Как разобрать якорь электродвигателя для ремонта

Как разобрать якорь электродвигателя

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

В бытовом оборудовании используются электродвигатели различных типов, в зависимости от условий работы, предназначения и функциональности электроприбора. Например, для электрооборудования со стабильным режимом работы больше подходят асинхронные двигатели, а для электродрелей, стиральных машин, кухонных комбайнов и т. п. нужно применение коллекторных электродвигателей, так как требуется частое изменение скорости вращения вала.

Выход из строя коллекторного двигателя делает электроприбор полностью непригодным для эксплуатации, а дорогостоящие услуги ремонтных мастерских заставляют владельцев испорченного бытового оборудования принимать решение о приобретении нового товара. Но при наличии некоторых навыков и в условиях ограниченного бюджета многие домашние мастера задумываются о целесообразности ремонта электродвигателей своими руками.

Разобранный коллекторный электродвигатель

Проверка цепей питания

При починке вышедшего из строя электрооборудования иногда до ремонта коллекторного двигателя дело не доходит – оказывается, что неисправна розетка удлинителя, перебит шнур питания, открутилась клемма подключения, или заело выключатель. Следует проверить наличие напряжения на узлах цепи питания коллекторного электродвигателя на 220В, начиная от штепсельной вилки, заканчивая контактной колодкой подключения.

Прозвонить шнур питания и кнопку включения

Поскольку у коллекторных электродвигателей сопоставление электромагнитных полей происходит из-за постоянного переключения роторных обмоток (коллекторные щетки), то механическая причина потери электрического контакта в коллекторе является наиболее распространенной. Принцип действия коллекторных двигателей описан в предыдущей статье, а ниже будет дано несколько советов по ремонту и замене контактов ротора (якоря).

Ротор (якорь) коллекторного электродвигателя

В различных автономных электроинструментах, кухонных электроприборах и в детских игрушках часто используется коллекторный двигатель постоянного тока. Питание данных электродвигателей осуществляется постоянным напряжением, поступающим от аккумуляторов, выпрямителей, или управляющих контроллеров. Не всегда наличие напряжения указывает на работоспособность источника питания (аккумулятор может быть посажен), поэтому следует также проверять ток коллектора и всей цепи при включении коллекторного электродвигателя.

Маломощный коллекторный двигатель постоянного тока с контроллером управления

Если электропривод оборудования перестал вращаться, в первую очередь следует проверять поступление напряжения на входные контакты коллекторного двигателя при его включении.

Кратко об устройстве коллекторных электродвигателей

В коллекторных электродвигателях магнитные поля статора и ротора взаимодействуют под углом, максимально выгодным для придания валу момента вращения. Датчиком угла поворота (положения ротора) и одновременно системой переключения являются коллекторные щетки на роторе. Система катушек с магнитопроводами, создающая результирующее электромагнитное поле для придания момента называется якорем.

Принцип действия коллекторного электромотора на примере двигателя постоянного тока

В большинстве коллекторных электродвигателей якорем является ротор, электромагнитное поле которого «цепляется» за магнитные поля магнитов или статорных обмоток возбуждения. Поэтому под словом «якорь» часто понимают ротор коллекторного двигателя, так как переключение обмоток статора является более сложным и менее эффективным.

Читать также: Схема подключения дхо без реле

Якорь (ротор) электродвигателя

Коллекторные электродвигатели постоянного тока с магнитами используются в основном в детских игрушках и в электроприводных устройствах автомобилей. Для создания мощного магнитного поля и более сильного крутящего момента применяют катушки возбуждения, которые подключаются несколькими способами:

• Последовательное соединение (ток коллектора и катушек возбуждения равен). Преимуществом является большой максимальный момент, который, впрочем, может стать недостатком на холостом ходу, раскручивая вал коллекторного электродвигателя до критически высоких оборотов;
• Параллельное соединение. Преимуществом является хорошая стабильность оборотов ротора коллекторного двигателя при изменении нагрузки на валу, но максимальный момент меньше, по сравнению с последовательным возбуждением;
• Смешанное возбуждение, при котором одна часть обмоток ротора и статора подключается последовательно, а другая – параллельно. Самый популярный пример применения смешанного возбуждения в коллекторных электродвигателях – автомобильный стартер;
• Независимое возбуждение, при котором ток коллектора ротора и статора регулируется отдельно. Применяется в мощных коллекторных электродвигателях на электровозах.

