Ремонт якоря електродвигуна своїми руками. Фото, відео

У побутовому обладнанні використовуються електродвигуни різних типів, в залежності від умов роботи, призначення і функціональності електроприладу. Наприклад, для електрообладнання зі стабільним режимом роботи більше підходять асинхронні двигуни, а для електродрилів, пральних машин, кухонних комбайнів та т. П. Потрібно застосування колекторних електродвигунів, так як потрібно часта зміна швидкості обертання валу.

Вихід з ладу колекторного двигуна робить електроприлад повністю непридатним для експлуатації, а дорогі послуги ремонтних майстерень змушують власників зіпсованого побутового обладнання приймати рішення про придбання нового товару. Але при наявності деяких навичок і в умовах обмеженого бюджету багато домашні майстри замислюються про доцільність ремонту електродвигунів своїми руками.

Розібраний колекторний електродвигун

Перевірка ланцюгів харчування

При ремонті вийшов з ладу електрообладнання іноді до ремонту колекторного двигуна справа не доходить – виявляється, що несправна розетка подовжувача, перебитий шнур живлення, відкрутилася клема підключення, або заїло вимикач. слід перевірити наявність напруги на вузлах мережі живлення колекторного електродвигуна на 220В, починаючи від штекера, закінчуючи контактної колодкою підключення.

Продзвонити кабель живлення і кнопку включення

Оскільки у колекторних електродвигунів зіставлення електромагнітних полів відбувається через постійне перемикання роторних обмоток (колекторні щітки), то механічна причина втрати електричного контакту в колекторі є найбільш поширеною. Принцип дії колекторних двигунів описаний в попередній статті, а нижче буде дано кілька порад по ремонту та заміни контактів ротора (якоря).

Ротор (якір) колекторного електродвигуна

У різних автономних електроінструментах, кухонних електроприладах і в дитячих іграшках часто використовується колекторний двигун постійного струму. Харчування даних електродвигунів здійснюється постійною напругою, що надходять від акумуляторів, випрямлячів, або керуючих контролерів. Не завжди наявність напруги вказує на працездатність джерела живлення (акумулятор може бути посаджений), тому слід також перевіряти струм колектора і всього ланцюга при включенні колекторного електродвигуна.

Малопотужний колекторний двигун постійного струму з контролером управління

Якщо електропривод обладнання перестав обертатися, в першу чергу слід перевіряти надходження напруги на вхідні контакти колекторного двигуна при його включенні.

Коротко про пристрій колекторних електродвигунів

У колекторних електродвигунах магнітні поля статора і ротора взаємодіють під кутом, максимально вигідним для додання валу моменту обертання. Датчиком кута повороту (положення ротора) і одночасно системою перемикання є колекторні щітки на роторі. Система котушок з магнитопроводами, що створює результуюче електромагнітне поле для додання моменту називається якорем.

Принцип дії колекторного електромотора на прикладі двигуна постійного струму

У більшості колекторних електродвигунів якорем є ротор, електромагнітне поле якого «чіпляється» за магнітні поля магнітів або статорних обмоток збудження. Тому під словом «якір» часто розуміють ротор колекторного двигуна, так як перемикання обмоток статора є більш складним і менш ефективним.

Якір (ротор) електродвигуна

Колекторні електродвигуни постійного струму з магнітами використовуються в основному в дитячих іграшках і в електроприводних пристроях автомобілів. Для створення потужного магнітного поля і більш сильного крутного моменту застосовують котушки збудження, які підключаються декількома способами:

  • Послідовне з’єднання (струм колектора і котушок збудження дорівнює). Перевагою є великий максимальний момент, який, втім, може стати недоліком на холостому ходу, розкручуючи вал колекторного електродвигуна до критично високих обертів;
  • Паралельне з’єднання. Перевагою є хороша стабільність обертів ротора колекторного двигуна при зміні навантаження на валу, але максимальний момент менше, в порівнянні з послідовним збудженням;
  • Змішане збудження, при якому одна частина обмоток ротора і статора підключається послідовно, а інша – паралельно. Найпопулярніший приклад застосування змішаного збудження в колекторних електродвигунах – автомобільний стартер;
  • Незалежне збудження, при якому струм колектора ротора і статора регулюється окремо. Застосовується в потужних колекторних електродвигунах на електровозах.

