Ремонт коллектора и щеток электрических машин постоянного тока

При работе генераторов и электродвигателей постоянного тока чисто наблюдается искрение на коллекторе, при этом на поверхности его появляются борозды, пластины подгорают. В результате коллектор и щетки быстро изнашиваются.

Искрение на коллекторе может быть вызвано неисправностями коллектора, щеток, щеткодержателей и обмоток электродвигателей.

Неисправности коллектора и их устранение

Шероховатость поверхности является наиболее распространенной неисправностью коллектора. Шероховатость поверхности коллектора возникает в результате царапин, нагара или слоя окиси на коллекторе.

Царапины наносятся твердыми частицами, попавшими на коллектор под щетки. Нагар образуется от искрения, а слой окиси на коллекторе появляется после длительного нахождения электродвигателя в местах с повышенной влажностью.

Шероховатость коллектора устраняют шлифовкой его поверхности мелкой стеклянной бумагой. Бумагу прижимают к вращающемуся коллектору специальной деревянной колодкой из твердого дерева с вырезом в ней по форме коллектора.

Образование желобков . При расположении щеток одна против другой после длительной работы электродвигателя на коллекторе образуются желобки, поверхность коллектора становится волнистой. Эту волнистость устраняют проточкой коллектора на токарном станке. Чтобы избежать возникновения желобков, щетки надо располагать в шахматном порядке.

Выступание миканита над пластинами. Миканитовые прокладки коллектора тверже медных пластин. Поэтому в процессе работы они меньше истираются и постепенно выступают над поверхностью пластин.

Для устранения этой неисправности необходимо продорожить коллектор, т. е. удалить выступающий между пластинами миканит тонкой пилкой. При продороживании пилку надо водить по линейке, уложенной параллельно краю пластины коллектора.

После продороживания все канавки между пластинами коллектора прочищают волосяной щеткой и при помощи шабера снимают фаски с краев коллекторных пластин. После этого коллектор шлифуется и продувается сжатым воздухом.

Биение коллектора может появляться в результате: неисправности подшипника электродвигателя, неодинаковой высоты пластин коллектора, проявляющейся при некачественной сборке и неправильной центровке якоря электродвигателя.

Дли устранения биения коллектора неисправный подшипник ремонтируют или заменяют. Если биение коллектора происходит вследствие неодинаковой высоты ого пластин, то коллектор следует проточить на токарном станке до устранения биения. При неправильной центровке, вызывающей биение коллектора, якорь необходимо заново отцентрировать на специальном станке.

Неисправности щеток и их устранение

Щетки плохо пришлифованы , обломаны по краям или имеют царапины на прилегающей к коллектору поверхности.

Для устранения этого угольные и графитные щетки надо пришлифовать к коллектору стеклянной бумагой. При этом следует начинать с крупных номеров стеклянной бумаги и постепенно переходить к более мелким.

Применять для пришлифовке наждачное полотно запрещается, так как наждачная пыль, забиваясь в прорези между коллекторными пластинами, замыкает их между собой.

Щетки неправильно расположены на коллекторе . Это может быть в том случае, если они прилегают к пластинам коллекторов одной стороной, или траверса щеткодержателей установлена не по заводским меткам, имеющимся на ней и на корпусе.

Сдвинутую траверсу надо установить по заводским меткам. При отсутствии заводских меток или их неправильности (искрение не устраняется) нужно установить щетки на нейтраль, смещая их по коллектору (у генераторов — в сторону вращения, а у двигателей — в противоположную сторону) до полного исчезновения искрения.

Положение щеток на нейтрали соответствует: у генераторов — их наибольшему напряжению при холостом ходе; у двигателей — равенству чисел оборотов при прямом и обратном вращении.

Одностороннее прилегание щеток может быть устранено поворотом обоймы щеткодержателя или пришлифовкой их к коллектору, если обойма щеткодержателя неподвижна.

Щетки недостаточно прижаты к коллектору или неплотно установлены в обойме . Это бывает при слабом нажатии пружин щеткодержателя на щетки, слишком большом просвете между щеткой и обоймой либо при плохом закреплении траверсы и щеткодержателя.

Силу нажатия на щетку увеличивают посредством регулировки нажимной пружины. В случае отсутствия регулировочного устройства пружину заменяют на более жесткую. Для устранения колебания щетки в обойме щеткодержателя ее заменяют на большую — по размерам обоймы. Если же колебания щетки вызваны ослаблением креплений щеточного механизма, то надо затянуть укрепляющие болты на траверсе и щеткодержателях.