Схемы подключения катушек возбуждения в двигателе постоянного тока

Оставляя в стороне теорию, следует заметить, что коллекторные электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением могут также работать от переменного напряжения, по сути, являясь универсальными. Данные двигатели имеют дополнительный вывод для подключения переменного напряжения и нашли широкое применение в различных электроинструментах, благодаря «гибким» характеристикам изменения скорости оборотов и момента вращения.

Схема подключения катушек возбуждения и обозначение универсального коллекторного двигателя

Проверка катушек возбуждения

Исходя из устройства коллекторного электродвигателя, поиск неисправностей можно условно разделить на проверку катушек возбуждения (или постоянных магнитов) и обмоток ротора. При ремонте двигателей постоянного тока с магнитами следует обращать на них внимание в поисках трещин, так как они ухудшают напряженность магнитного поля, что снижает общие характеристики электродвигателя.

Разрез коллекторного двигателя с постоянными магнитами

Проверку катушек возбуждения производят омметром, проверяя их проводимость, а также мегомметром, исключая пробой на корпус. Поскольку межвитковое замыкание в витках катушки возбуждения выявить крайне трудно, пользуясь только мультиметром, то используют косвенные методы, проверяя цвет проводов обмоток на наличие следов перегрева или видимых повреждений. Зная точное сопротивление катушек возбуждения из паспорта электродвигателя, можно сопоставить данные с результатами измерений омметром.

Статорные катушки возбуждения

Поскольку межвитковое замыкание в витках катушек возбуждения является редкой неисправностью, то ограничиваются только проверкой данных обмоток, перенося внимание на проверку и ремонт якоря электродвигателя. Якорь коллекторного двигателя можно условно разделить на несколько частей:

• Обмотки ротора с магнитопроводами;
• Коллектор, состоящий из щеток и контактных пластин (ламели);
• Вал с подшипниками.

Устройство якоря электродвигателя

Что такое укладка и сброс катушек обмотки якоря

В этой статье будет рассказано, как намотать якорь, используя сброс вправо и укладку вправо, а также укладку влево и сброс вправо.

Сброс вправо, укладка вправо Чтобы осуществить намотку якоря, используя сброс вправо и укладку вправо, при шаге 1-6, нужно произвести следующие действия:

1 шаг. Гильзуем пазы Мы имеем якорь, очищенный от старой обмотки. Необходимо отметить первый начальный паз и загильзовать его. Гильзуем паз гильзой из электротехнического картона. Так как применяется сброс вправо, то гильзуем и шестой паз, расположенный правее первого паза, если смотреть со стороны коллектора. Паз гильзуется аналогично первому пазу.

2 шаг. Делаем обмотку Затем берем катушку с проводом, отмечаем начало катушки узелком и наматываем нужное количество витков. Количество витков определяется или схемой намотки, или количеством, посчитанным при разборке якоря. В данном случае, количество витков 30 и диаметр провода 0,25. Наматываем одну катушку в пазы 1 и 6.

3 шаг. Делаем отвод Мы видим якорь, в котором намотана одна катушка в пазы 1 и 6, ну а, поскольку соотношение между количеством ламелей коллектора и числом пазов – два к одному, то есть 24 ламели на 12 пазов, следовательно в эту пару пазов нужно намотать еще одну катушку, но перед этим необходимо сделать отвод. Отвод представляет собой конец первой катушки и начало второй катушки. Делаем отвод и наматываем в пазы 1 и 6 еще 30 витков провода (то есть вторую катушку).

4 шаг. Снова гильзуем Намотали вторую катушку. Поскольку мы условились, что укладку будем производить вправо, необходимо загильзовать следующую пару пазов. Следующей парой пазов будет являться 2 паз и, естественно, при укладке вправо, 7 паз.

5 шаг. Снова наматываем Затем берем провод и, перед тем, как завести провод во вторую пару пазов, необходимо снова сделать отвод. Выпускаем некоторое количество провода, делаем скрутку и завязываем узелок для того, чтобы можно было в дальнейшем отличать эти отводы друг от друга. Данный отвод представляет собой конец второй катушки предыдущей пары пазов и начало первой катушки последующей пары. В данном случае пары пазов 2 и 7. Наматываем тридцать витков провода в пару пазов 2-7. Чтобы намотать еще одну катушку в эту же пару пазов, необходимо снова сделать отвод. Выпускаем немного провода, делаем скрутку и оставляем ее в таком же состоянии – без узелка. Значит, первая катушка у нас с узелком, а вторая – без узелка. И так на каждой паре пазов. Так мы их и будем отличать. Наматываем еще одну катушку. Аналогично наматываем остальные пазы…

Как мы видим, уже вторая катушка второй пары пазов намотана и, обратите внимание, предыдущая катушка провода 1 и 6 перекрыта катушками пары пазов 2 и 7 и катушка пазов 2 и 7 смещена вправо, если смотреть со стороны коллектора. Такая укладка и называется укладкой вправо.