Схеми підключення котушок збудження в двигуні постійного струму

Залишаючи осторонь теорію, слід зауважити, що колекторні електродвигуни постійного струму з послідовним збудженням можуть також працювати від змінної напруги, по суті, будучи універсальними. Дані двигуни мають додатковий висновок для підключення змінної напруги і знайшли широке застосування в різних електроінструментах, завдяки «гнучким» характеристикам зміни швидкості обертів і моменту обертання.

Схема підключення котушок збудження і позначення універсального колекторного двигуна

Перевірка котушок збудження

Виходячи з пристрою колекторного електродвигуна, пошук несправностей можна умовно розділити на перевірку котушок збудження (або постійних магнітів) і обмоток ротора. При ремонті двигунів постійного струму з магнітами слід звертати на них увагу в пошуках тріщин, так як вони погіршують напруженість магнітного поля, що знижує загальні характеристики електродвигуна.

Розріз колекторного двигуна з постійними магнітами

Перевірку котушок збудження виробляють омметром, перевіряючи їх провідність, а також мегомметром, виключаючи пробою на корпус. Оскільки межвитковое замикання в витках котушки збудження виявити вкрай важко, користуючись тільки мультиметром, то використовують непрямі методи, перевіряючи колір проводів обмоток на наявність слідів перегріву або видимих ​​пошкоджень. Знаючи точний опір котушок збудження з паспорта електродвигуна, можна зіставити дані з результатами вимірювань омметром.

Статорні котушки збудження

Оскільки межвитковое замикання в витках котушок збудження є рідкісною несправністю, то обмежуються лише перевіркою даних обмоток, переносячи увагу на перевірку і ремонт якоря електродвигуна. Якір колекторного двигуна можна умовно розділити на кілька частин:

  • Обмотки ротора з магнитопроводами;
  • Колектор, що складається з щіток і контактних пластин (ламелі);
  • Вал з підшипниками.

Пристрій якоря електродвигуна

Огляд механіки колекторного двигуна

При ремонті будь-якого електродвигуна слід перевіряти вільний хід валу, який залежить від зношування підшипників. Тривале інерційне обертання ротора, відсутність скреготу, скрипів, радіального і осьового биття вала вказує на хорошу якість підшипників при пошуку причини надмірного нагріву колекторного електродвигуна. Переконавшись у справності механіки, можна перевіряти електричну складову електродвигуна.

Часто буває, що поломка в механіці електродвигуна або всього електрообладнання є причиною несправності в електротехнічної частини двигуна

Наприклад, частини розлетівся всередині електромотора підшипника або потрапляння осколків від інших механізмів можуть пошкодити роторні та статорні обмотки колекторного двигуна. Тому розбираючи електроприлад або електроінструмент, завжди слід звертати увагу на справність інших механізмів, адже колекторних електродвигун всередині корпусу відкритий і незахищений від попадання дрібних предметів, здатних його пошкодити.

У багатьох електроінструментах двигун не захищений від влучень дрібних предметів

Профілактика та ремонт щіток

У колекторних електродвигунах контактні щітки видають шум при нормальній роботі, тому при ручному тестуванні вільного ходу вала двигуна необхідно вміти розрізняти характер видаваних щітками звуків. Характерні клацання і шурхіт повинні бути рівномірними, без хаотичного скреготу і заклинювання. Дуже часто причиною втрати електричного контакту є механічне заклинювання контактних щіток колектора.

Деякі вузли колекторного двигуна

Колекторна щітка складається з тримача, графітового контактора і притискної пружини. Іноді пружина слабшає, і її потрібно трохи розтягнути для більшої притискної сили. Через стирання графіту утворюється дрібна крихта, яка разом з пилом і вологою забруднює зазор між графітовим контактором і власником. В даному просторі утворюються нашарування, які висихають і тверднуть від нагрівання щіток, тим самим фіксуючи їх.

Пристрій колекторний щіток

Дане заклинювання щіток через затверділої бруду в тримачі часто є причиною неможливості запуску раніше справно працював колекторного електродвигуна. Поки що працює двигун видає вібрацію, притискна пружина може долати опору нашарувань, і контакт з ламелями колектора зберігається. Але після виключення скупчилася бруд застигає, щітка фіксується і зменшується через охолодження, утворюючи зазор, що розриває контакт з ламелями.