Чрезмерное увеличение силы тока, проходящего через щетки . Если плотность тока в щетке превышает величину, допустимую для данного типа щеток, то это приводит к неизбежному перегреву щеток.

Если после устранения рассмотренных повреждений искрение на коллекторе продолжается, то причиной его могут быть повреждения обмотки якоря или полюсов машины: короткое замыкание, распайка обмотки якоря в петушках, разрыв якорного проводника, замыкание на железо. В большинстве случаев эти повреждения исправляются при капитальном ремонте машины постоянного тока.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Ремонт коллекторных электродвигателей своими руками

Коллекторные двигатели являются широко распространенными механизмами, использующиеся в электроинструменте, стиральных машинах, мелких бытовых приборах. Популярность коллекторных электромоторов для бытовой техники объяснятся компактными размерами, простой конструкцией и возможностью регулировать частоту вращения без потери мощности. На сегодня именно эти механизмы установлены в более чем 85% существующих стиральных машин.

Устройство электрических машин

Конструктивная особенность коллекторного двигателя заключается в подключении обмотки якоря к коллектору, который выполняет функцию механической коммутации (переключателя обмоток) и датчика, определяющего положение ротора в данный момент времени. В промышленности и бытовой технике применяются коллекторные моторы двух типов: постоянного тока с высоким пусковым моментом на катушках возбуждения или на постоянных магнитах, а также универсальные, работающие от переменных или постоянных источников питания. Основные элементы коллекторного электродвигателя:

• коллектор (механический коммутатор);
• держатели для токопроводящих щеток, подающие напряжение на обмотки ротора через коллекторные пластины;
• сердечник статора из пластин электротехнической стали;
• статорная обмотка;
• вал якоря.

Как и любой другой двигатель, эти устройства имеют свойство периодически выходить из строя. Ремонт коллекторных электродвигателей может быть текущим или капитальным. В первом случае речь идет скорее о профилактических мерах, чем о ремонте, а вот во втором случае коллекторный электродвигатель будет подвергаться разборке и замене деталей.

Наиболее часто возникают следующие неисправности, требующие ремонта коллекторных электродвигателей:

• естественный износ щеток или поломка щеточного узла;
• выработка коллектора;
• замыкание якорной обмотки;
• пробой изоляции;
• разрушение подшипников.

Как перемотать якорь электродвигателя в домашних условиях

Прежде чем приступать к ремонту, подготовьте инструменты и материалы:

• мультиметр. Если его нет, то понадобится индикатор напряжения, мегомметр и лампочка на 12 В с мощностью 30–40 Вт;
• новую обмотку. Диаметр жилы должен быть идентичен диаметру старой обмотки;
• паяльник;
• диэлектрический картон толщиной 0,3 мм;
• лак или эпоксидную смолу;
• моток толстых хлопчатобумажных нитей;
• наждачную бумагу.

Чтобы не делать лишнюю работу, важно правильно выявить причину поломки техники. Для этого осмотрите инструмент и проверьте, поступает ли ток на коллектор и кнопку пуска, при помощи мультиметра или индикатора. Если все в порядке, то нужно осмотреть прибор изнутри.

Диагностика двигателя

Отключите инструмент от питания, и разберите корпус. Понюхайте ротор. Если произошло межвитковое замыкание, то изоляционное покрытие оплавляется и источает резкий запах.

Когда внешних признаков неисправности нет, стоит проверить ламели якоря мультиметром. Переключите прибор в режим омметра, и выставьте диапазон в 200 Ом. Двумя щупами «прозвоните» соседние ламели. Смена сопротивления свидетельствует о поломке в катушке.

Омметр можно заменить лампочкой. Подключите плюс и минус клеммы на вилку прибора, а в разрыв поставьте лампу. Вращайте вал якоря рукой. Если лампочка «моргает», значит, произошло межвитковое замыкание. Лампа не горит? Значит, произошел обрыв цепи или отсутствует сопротивление в одной из ламелей.

Замена обмотки и новая изоляция предотвратят перегорание двигателя. Чтобы продлить срок эксплуатации электродвигателя, перемотку ротора рекомендуется проводить не реже чем раз в два года.

Инструкция: как перемотать обмотку якоря

Перед перемоткой нужно зафиксировать основные показатели двигателя. Посчитайте и запишите: количество пазов якоря и ламелей коллектора. Определите шаг намотки. Наиболее распространенный шаг 1–6 — когда катушка укладывается в начальный паз, затем в 7 и закрепляется на 1 пазу.

