Podaj rodzaj i miejsce uszkodzenia w trójfazowym silniku indukcyjnym o uzwojeniach połączonych w gwiazdę, jeżeli wyniki pomiarów rezystancji jego uzwojeń przedstawione są w tabeli.
| Rezystancja między zaciskami | Wartość |
| U - V | 20,0 Ω |
| V - W | 15,0 Ω |
| W - U | 15,0 Ω |
A. Zwarcie międzyzwojowe w fazie V
B. Zwarcie międzyzwojowe w fazie W
C. Przerwa w uzwojeniu fazy W
D. Przerwa w uzwojeniu fazy V
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2022 (arkusz EE.05-SG-22.06).
W silniku połączonym w gwiazdę pomiar rezystancji między dwoma zaciskami obejmuje zawsze dwa uzwojenia fazowe połączone szeregowo przez punkt gwiazdowy. Czyli między U - V mierzymy rezystancję faz U i V, między V - W faz V i W, a między W - U faz W i U. Z tabeli wychodzi: U - V = 20,0 Ω, V - W = 15,0 Ω, W - U = 15,0 Ω. Jeżeli oznaczymy rezystancje uzwojeń jako Rᵤ, Rᵥ i Rw, to dostajemy Rᵤ + Rᵥ = 20 Ω, Rᵥ + Rw = 15 Ω oraz Rw + Rᵤ = 15 Ω. Z tego wynika, że Rᵤ = 10 Ω, Rᵥ = 10 Ω, a Rw = 5 Ω. Faza W ma więc wyraźnie mniejszą rezystancję niż pozostałe. Taki spadek rezystancji jest typowy dla zwarcia międzyzwojowego, bo część zwojów zostaje zwarta i efektywna długość przewodu w uzwojeniu robi się mniejsza. Moim zdaniem to jest bardzo praktyczny sposób diagnozowania, bo już zwykły pomiar rezystancji może zasugerować, gdzie szukać uszkodzenia, zanim silnik trafi na bardziej zaawansowane badania. W dobrej praktyce warsztatowej porównuje się wszystkie trzy pomiary, sprawdza temperaturę uzwojeń, stan zacisków i powtarza pomiar sprawnym miernikiem o odpowiednim zakresie. Dla silników warto też pamiętać o wymaganiach ogólnych z rodziny PN-EN 60034 oraz o zasadzie, że przed pomiarami silnik musi być odłączony od zasilania i zabezpieczony przed przypadkowym załączeniem.
W tym zadaniu łatwo pomylić dwa różne typy uszkodzeń: przerwę w uzwojeniu i zwarcie międzyzwojowe. Przerwa oznacza, że obwód danej fazy jest rozłączony, więc przy pomiarze między zaciskami obejmującymi tę fazę rezystancja byłaby bardzo duża albo miernik pokazałby brak ciągłości, często jako OL. Gdyby przerwa była w fazie V, pomiary U - V oraz V - W nie dałyby normalnych wartości rezystancji. Gdyby przerwa była w fazie W, problem pojawiłby się przy V - W oraz W - U. Tutaj wszystkie trzy pomiary mają wartości skończone: 20,0 Ω, 15,0 Ω i 15,0 Ω, więc nie pasuje to do przerwy w uzwojeniu. To jest dość klasyczna pułapka, bo ktoś widzi różnicę rezystancji i od razu zakłada uszkodzenie otwarte, a trzeba patrzeć, czy obwód w ogóle jest zamknięty. Zwarcie międzyzwojowe działa inaczej: nie przerywa obwodu, tylko skraca część uzwojenia, przez co rezystancja tej fazy spada. Z równań dla połączenia w gwiazdę wynika, że fazy U i V mają po 10 Ω, a faza W tylko 5 Ω. Dlatego nie jest to zwarcie w fazie V. Gdyby to faza V miała zwarcie międzyzwojowe, obniżone byłyby pomiary zawierające V, czyli U - V oraz V - W, a pomiar W - U byłby relatywnie większy. W tabeli jest odwrotnie: największy wynik występuje między U i V, czyli tam, gdzie faza W nie bierze udziału. To właśnie wskazuje, że uszkodzona jest faza W. W praktyce po takim wyniku nie powinno się normalnie uruchamiać silnika, bo zwarcie międzyzwojowe szybko powoduje lokalne grzanie, pogłębianie uszkodzenia izolacji i może skończyć się zwarciem doziemnym albo spaleniem uzwojenia. Najrozsądniej wykonać dalszą diagnostykę: pomiar rezystancji izolacji, oględziny zacisków, ewentualnie próbę udarową uzwojeń, jeśli zakład ma taki sprzęt.