważniejsze :!:
  • Poziom 17  
    Kolego, te przebarwienia widzisz akurat na uzwojeniu nawiniętym DNEJ. Czy możesz jakoś uzasadnić konieczność przezwojenia takiego silnika? Przypominam, pomiary wyszły OK. Wszelkie kombinacje pomiarów wynik >1000 MΩ. Czy możesz mi coś więcej o tym silniku powiedzieć?
  • Poziom 24  
    Wyraziłem tylko swoja opinię, zrobisz oczywiście jak będziesz uważał.
    Takiego silnika nigdy nie przezwajałem. jedynie dwubiegowe (nieco nowsze).
    Co do mocy to myślę, że Twój znajomy przezwajacz może mieć rację.
  • HelukabelHelukabel
  • Poziom 17  
    Ok, zakładam że ta opinia na czymś bazuje - rozwiniesz proszę?
  • Poziom 24  
    kaszel napisał:
    zakładam że ta opinia na czymś bazuje

    Zdjęcia nie oddają w pełni obrazu tego stojana. musiał bym go zobaczyć na własne oczy.
    Zwęglona bawełna jest przewodnikiem prądu, a widzisz tylko czoło, nie wiesz co jest w żłobku.
    Minimum co bym jeszcze zrobił, to sprawdził czy nie ma zwarć zwojowych.
  • Poziom 28  
    Witam

    Wielkościowo po stojanie wygląda na 4kW na wyższych biegach, na niższych może być już różnie. Spotykałem od 1,5kW do 3kW w zależności od producenta. Polecam jak kolega wyżej sprawdzić go pod kątem zwarć międzyzwojowych, aczkolwiek uważam, że starsze konstrukcje na bawełnianych uzwojeniach często potrafiły dłużej pożyć, niż emaliowane.

    Co do tablicy przełączników: jeśli styki i mechanicznie jest wszystko w porządku, a jedynie brakuje napędu wyłącznika pokusiłbym się o odbudowanie tej kasetki. Zawsze lubię utrzymywać jak najwięcej z oryginalnej maszyny. Zmieniłbym tylko okablowanie na linki z oczkami i oczyścił wszystkie połączenia gwintowane z nalotu.
  • Pomocny post
    Poziom 17  
    Część elektryczną tego przełącznika już odświeżyłem. Całość została umyta, styki przeszlifowane, a mostki elektryczne wykonane na nowo. Na zdjęciach przedstawia się to tak:

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

    Na pierwszym i drugim zdjęciu widać grupę 4 styków w prawym dolnym rogu lewej części i lewym dolnym rogu prawej części włącznika - ta sekcja jest elektrycznie nie używana. Być może kiedyś było coś tam podłączone, ale teraz już nic nie będzie. Przełożyłem tam styki, które były w jakiś sposób zużyte.

    Pozostała mi część mechaniczna. Obudowy mam już oczyszczone i zapodkładowane, pozostaje kwestia dorobienia środkowego "grzybka" i jego wodzika. Sam mechanizm wyłączania jest obecny i działa poprawnie. Ale tym zajmę się najwcześniej w przyszłym tygodniu.

    Jak pracowałem nad tym włącznikiem, odkryłem jeszcze jedną kwestię która mi wcześniej umknęła. Mianowicie, jak silnik załączony jest na któreś wysokie obroty, to uzwojenia analogicznych niskich obrotów są zwierane. Mamy zatem doczynienia z klasycznym układem gwiazda/podwójna gwiazda - Y/YY

    Schemat chyba powinien wyglądać tak:

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

    Odnośnie mocy silnika. Mam na stole obok silnik 5,5kW 1400/obr min. Jego stojan i wirnik są dużo mniejsze niż tego silnika z wiertarki. Nie wiem czy to kwestia tego, że kiedyś tak budowano silniki, czy może jednak oznacza że ta szacowana przez nas moc jest większa niż się nam wydaje. Więcej pewnie dowiem się dopiero, jak spróbuję uruchomić silnik i pomierzę prąd pracy na poszczególnych biegach.

    Jak zmierzyć, czy stojan nie ma zwarć międzyuzwojeniowych?
  • Poziom 24  
    kaszel napisał:
    Jak zmierzyć, czy stojan nie ma zwarć międzyuzwojeniowych?