В некоторых заводских обмотках применяется сброс вправо или влево. Например, при намотке и сбросе вправо, катушка уходит вправо от начального паза. Так, при количестве пазов якоря 12, шаге намотки 1–6 и сбросе вправо, обмотка закладывается в 1 паз, затем в 8 и после намотки нужного количества витков, закрепляется во 2 пазу. Все это нужно учесть. В противном случае обмотка будет уложена неверно, что негативно скажется на направлении вращения.

Перемотка якоря электродвигателя своими руками займет порядка 4 часов. Чтобы при сборке не возникло сложностей, рекомендуется фотографировать исходное расположение деталей, во время каждого этапа работы:

Определение направления и начального паза намотки. Найдите на обмотке катушку, которая не перекрыта другими. Это последняя катушка. Если укладка обмотки идет вправо, значит, начальный паз расположен правее левой стороны последней катушки. С него и нужно начинать укладывать проводник. Так перемотка якоря будет максимально приближена к заводским условиям. Отметьте паз маркером. При исходной симметричной намотке, катушки укладываются попарно, поэтому последних катушек и начальных пазов тоже два. Выявляют их также. Чтобы поиск пазов не вызвал затруднений, обратите внимание на изображение:

Подсчет витков. Нужно определить количество витков в пазу (W) и в катушке обмотки (K). Отделите верхнюю катушку и подсчитайте витки. При необходимости, катушку обжигают в пламени горелки. Нюанс подсчета в том, что количество витков отдельной катушки в пазу зависит от соотношения числа ламелей коллектора к количеству пазов якоря. Например, в последней катушке 60 витков (W), в якоре 12 пазов, а ламелей коллектора 36. Тогда значение К будет 10 (606), где 6 – соотношение пазов к ламелям, умноженное на 2.

Подготовка коллектора. Снимать его не нужно. Измерьте сопротивление между ламелями и корпусом. Для этого воспользуйтесь мегомметром или переведите мультиметр в соответствующий режим. Минимальное сопротивление – 200 кОм, максимальное – 0,25 МОм.

Демонтаж старого проводника. Аккуратно, не повреждая корпус якоря, удалите старую обмотку.

Зачистка пазов и корпуса якоря. Весь нагар и заусенцы, нужно отшлифовать наждачной бумагой.

Изготовление гильз для якоря. Из диэлектрического картона нарежьте прямоугольники в соответствие с размером пазов якоря.

Перемотка. Внимательно просмотрите все записи, сделанные при подготовке к ремонту. Схема перемотки якоря своими руками должна полностью соответствовать заводской. Конец новой обмотки припаивается к окончанию ламели. Провод нужно укладывать с начального паза, соблюдая шаг и сброс обмотки.

Понадобится

Для приведения в порядок якоря при такой поломке, нам следует приготовить следующие материалы:

• отрезок медного провода;
• клей эпоксидный универсальный марки ЭДП;
• проволоку алюминиевую;
• деревянный брусок.

Без токарного станка нам понадобится много инструментов и приспособлений: нож и кисточка, плоскогубцы и отвертка, молоток и наковальня, напильник, наждачная бумага и игла, дрель и паяльник, тиски и пробойник, штангенциркуль и карандаш.

Статическая балансировка якоря электродвигателя своими руками

Залогом бесперебойной работы техники после перемотки якоря, является правильная балансировка. В крупных компаниях по ремонту электродвигателей, на специальном станке делают динамичную балансировку. Так как перемотать якорь самому в первый раз сложно, то выявить грубые ошибки, поможет приспособление для статической балансировки «На ножах». Его легко сконструировать самостоятельно.

Подберите два лезвия из стали. Они должны обладать хорошей прямолинейностью и чистотой обработки. Установите лезвия на жестком основании параллельно друг другу. Расстояние между лезвиями — размер якоря. В итоге должно получиться такое приспособление:

Схематичное изображение приспособления «На ножах», где 1 — якорь электродвигателя; 2 — стальные лезвия; 3 — основание; А и Б — точки для припаивания грузов.

Метод балансировки прост: якорь размещают на лезвиях и наблюдают за его перемещением. Якорь будет поворачиваться, так как самая тяжелая часть будет оказываться внизу. Задача – переместить центр тяжести как можно ближе к оси якоря, которая обозначена пунктиром. При качественной балансировке якорь остается неподвижным. Чтобы выровнять вес, на точки А и Б навешивают грузы из пластилина. Когда достигается равновесие, грузы снимают, взвешивают и припаивают металл, равный их весу.

