Ремонт обмоток двигателя переменного тока

Пошаговая инструкция перемотки электродвигателей своими руками

Во многих бытовых устройствах и самодельных конструкциях в качестве привода используются электрические машины небольшой мощности. Несмотря на высокую надежность электромоторов, их выход из строя по ряду причин — не редкость. Учитывая относительно высокую стоимость этих устройств, практичнее осуществлять их ремонт, а не замену. Предлагаем рассмотреть возможность перемотки электродвигателей в домашних условиях.

Виды электродвигателей и особенности их ремонта

Как правило, в быту используются коллекторные моторы постоянного тока и бесколлекторные асинхронные двигатели переменного тока. Именно ремонт этих приводов мы и будем рассматривать. Информацию о принципе действия и конструктивных особенностях асинхронных и коллекторных машин можно найти на нашем сайте.

Что касается синхронных приводов, то в быту они практически не используются, поэтому в данной публикации эта тема не затрагивается.

Особенности ремонта асинхронной машины

Проблемы с двигателем любого типа могут иметь механический или электрический характер. В первом случае свидетельствовать о неисправности может сильная вибрация и характерный шум, как правило, это говорит о проблемах с подшипником (обычно в торцевой крышке). Если вовремя не устранить неисправность, вал может заклинить, что неминуемо приведет к выходу из строя обмоток статора. При этом тепловая защита автоматического выключателя может не успеть сработать.

«Сгоревшие» провода обмотки статора

Исходя из практики, в 90% выход из строя асинхронных машин возникают проблемы с обмоткой статора (обрыв, межвитковое замыкание, КЗ на корпус). При этом короткозамкнутый якорь, как правило, остается в рабочем состоянии. Поэтому даже при механическом характере повреждений необходимо произвести проверку электрической части.

Проверка обмотки

В большинстве случаев проблема может быть обнаружена по внешнему виду и характерному запаху (см. рис. 1). Если эмпирическим путем неисправность установить не удается, переходим к диагностике, которая начинается с прозвонки на обрыв. Если таковая обнаруживается, выполняется разборка двигателя (этот процесс будет описан отдельно) и тщательный осмотр соединений. Когда дефект не обнаружен, можно констатировать обрыв в одной из катушек, что требует перемотки.

Если прозвонка не показала обрыва, следует переходить к измерению сопротивления обмоток, при этом учитывать следующие нюансы:

• сопротивление изоляции катушек на корпус должно стремиться к бесконечности;
• у трехфазного привода обмотки должны показывать одинаковое сопротивление;
• у однофазных машин сопротивление пусковых катушек превышает данные показания рабочих обмоток.

Помимо этого следует учитывать, что сопротивление статорных катушек довольно низкое, поэтому для его измерения бессмысленно использовать приборы с низким классом точности, к таковым относятся большинство мультиметров. Исправить ситуацию можно собрав несложную схему на потенциометре с добавлением дополнительного источника питания, например автомобильной аккумуляторной батареи.

Схема для измерения сопротивления обмоток

Методика измерений следующая:

1. Подключается катушка привода к схеме, представленной выше.
2. Потенциометром устанавливается ток 1 А.
3. Производится расчет сопротивления катушке по следующей формуле: , где R_К и U_ПИТ были описаны на рисунке 2. R – сопротивление потенциометра, – падение напряжения на измеряемой катушке (показывает вольтметр на схеме).

Стоит также рассказать о методике, позволяющей определить место межвиткового замыкания. Это делается следующим образом:

Статор, освобожденный от ротора, подключается через трансформатор к пониженному питанию, предварительно поместив к нему стальной шарик (например, от подшипника). Если катушки рабочие, шарик будет циклически двигаться по внутренней поверхности безостановочно. При наличии межвиткового КЗ, он «прилипнет» к этому месту.

Особенности ремонта коллекторных приводов

У данного типа электромашин чаще возникают механические неисправности. Например, стирание щеток или засорение контактов коллектора. В таких ситуациях ремонт сводится к чистке контактного механизма или замене графитовых щеток.

Тестирование электрической части сводится к проверке сопротивления обмотки якоря. В этом случае щупы прибора двум соседним контактам (ламелям) коллектора, после снятия показаний производится измерение далее по кругу.

Проверка обмотки якоря коллекторного электродвигателя

Отображенное сопротивление должно быть примерно одинаковым (с учетом погрешности прибора). Если наблюдается серьезное отклонение, то это говорит, что имеет место быть межвитковое КЗ или обрыв, следовательно, необходима перемотка.

Обмоточные данные электродвигателей

Это справочные данные, поэтому самый надежный способ получить такую информацию – обратиться к соответствующим источникам. Эти данные также могут приводиться в паспорте к изделию.