    Próbnikiem zwarć międzyzwojowych
    Współczesne działające na zasadzie w.cz. w których dioda sygnalizuje zwarcie międzyzwojowe, masz na zdjęciach.
    Starszy typ to elektromagnes, był wielokrotnie opisany na forum.
    Popieram głos Shadowix, jeżeli rewitalizujesz taki zabytek to należny to zrobić, z maksymalnym udziałem oryginalnych części.

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika
  • Poziom 17  
    Kolego ten elektromagnes to i owszem, ale chyba do badania wirników silników komutatorowych. Tutaj mamy przecież silnik indukcyjny z wirnikiem klatkowym. Pomierzyłem symetrię rezystancji poszczególnych uzwojeń. Wychodzi perfekcyjnie. Więcej nie jestem wstanie sprawdzić - nie mam i nie mogę pożyczyć takiego miernika.
  • Poziom 24  
    kaszel napisał:
    Kolego ten elektromagnes to i owszem, ale chyba do badania wirników silników komutatorowych. Tutaj mamy przecież silnik indukcyjny z wirnikiem klatkowym.

    Są też takie do sprawdzania stojanów silników klatkowych. Mam taki po ojcu (był elektrykiem). Ale jego zdjęcie nie nadaje się do publikacji na forum (samoróbka z lat 50-tych, możesz sobie wyobrazić jak wygląda, byłbym obiektem drwin). Ja używam go sporadycznie.
  • Poziom 17  
    Dobra Panowie, odkopuję temat. Skończyłem odbudowę korony silnika. Poskładałem maszynę do kupy. Pomierzyłem wszystko raz jeszcze już za wyłącznikiem. Sprawa wygląda następująco:

    Połączenie dla 1400 obr/min - 2,1 Oma - ciągnie z sieci 30 A przy podłączeniu do 3F/400V
    Połączenie dla 1000 obr/min - 5,2 Oma - ciągnie z sieci 22 A przy podłączeniu do 3F/400V
    Połączenie dla 750 obr/min - 7,8 Oma - ciągnie z sieci 5,5 A przy podłączeniu do 3F/400V
    Połączenie dla 500 obr/min - 10,2 Oma - ciągnie z sieci 6,0 A przy podłączeniu do 3F/400V

    W obu przypadkach dla "wysokich" obrotów występuje gwałtowny przyrost temperatury uzwojeń. Gwałtowny to znaczy, że podczas krótkiego kilkunasto-sekundowego testu uzwojenie dogrzewa się do temperatury ponad 60 stopni. To raczej nie jest normalna praca.

    Zasadnicze pytanie brzmi, czy ten silnik faktycznie nie jest przystosowany do pracy z sieci 3F ale o napięciu 220V jak wskazuje częściowa tabliczka znamionowa. Dobre wnioski wyciągam?

    Próba odpalenia tego silnika na falowniku jedno fazowym - dającym na wyjściu 3F o napięciu 230V przechodzi poprawnie. Podczas pracy na tym najbardziej problematycznym połączeniu silnik pobiera nie więcej niż 6A przy pracy na biegu jałowym. Niestety mam za słaby falownik (tylko 1,5kW) żeby go sprawdzić podczas obciążenia.
  • Moderator Elektrotechnika
    kaszel napisał:
    Próba odpalenia tego silnika na falowniku jedno fazowym - dającym na wyjściu 3F o napięciu 230V przechodzi poprawnie.

    Bo jeśli wierzyć tabliczce to takie mamy napięciem zasilania. Widać po za tym że część uzwojenia jest przypalone. Silnik na 99% nie jest na 400V bo nikomu nie chciało by się go przezwajać na tyle obrotów.
  • Poziom 17  
    Tylko nie wiem, czy tej tabliczce można wierzyć. Znajomy przewijacz jest zdania, że ten silnik był robiony. Ja nie jestem już tego taki pewien. Szczególnie po pomiarze prądu biegu jałowego. Żeby było ciekawiej, ten prąd nie rośnie podczas pracy z obciążeniem rzędu 2kW. Nie mam teraz za bardzo możliwości odpalenia tego silnika na obniżonym napięciu. Idealny byłby 3F autotransformator regulacyjny i wszystko było by jasne.