Теперь вы знаете, как перемотать якорь своими руками. Благодаря навыкам балансировки, ваш инструмент не будет вибрировать и перегреваться, даже при мелких недочетах в укладке обмотки. Регулярная проверка контактов и плановая чистка корпуса, помогут свести к минимуму вероятность поломки техники.

Метод балансировки прост: якорь размещают на лезвиях и наблюдают за его перемещением. Якорь будет поворачиваться, так как самая тяжелая часть будет оказываться внизу. Задача — переместить центр тяжести как можно ближе к оси якоря, которая обозначена пунктиром. При качественной балансировке якорь остается неподвижным. Чтобы выровнять вес, на точки, А и Б навешивают грузы из пластилина. Когда достигается равновесие, грузы снимают, взвешивают и припаивают металл, равный их весу.

Теперь вы знаете, как перемотать якорь своими руками. Благодаря навыкам балансировки, ваш инструмент не будет вибрировать и перегреваться, даже при мелких недочетах в укладке обмотки. Регулярная проверка контактов и плановая чистка корпуса, помогут свести к минимуму вероятность поломки техники.

Почему стоит выбрать нас

ООО ПО «Электромашина» профессионально занимается починкой электрооборудования. Ремонт коллекторных электродвигателей – одно из направлений нашей работы, и мы готовы предложить Вам прозрачные условия взаимодействия, быстрые сроки и высокий уровень профессионализма. При сильном износе узла Вы можете также заказать у нас изготовление коллектора электродвигателя: производственные мощности нашего цеха позволяют нам обеспечивать клиентов качественными составными деталями. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше и сделать заказ.

Особенности работы асинхронного двигателя болгарки

Практически во всех электроприборах, использующихся в быту, применяется асинхронный электрический двигатель. Важным преимуществом этого типа мотора является то, что при изменении нагрузки на него, частота оборотов не меняется. Это означает, что если, к примеру, долго и без остановки резать камень бытовой болгаркой, никаких внешних признаков перегрузки двигателя заметно не будет. Скорость вращения диска будет постоянная, звук однотонным. Изменится только температура, но этого можно и не заметить, если руки одеты в перчатки.

Цены на ремонт коллектора электродвигателей

Мощность, (кВт)	Частота вращения,об/мин
	3000	1500	1000	750
До 1,5	2740	2806	3417	4057
2.2	3090	3245	4154	4897
3	3642	3901	4973	5179
4	5012	4652	5413	6804
5.5	5296	5301	5978	7511
7.5	6630	6919	7312	11021
11	8139	8147	9937	13182
15	12088	12049	11737	14803
18,5	13001	13345	15217	24450
22	15057	15805	23408	25522
30	17648	18202	25857	29275
37	23803	25949	30677	40080
45	29055	28737	38389	48070
55	34546	32811	41481	60759
75	44670	48812	64472	82899
90	47893	51078	78166	99898
110	67202	73052	95759	122517
132	80848	87962	114110	147423
160	98012	106439	138740	179116
200	123101	132548	173924	———-
250	154120	167435	———-	———
320	237156	————–	———-	———–
кВт	3000 об/мин	1500 об/мин	1000 об/мин	750 об/мин

Как определить неисправность якоря болгарки

Признаками поломки якоря болгарки являются: повышенное искрение щёток на коллекторе мотора, вибрация мотора на малых оборотах, вращение рабочего вала в разные стороны. Если такие симптомы присутствуют, работу инструментом следует прекратить — это опасно. Подозрения легко проверить с помощью несложных тестов.

Визуальный осмотр снаружи

Поиск неисправности следует начать с визуального осмотра болгарки:

1. Провести общий осмотр инструмента.
2. Обратить внимание на целостность сетевого шнура, наличие напряжения в розетке.
3. При помощи индикатора напряжения убедиться, что ток поступает на коллектор двигателя и кнопку пуска.

Осмотр прибора изнутри

Если с питанием всё в порядке, но болгарка не работает, придётся вскрыть корпус, чтобы получить доступ к мотору. Как правило, разборка не представляет сложностей. Но необходимо придерживаться простых правил, которые позволят избежать неприятностей во время обратной сборки:

1. Обязательно отключить прибор от сети перед разборкой.
2. Снять со шпинделя рабочий диск и защитный кожух.
3. Произвести вскрытие корпуса в хорошо освещённом месте, на чистой поверхности стола.
4. Запомнить расположение всех деталей и узлов перед разборкой. Рекомендуется зарисовать или сфотографировать внутреннее устройство прибора.
5. Шурупы и винты крепления складывать в отдельном месте, чтобы не потерялись.