Ламелі колектора якоря електродвигуна

Перевірити притискну силу щітки можна піддягши графіт ножем або дрібної викруткою – контактор повинен вільно рухатися в тримачі, пружно відскакуючи, вдаряючись в ламелі. В іншому випадку щітку і утримувач можна почистити, промити в розчиннику, або трохи спиляти межі графітового контактора для більшого зазору. Якщо вироблення щітки майже дійшла до порога ресурсу, то її краще замінити на нову. При неможливості знайти ідентичну заміну щітки, підбирають найбільш близький варіант і спилюють грані графітового контактора до потрібних розмірів.

Нові щітки потрібно обточити напилком для додання потрібного розміру

Ремонт і профілактика колектора

Колектор двигуна складається з контактних пластин – ламелей підключених до висновків якірних обмоток. Великий робочий струм колектора, і освіту через електромагнітної індукції реактивної ЕРС перемикаються обмоток, призводить до підвищеного іскріння при контакті щіток і ламелей. Сильне іскріння призводить до вигоряння ламелей, через що вони покриваються порами і кавернами. Погіршення якості поверхні ламелей призводить до ще більшого іскроутворення і прискорює їх знос в лавиноподібний прогресії.

забруднення колектора

Первинною причиною зносу колектора є забруднення ламелей графітової крихтою від стираються щіток. Зазори між ламелями призначені для їх ізоляції, але потрапляє в проміжки графітова пил є провідником струму, що погіршує характеристики колекторного електродвигуна і призводить до утворення так званої кругової іскри. Якщо в процесі роботи електродвигуна іскра як би тягнеться від щіток по колу колектора, то його ламелі забруднені, і їх потрібно почистити.

Кругова іскра в колекторі

Чистку ламелей колектора виробляють ластиком, губкою, або дрібним наждачним папером, прочищаючи зазори шилом. Якщо забруднення сильне, можна скористатися напилком, але потрібно бути обережним, щоб не спотворити геометрію окружності колектора нерівномірним спилювання. Ще однією причиною забруднення колектора є корозія матеріалу ламелі з утворенням шарів окису, які також потрібно очистити.

Очищення колектора губкою

Якщо після очищення ламелей виявлені глибокі каверни від корозії або іскріння, то ремонт колектора роблять за допомогою нанесення міді на пластини зварюванням або гальванічним методом для закладення вад. Оскільки напилком дуже важко надати правильну форму колектора, виробляють його обточування на токарному верстаті. У деяких випадках, якщо є можливість придбати новий колектор, виробляють його заміну, але в цьому випадку має бути кропітка робота по приєднанню численних висновків якірної обмотки.

Проточка колектора на токарному верстаті

Перевірка і перемотування обмоток

Якщо котушки збудження, щітки і ламелі колектора в задовільному стані, потрібно перевірити цілісність обмоток ротора. Спочатку проводять візуальний огляд обмоток і висновків, приєднаних до контактних пластин колектора.

Почорніння проводів обмоток відразу вкаже на необхідність перемотування або заміни якоря. Якщо на вигляд обмотки в задовільному стані, то потрібно перевірити цілісність висновків, які на заводі заливаються клеєм, епоксидною смолою, або покриваються спеціальним ізоляційним матеріалом.

Уважно оглянути колектор і з’єднання висновків обмоток

При неможливості візуальної перевірки цілісності з’єднань висновків обмоток, можна прикласти щупи мультиметра до двох сусідніх ламелей і запам’ятати опір, повторивши цю процедуру по колу. Якщо на якомусь етапі вимірювання покажуть сильне відхилення, то можливий обрив в обмотці якоря або межвитковое замикання.

Від потужності електродвигуна, а також типу обмотки якоря (хвильової або петлевий) залежить виміряний опір, тому потрібно вивчати схему з’єднання якірних обмоток конкретного електродвигуна для більш точної перевірки. Існують спеціальні прилади для пошуку межвиткового замикання в якорях.

Дросель для перевірки якоря – при наявності межвиткового замикання пластина буде деренчати

Котушки збудження влаштовані простіше, тому їх перемотати легше. Обмотки якоря укладаються в зовнішні пази муздрамтеатру ротора і підключаються за складною схемою в залежності від типу двигуна. Заміну статорних і роторних обмоток (перемотування) виробляють в майстернях на спеціальному обладнанні – обмотувальних верстатах.

Самостійна перемотування якоря невеликого колекторного двигуна в домашніх умовах можлива вручну при наявності точних параметрів обмоток, ідентичного обмотувального дроту, схеми підключення, а також часу і старанності.

Ссылка на основную публикацию