В сети можно встретить советы, в которых рекомендуют при перемотке вручную пересчитать витки и измерить диаметр провода. Это трата времени. Значительно проще и надежней по маркировке двигателя найти всю необходимую информацию, в которой будут указаны следующие параметры:

• номинальные рабочие характеристики (напряжение, мощность, потребляемый ток, число оборотов и т.д.);
• количество проводов для одного паза;
• Ø проволоки (как правило, в данном показателе изоляция не учитывается);
• информация о внешнем и внутреннем диаметре статора;
• количество пазов;
• с каким шагом выполняется обмотка;
• размеры ротора и т.д.

Ниже представлен фрагмент таблицы с намоточными данными для электромашин типа 5A.

Пример таблицы с намоточными данными

Пошаговая инструкция перемотки электродвигателя своими руками

Необходимо сразу предупредить, что без спецоборудования и навыков работы перемотка катушек будет, скорее всего, бесполезным занятием. С другой стороны отрицательный опыт это тоже опыт. Понимание сложности процесса является лучшим объяснением его стоимости.

Первый этап — демонтаж

Мы приводим алгоритм действий для асинхронных машин, он следующий:

1. Отключаем привод от сети (380 или 220 В).
2. Демонтируем электромотор с конструкции, где он был установлен.
3. Снимаем задний защитный кожух охлаждающего вентилятора.
4. Демонтируем крыльчатку.
5. Откручиваем крепление торцевых крышек, после чего снимаем их. Начинать желательно с фронтальной части, после ее демонтажа ротор легко «выйдет» с тыловой крышки.
6. Вытаскиваем ротор.

Данный процесс можно существенно облегчить, если использовать специальное устройство – съемник. С его помощью легко освободить вал двигателя от шкива или шестерни, в также снять торцевые крышки.

Съемник для демонтажа

Мы не будем приводить инструкцию по разборке коллекторного двигателя, поскольку особо не отличается. Строение электромашины данного типа можно найти на нашем сайте.

Этап второй — снятие обмотки

Очередность действий следующая:

1. При помощи ножа снимаем бандажный крепеж и изоляционное покрытие с мест соединений проводов. В некоторых инструкциях рекомендуется зафиксировать схему соединений, например, сделав фотоснимок. Делать это особого смысла нет, поскольку это справочная информация и узнать ее по марке двигателя не составляет проблемы.
2. Используя зубило, сбиваем верхушки проводов с каждого торца статора.
3. Освобождаем пазы, используя пробойник соответствующего диаметра.
4. Очищаем статор от грязи, копоти, лака пропитки.

Статор, освобожденный от обмотки

На этом этапе мы рекомендуем остановиться, взять корпус и отвезти его специалистам. Самостоятельный демонтаж позволит снизить стоимость восстановительных работ. Как уже упоминалось выше, без спецоборудования качественно перемотать катушки довольно сложно. Для понимания сложности процесса опишем его технологию, что позволит облегчить выбор.

Перемотка статора (финальная фаза)

Процесс состоит из следующих действий:

1. Установка изоляторов в каждый паз (гильзование).
2. Толщина материала и его характеристики подбираются по справочнику.
3. Определяются обмоточные данные по марке двигателя.
4. На специальном станке производится намотка необходимого количества витков всыпных катушек. В сети можно найти фото и параметры самодельных ручных станков, но качество их работ довольно сомнительное. Станок для намотки всыпной обмотки
5. Катушечные группы укладываются в пазы, после чего производится их обвязка и соединение. Эти процессы довольно сложные и выполняются вручную.
6. Осуществляется пропитка. Для этого корпус нагревается до температуры 45°С – 55°С и полностью погружается в емкость с пропиточным лаком. Заливать лаком провода не имеет смысла, поскольку в этом случае все равно останутся пустоты.
7. После пропитки корпус помещают в специальную камеру, где осуществляется сушка при температуре 130-135°С.
8. Финальное тестирование катушек омметром.
9. Сборка и пробный запуск (если в ремонт передавались на только корпус, а и остальные детали и крепления).

Если на восстановление сдавался только корпус, рекомендуем перед тем, как включать мотор, проверить катушки.

Перемотка якоря

Процесс замены обмотки коллекторного двигателя несколько похож за исключением небольших нюансов, связанных с особенностью исполнения. Например, на перемотку отправляют якорь, а не корпус, при условии, что проблема возникла не с катушками возбуждения. Помимо этого имеются следующие отличия:

• Для намотки применяется специальный станок, более сложной конфигурации.
• Обязательно необходима проточка, балансировка якоря (в финальной части процесса), а также его чистка и шлифовка.
• При помощи специального фрезерного станка производится нарезка коллектора.

Для перечисленных процессов требует спецоборудование, без него перемотка электродвигателей — пустая трата времени.