    Na tym etapie myślę, że mam cztery możliwości odnośnie tej maszyny

    1) Używanie jej na dwóch wolniejszych biegach z sieci 400V. Już zdążyłem sprawdzić, że silnik osiąga 60 stopni po około 20 min pracy ciągłej. Dalej nie próbowałem. Ale myślę, że taka praca była by do opanowania. Do dyspozycji będą prędkości 500 i 750 obr/min z napędem bezpośrednim. Oraz 125 i 175 obr/min po redukcji mechanicznej. Myślę, że jak na taką maszynę to wystarczy. Szczególnie, że chciałbym jej używać raczej do wiercenia większych średnic, a tam potrzebuję mniejsze obroty.

    2) Kupić najlepiej używany transformator 3F 400/230V. Niestety nie wiem jakiej mocy trafo było by potrzebne, także mamy loterię. Zakładam, że przynajmniej 5kVA. Niestety nawet używane to koszt przynajmniej 1k pln. Trochę dużo jak na eksperyment, który nie koniecznie musi się sprawdzić. Znalazłem też nie-regulowany autotransformator o mocy 4,8kVA za 400zł - ta cena jest już do przełknięcia. Tylko jest to najmniej uniwersalne rozwiązanie.

    3) Kupić falownik i zasilić z niego silnik obniżając jednocześnie napięcie. Co ciekawe, takie rozwiązanie będzie - z tego co zdarzyłem się zorientować - tańsze od rozwiązania z transformatorem. Używane falowniki do 15kW można kupić poniżej tysiąca złotych. Oczywiście nie będę potrzebował aż tak mocnego. Zakładam, że wystarczy 5,5kW ale dla pewności raczej pomyślę o 7,5kW. Ostatnio przeszedł mi koło nosa 18kW Danfoss za 700 zł - szkoda, że tak zwlekałem z zakupem.

    4) Przewinąć silnik na jedną prędkość obrotową i podłączyć całość do falownika w ten sposób zapewniając regulację obrotów. Z wymiarów stojana wynika, że można by osiągnąć silnik o mocy około 10kW przy 1400 obr/min. No potwór jak na wiertarkę. Takie rozwiązanie dało by dwie prędkości mechaniczne: 1400 i 375 obr/min. Reszta do uzyskania na falowniku. To jest rozwiązania najdroższe, ale chyba najpewniejsze w dłuższej perspektywie.

    Mógłbym to wykonać na raty. Najpierw kupić falownik o odpowiedniej mocy i zasilić z niego silnik w takim układzie. A jak to się nie sprawdzi to przewinąć silnik.

    Tak wyglądał stojan po odtworzeniu izolacji:

    Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika Identyfikacja rodzaju połączeń i oszacowanie mocy silnika

    Wszystkie pomiary wyszły poza zakresem induktora - także bardzo dobrze.
  • Moderator Elektrotechnika
    Po obciążeniach obrotów 1500 i 1000 widać ze nie jest dobrze połączony ,nie ma prawa brać takiego prądu .
  • Poziom 17  
    Tak, zdecydowanie. Albo po prostu nie jest przystosowany do pracy na takim napięciu. Jeśli maszyna jest faktycznie z lat 20 ubiegłego wieku, to napięcie między fazowe 220V jest jak najbardziej możliwe.
  • Poziom 43  
    kaszel napisał:
    4) Przewinąć silnik na jedną prędkość obrotową i podłączyć całość do falownika w ten sposób zapewniając regulację obrotów. Z wymiarów stojana wynika, że można by osiągnąć silnik o mocy około 10kW przy 1400 obr/min. No potwór jak na wiertarkę. Takie rozwiązanie dało by dwie prędkości mechaniczne: 1400 i 375 obr/min. Reszta do uzyskania na falowniku. To jest rozwiązania najdroższe, ale chyba najpewniejsze w dłuższej perspektywie.
    Osobiście wybrał bym takie rozwiązanie, z uwagi na unikniecie strat w niepracujących uzwojeniach i oczywiście doszły by wszystkie plusy zastosowania falownika. Szacunek dla Kolegi za rozpracowanie tego podwójnego Dalanghera. :D