Теперь у нас из каждого паза выходит по две скрутки. Из первого паза у нас выходит единичный провод. Этот провод, в последствие, соединится с концом последней катушки намотки. Затем выходит скрутка без узелка – это конец первой катушки, начало второй катушки. Присоединяются отводы следующим образом: наш пока что единичный провод попадает на контакт 1, обозначенный на коллекторе цифрой 1; скрутка без узелка, выходящая из первого паза попадает на контакт, обозначенный на коллекторе цифрой 2; на контакт коллектора, обозначенный цифрой 3, попадает скрутка с узелком; затем без узелка и затем – последовательно… Ошибиться практически невозможно, но не следует забывать приподнимать скрутки перед началом намотки последующих катушек, чтобы не примотать их вместе с катушкой. Сброс вправо, укладка влево. Аналогично, как при укладке вправо, повторяем Шаг 1, Шаг 2 и Шаг 2.

Шаг 4. Гильзуем пазы У нас намотаны две катушки в пазы 1 и 6 и сейчас мы осуществим намотку якоря с укладкой влево. Поскольку катушки будут смещаться влево, соответственно будут смещаться пазы. Поэтому гильзуем 5 паз гильзой из электротехнического картона и гильзуем 12 паз.

Шаг 5. Делаем обмотку Заводим провод в 12 паз, но перед этим необходимо сделать отвод. Отвод этот представляет собой конец второй катушки пазов 1 и 6 и начало первой катушки пазов 12 и 5. Заводим провод в 12 паз и мотаем нужное число витков.

Намотав нужное число витков, в данном случае 30 витков единичной катушки, получаем такую картину. Обратите внимание, когда последующая катушка, то есть катушка, в данном случае, пазов 12 и 5 перекрыла катушку пазов 1 и 6 и сместилась влево. Такая укладка называется укладкой влево. Аналогично наматываем остальные пазы…

По техническим параметрам эти две укладки равноценны, но, при изменении направления укладки, изменяется и направление вращения якоря. Что касается подключения катушек якоря к ламелям коллектора, то, при укладке влево, порядок подключения несколько другой. Поскольку у нас катушки смещаются влево, то, естественно, и подключение к ламелям коллектора происходит справа – налево, то есть против часовой стрелки. Первым контактом 1 подключается начало первой катушки, затем к следующему подключается конец первой, начало второй катушки и так по порядку. Все катушки якоря должны быть соединены последовательно и в одинаковой фазе. В таком случае якорь будет нормально работать.

Тэги:
Якорь, укладка, обмотка, катушка

Осмотр механики коллекторного двигателя

При ремонте любого электродвигателя следует проверять свободный ход вала, который зависит от износа подшипников. Продолжительное инерционное вращение ротора, отсутствие скрежета, скрипов, радиального и осевого биения вала указывает на хорошее качество подшипников при поиске причины чрезмерного нагрева коллекторного электродвигателя. Убедившись в исправности механики, можно проверять электрическую составляющую электродвигателя.

Часто бывает, что поломка в механике электродвигателя или всего электрооборудования является причиной неисправности в электротехнической части двигателя

Например, части разлетевшегося внутри электромотора подшипника или попадание осколков от других механизмов могут повредить роторные и статорные обмотки коллекторного двигателя. Поэтому разбирая электроприбор или электроинструмент, всегда следует обращать внимание на исправность других механизмов, ведь коллекторных электродвигатель внутри корпуса открыт и незащищен от попадания мелких предметов, способных его повредить.

Читать также: Лобзик для вырезания по дереву

Во многих электроинструментах двигатель не защищен от попаданий мелких предметов

Профилактика и ремонт щеток

В коллекторных электродвигателях контактные щетки издают шум при нормальной работе, поэтому при ручном тестировании свободного хода вала двигателя необходимо уметь различать характер издаваемых щетками звуков. Характерные щелчки и шорох должны быть равномерными, без хаотичного скрежета и заклинивания. Очень часто причиной потери электрического контакта является механическое заклинивание контактных щеток коллектора.