Источник

Ремонт обмоток машин переменного тока

Технология и оборудование электрообмоточного цеха

Обмоточный цех состоит из участка восстановления обмоточных проводов, изоляционно-заготовочного участка (изготовление гильз, катушек статоров и трансформаторов, роторных стержней, катушек различных аппаратов и приборов) и участка намотки обмоток статоров и роторов. В этом цехе также производят пропитку, сушку и лужение обмоток электрических машин. В зависимости от производительности площадь обмоточного цеха мастерской равна 80—100 м 2 .
Участок восстановления проводов предназначен для удаления старой изоляции путем постепенного обжига в электропечи. Затем провода промывают в ванне, травят и нейтрализуют. На участке имеются различные приспособления для волочения восстанавливаемых проводов, оплетки и пропитки их изоляционными лаками.
На изоляционно-заготовочном участке сосредоточены следующие оборудование и приспособления: верстак для раскроя и заготовки изоляции; роликовые и рычажные ножницы для резки электрокартона и других изоляционных материалов и для заготовки пазовой изоляции; приспособления для изготовления гильз и изолирования стержней; шаблоны и приспособления для рихтовки; намоточные станки для намотки катушек, электродвигателей, трансформаторов, пускателей, контакторов и др.; прессы и обкаточные станки для опрессовки гильз, роторных стержней и горячей обкатки роторных и статорных стержней.
На участке восстановления обмоток роторов и статоров имеются постаменты для статоров крупных машин, поворотные столы для статоров небольших машин, козлы для установки роторов, приспособления для пайки и сварки проводов и станок для наложения бандажей роторов.
В пропиточно-сушильном отделении расположены стальные баки для пропитки обмоток электрических машин, установка для пропитки и сушки обмоток в вакууме и под давлением, а также сушильные камеры и шкафы. Для ремонта обмоток в цехе предусмотрены универсальные ступенчатые шаблоны, оправка-шаблон, наборы инструментов обмотчиков, поворотные столы, приспособления для поворота статора, сушильная печь и др.
Машину, обмотка которой подлежит ремонту, разбирают и обдувают сжатым воздухом под давлением. Загрязненные обмотки (при наличии на них слоя грязи с маслом) протирают тряпками или мягкой кистью, смоченной в бензине (или уайт-спирите).
Сильно загрязненные обмотки, которые трудно очистить бензином, промывают в баке струей горячей воды температурой 70 — 80 ° под давлением.

Неисправности обмоток электрических машин

Основные неисправности обмоток электрических машин, которые встречаются в ремонтной практике, следующие: понижение сопротивления изоляции; пробой изоляции на корпус, между витками и между фазами; распайка соединений проводников; обрыв; механическое разрушение; неправильные соединения секций (катушек) и др.
Сопротивление изоляции на корпус определяется мегомметром. При наличии клеммника, сопротивление измеряют до и после отсоединения выводных концов статора от зажимов. Тем самым проверяют исправность изоляции зажимов. Если мегомметр показывает нулевое сопротивление, то имеет место пробой изоляции на корпус. Для нахождения места повреждения обмотку разъединяют на отдельные фазы, а каждую фазу — на отдельные участки и мегомметром или на «лампочку» устанавливают поврежденный участок. Для дальнейшего уточнения места заземления можно прибегнуть к прожиганию изоляции значительным током до появления дыма, показывающего место повреждения.
Для суждения о состоянии изоляции двигателя проверяют состояние не только самой обмотки, но и эластичность и тепловой износ подбандажной изоляции.
В двигателях, поступивших для ремонта, но не выдержавших испытаний до разборки и имеющих неудовлетворительное состояние изоляции производят замену (перемотку) обмоток. При этом для двигателей, работающих в условиях высокой температуры и тяжелых режимах, целесообразно взамен изоляции класса А применять теплостойкую изоляцию, в частности кремнийорганическую, а для двигателей, работающих в сырых помещениях, пропитывать обмотку лаком или битумами и покрывать влагостойкой изоляцией.
При ремонте обмоток стремятся улучшить заводские электрические и технические характеристики электрических машин старых конструкций, а также повысить надежность их работы. Для этого применяют новые электроизоляционные материалы, влаго- и теплостойкие лаки, обмоточные провода с тонкой и механически прочной изоляцией и т.д. Большое влияние на качество обмоток оказывает совершенствование технологии их выполнения.
Технологический процесс изготовления новой обмотки при ремонте машин состоит из следующих основных этапов: заготовки пазовой и междуфазной изоляции и изолирования пазов; намотки катушек статоров и укладки их в пазы со сборкой схемы.
При перемотке обмоток электрических машин необходимо точно соблюдать параметры старой обмотки: вид обмотки, класс, изоляции, марку и диаметр обмоточного провода, толщину пазовой изоляции, количество проводников в пазу и параллельных проводов в витке, шаг по пазам, среднюю длину витка, соединение фаз и т.д. Эти данные приводятся в соответствующих каталогах и справочниках. При их отсутствии необходимо произвести расчеты и составить схему параметров обмоток.

Источник