Осматривать мотор лучше всего под ярким освещением, чтобы все мелкие детали были хорошо различимы. Якорь должен свободно вращаться вокруг своей оси, правильно работающие подшипники не должны при работе издавать звук. На якоре не должно быть следов оплавившейся проводки, обмотки контура должны быть целыми, без разрывов. Можно понюхать ротор. При межвитковом замыкании изоляционный лак подгорает и издаёт устойчивый специфический запах. Но для такой диагностики необходим определённый опыт.

Прозвонка цепей тестером

Если визуальный осмотр не дал явных результатов, продолжить обследование рекомендуется при помощи мультиметра. Выставив тумблер переключения режимов в положение омметра (диапазон 200 Ом), необходимо двумя щупами «прозвонить» две соседние ламели якоря. Если сопротивление на всех витках одинаковое, это значит, что обмотки исправны. Если же на каких-то парах тестер показывает другое сопротивление или обрыв цепи — в этой катушке неисправность.

Разрыв проводки может произойти между обмоткой и сердечником. Следует внимательно обследовать места соединения катушек с ламелями коллектора в нижней части якоря, визуально проверить пайку контактов.

Проверка контактов лампочкой

Если нет тестера, выйти из положения можно с помощью простой лампочки на 12 вольт. Мощность может быть любой, оптимально 30–40 Вт. Напряжение от аккумулятора 12 вольт надо подать на вилку болгарки, вставив в разрыв одного провода лампочку. При исправном якоре, если вращать шпиндель рукой, лампочка должна гореть, не изменяя яркости. Если накал меняется — это верный признак межвиткового короткого замыкания.

Если же лампочка не горит, то это может говорить о следующем:

1. Возможно зависание щёток в нерабочем положении. Сработалась подпорная пружина.
2. Произошёл разрыв питающего контура.
3. Произошло замыкание или разрыв в обмотке статора.

Существуют и другие способы диагностики, но они требуют более сложного оборудования, которое в домашних условиях обычно не применяют. Опытный мастер определит поломку с высокой степенью точности, используя «пробойник» или простейший трансформатор с разрезанным тороидальным сердечником и одной первичной обмоткой.

Замена якоря самостоятельно в домашних условиях

Практика показывает, что если решено заменить якорь болгарки, то менять его лучше всего вместе с опорными подшипниками и крыльчаткой охлаждения двигателя.

Для замены потребуются:

1. Новый якорь УШМ. Должен соответствовать вашей модели. Взаимозамена с другими моделями — недопустима.
2. Отвёртки, гаечные ключи.
3. Мягкая щётка и ветошь для протирки механизма.

Как снять якорь

Замена якоря начинается с разборки болгарки. Выполняются следующие шаги:

Отвёрткой выкручиваются щёточные узлы с двух сторон. Извлекаются щётки.

Видео: замена подшипников на болгарке

Как поставить якорь на место

Чтобы установить на место новый якорь болгарки следует взять новую деталь, после чего собрать инструмент в обратном порядке. Последователь действий следующая:

1. На вал якоря устанавливается диск фиксации.
2. Методом напрессовки устанавливается подшипник.
3. Насаживается малая шестерня и фиксируется стопорным кольцом.
4. Якорь заводится в корпус редуктора, совмещаются стыковочные отверстия.
5. Закручиваются болты крепления редуктора.
6. Якорь с редуктором вставляется в корпус болгарки и фиксируется.
7. Щётки осаждаются на свои места, закрываются крышками.

После выполнения указанных действий болгарка готова к работе. Замена якоря произведена.

Видео: как проверить болгарку

Древняя суфийская мудрость гласит: «Умён тот человек, который способен выйти с достоинством из сложной ситуации. Но мудр тот, кто в такую ситуацию не попадает.» Соблюдая правила эксплуатации бытовой техники, не допуская перегрева мотора, можно избежать поломок и неурядиц в работе болгарки. Содержание и хранение инструмента в чистоте и сухости предотвратит его механизмы от загрязнения и окисления токонесущих элементов. Своевременное техническое обслуживание инструмента гарантированно избавит от неприятных сюрпризов во время работы.

Источник