Некоторые узлы коллекторного двигателя

Коллекторная щетка состоит из держателя, графитового контактора и прижимной пружины. Иногда пружина ослабевает, и ее нужно немного растянуть для большей прижимной силы. Из-за истирания графита образуется мелкая крошка, которая вместе с пылью и влагой загрязняет зазор между графитовым контактором и держателем. В данном пространстве образуются наслоения, которые высыхают и затвердевают от нагрева щеток, тем самым фиксируя их.

Устройство коллекторный щеток

Данное заклинивание щеток из-за затвердевшей грязи в держателе часто является причиной невозможности запуска ранее исправно работавшего коллекторного электродвигателя. Пока работающий двигатель издает вибрацию, прижимная пружина может преодолевать сопротивления наслоений, и контакт с ламелями коллектора сохраняется. Но после выключения скопившаяся грязь застывает, щетка фиксируется и уменьшается из-за охлаждения, образуя зазор, разрывающий контакт с ламелями.

Ламели коллектора якоря электродвигателя

Проверить прижимную силу щетки можно поддев графит ножом или мелкой отверткой – контактор должен свободно двигаться в держателе, упруго отскакивая, ударяясь в ламели. В противном случае щетку и держатель можно почистить, промыть в растворителе, или немного спилить грани графитового контактора для большего зазора. Если выработка щетки почти дошла до порога ресурса, то ее лучше заменить на новую. При невозможности найти идентичную замену щетки, подбирают наиболее близкий вариант и спиливают грани графитового контактора до нужных размеров.

Новые щетки нужно обточить напильником для придания нужного размера

Ремонт и профилактика коллектора

Коллектор двигателя состоит из контактных пластин – ламелей подключенных к выводам якорных обмоток. Большой рабочий ток коллектора, и образование из-за электромагнитной индукции реактивной ЭДС переключающихся обмоток, приводит к повышенному искрению при контакте щеток и ламелей. Сильное искрение приводит к выгоранию ламелей, из-за чего они покрываются порами и кавернами. Ухудшение качества поверхности ламелей приводит к еще большему искрообразованию и убыстряет их износ в лавинообразной прогрессии.

Первоначальной причиной износа коллектора является загрязнение ламелей графитовой крошкой от стирающихся щеток. Зазоры между ламелями предназначены для их изоляции, но попадающая в промежутки графитовая пыль является проводником тока, что ухудшает характеристики коллекторного электродвигателя и приводит к образованию так называемой круговой искры. Если в процессе работы электродвигателя искра как бы тянется от щеток по окружности коллектора, то его ламели загрязнены, и их нужно почистить.

Круговая искра в коллекторе

Чистку ламелей коллектора производят ластиком, губкой, или мелкой наждачной бумагой, прочищая зазоры шилом. Если загрязнение сильное, можно воспользоваться напильником, но нужно быть осторожным, чтобы не исказить геометрию окружности коллектора неравномерным спиливанием. Еще одной причиной загрязнения коллектора является коррозия материала ламели с образованием слоев окиси, которые также нужно очистить.

Читать также: Станок для пресса своими руками

Очистка коллектора губкой

Если после очистки ламелей обнаружены глубокие каверны от коррозии или искрения, то ремонт коллектора производят при помощи нанесения меди на пластины сваркой или гальваническим методом для заделки изъянов. Поскольку напильником очень трудно придать правильную форму коллектору, производят его обточку на токарном станке. В некоторых случаях, если есть возможность приобрести новый коллектор, производят его замену, но в этом случае предстоит кропотливая работа по присоединению многочисленных выводов якорной обмотки.

Проточка коллектора на токарном станке

Ремонт якоря электродвигателя

Планово-предупредительный ремонт якоря электродвигателя проводят по истечению определённого срока его эксплуатации. Как правило он включает восстановление подвижной контактной группы (коллектора). В случаях внезапных отказов или значительных отклонений в работе электродвигателя может быть проведен срочный ремонт якоря электродвигателя. Основанием для такого ремонта может послужить одна из причин или их сочетание:

• сильное искрение в месте контакта щёток с коллектором;
• снижение мощности двигателя;
• повышенный нагрев корпуса.

Чтобы отремонтировать якорь электродвигателя, его необходимо предварительно демонтировать. После этого снятый с двигателя якорь внимательно осматривают на предмет выявления выгораний, оплавлений, обрывов, других видимых дефектов. При визуальном осмотре обращают внимание на целостность обмоток (локальное почернение), на степень загрязнения поверхностей графитовой пылью, на посторонние (характерные) запахи подгорания изоляции.

Источник