Как сделать коллектор электродвигателя

Обновлено: 07.07.2024

Статор – это неотъемлемый узел электрической машины, сохраняющий неподвижное состояние во время работы двигателя. Ротор – вращающаяся часть электрического мотора, передающая механическую энергию на выходной вал. Другое название ротора – якорь.

Синхронный или коллекторный двигатель

Электрический ток на ламели коллектора передается графитовыми щетками. Такой электродвигатель будет работать, как в сети постоянного, так и переменного тока. Пульсирующее магнитное поле, создаваемое обмотками статора, будет взаимодействовать с пульсирующим магнитным полем, генерируемым обмотками якоря. Ротор станет вращаться. Подобные электродвигатели широко применяются в различных бытовых и промышленных приборах: электродрелях, пылесосах, силовых приводах станков, электротранспорте.

Интересно. Двигатели такого типа имеют еще одно название – синхронные. Это означает, что скорость вращения ротора равна скорости вращения электромагнитного поля, возникающего в двигателе.

Асинхронные двигатели

Подавляющее количество электромоторов, применяющихся и в промышленности, и в быту, – это асинхронные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами. Такие двигатели применяются в трехфазных и однофазных сетях переменного тока.

Асинхронный двигатель

Статорная конструкция собирается из большого количества стальных пластин и расположена в корпусе основания, отлитом из немагнитных металлов: чугуна или алюминия.

Наборный статор двигателя

Ниже представлен вид асинхронного электродвигателя в разрезе. Хорошо видно, что такое наборный статор.

Разрез асинхронного двигателя

Варианты подключения трехфазного двигателя

Коммутация схемы производится в клеммной коробке двигателя, называемой борн или брно.

Величина этой разности называется скольжением и может составлять от 2 до 8 %. Из-за наличия скольжения двигатели подобной конструкции получили название – асинхронные. Эффект скольжения физически необходим для работы асинхронного двигателя – не будет отставания вращения ротора от магнитного поля статора, не будет индуцироваться ток в стержнях ротора, исчезнет магнитное поле в якоре, приводящее во вращение ротор.

Материал для статоров

Статорные и роторные узлы набираются из изолированных пластин электротехнической стали толщиной от 0,2 до 0,5 мм. В такой стали присутствует повышенное количество кремния (3-4,5 %). В результате сплав получает повышенное электрическое сопротивление и улучшенные магнитные характеристики. Малая толщина пластин и высокое удельное сопротивление существенно снижают паразитные вихревые токи Фуко в статоре и роторе. Это позволяет уменьшить нагрев узлов и деталей электродвигателя, повысить его электрический КПД.

Ремонт коллектора электродвигателя

Рис. 1. Продороживание изоляции коллектора В качестве межпластинной изоляции применяют листовой твердый миканит КФ требуемой толщины. В коллекторных пластинах до начала сборки фрезеруют прорези, размеры которых на 0,25 — 0,3 мм превышают размер провода обмотки (если провода обмотки впаивают непосредственно в коллекторные пластины). В машинах, у которых провода обмотки соединены с коллекторными пластинами через петушки, прорези профрезированы для установки в них петушков. Заготовленные пластины и миканитовую изоляцию собирают вручную на круглой плите, применяя стальное прессующее кольцо. Пластины устанавливают вертикально на плите и вставляют между ними куски изоляции. Затем проверяют горизонтальность поверхности пластин и верхнего нажимного конуса относительно сборочной плиты. Коллектор нагревают в печи и прессуют, подтягивая под прессом гайку. После этого с помощью пресса с коллектора снимают прессовочное кольцо. Затем производят динамическую формовку коллектора, которая заключается в его разгоне с максимальной частотой вращения и одновременном нагреве до 120 °С. Для формовки коллектор надевают на оправку специальной разгонной установки, снабженной нагревательными элементами. После сборки протачивают наружную поверхность коллектора с припуском на окончательную его обработку на якоре и фрезеруют в коллекторных пластинах прорези для вкладывания проводников обмотки якоря.

Ремонт валов электродвигателей и электрических машин

Ремонт сердечников статора и ротора

Сборка электродвигателей и установка подшипников скольжения

Технология перемотки статора

Как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220в

Индикаторами нештатной работы электромотора являются:

В таком случае следует провести диагностику неисправности статора. Необходимо определить, как проверить статор на межвитковое замыкание мультиметром. Величина сопротивления обмоток указана в справочной литературе на конкретный двигатель. Проверив мультиметром сопротивление каждой из обмоток, можно определить дефектную. После чего необходимо перемотать одну или все обмотки статора.

Основные операции:

Удаление из пазов статора старых обмоток;
Очищение пазов от остатков старой электро,- и термоизоляции;
Установка новой изоляции в пазах статора;
Укладка новых обмоток;
Пропитка обмоток диэлектрическим лаком и его сушка;
Проверка электрических параметров новых обмоток статора.

При правильно проведенном ремонте электромотор восстановит свои первоначальные характеристики.

Проверка якоря коллекторного двигателя

Осциллограф — понятие и конструкция прибора

У якоря коллекторного электродвигателя надо проверять два основных типа неисправностей:

На заметку. К механическим неисправностям, как правило, относится выработка ресурса подшипников. Появляются сильный шум при работе двигателя, нагрев подшипников, продольный и радиальный люфт якоря.

Электрические неисправности включают в себя:

Обрыв провода в обмотке;
Межвитковое замыкание;
Пробой обмотки на корпус якоря и самого мотора;
Износ контактных ламелей коллектора.

Следует рассмотреть, как проверить якорь на межвитковое замыкание. Сделать это удобно с помощью цифрового мультиметра либо, при его отсутствии, стрелочным тестером.

Проверка коллекторного электродвигателя мультиметром

Допустим, визуальный осмотр не дал результатов – на первый взгляд все узлы целы, обрывы не обнаружены, запах горелого отсутствует. В этом случае проведите проверку прибора и его элементов с помощью специального прибора – мультиметра. Процесс состоит из нескольких этапов:

Установите на приборе режим измерения сопротивления до 200 Ом.

Прозвоните попарные выводы обмоток статора на ламели. Значения сопротивления должны быть одинаковыми.
Проверьте корпус якоря и ламели. В идеале значение сопротивления стремится к бесконечности.
Прозвоните выводы обмоток. Если сопротивление отсутствует в одном или нескольких контурах, двигатель неисправен.
Проверьте цепь между корпусом статора и выводами обмотки. При наличии пробоя на корпусе эксплуатация агрегата невозможна.
Прозвоните ротор, расположив щупы тестера на коллекторе на максимальном удалении друг от друга. Когда мультиметр покажет значение, слегка проверните ротор до момента соединения щупов со следующей обмоткой. Таким образом проверьте все обмотки. Если значение сопротивления в каждом контуре одинаково или отличается очень незначительно, узел исправен.

Ремонт электродвигателей

Проведение ремонта электродвигателей, такого, как перемотка статора или ротора, – операция ответственная и кропотливая. Необходимы определенные знания и навыки работы, опыт. Проще всего производится устранение механических неисправностей, обычно это замена подшипников и восстановление геометрии коллектора либо его полная замена. Также бывает необходимо поменять стесанные графитовые щетки, подающие ток на обмотки якоря.

При ремонте электрической части двигателя потребуются специальные материалы, обмоточный провод нужной марки, специальные инструменты и оснастка. Если речь идет о ремонте ограниченного количества электродвигателей, то лучше обратиться в специализированное ремонтное предприятие. Это целесообразно, как с точки зрения качества ремонта, так и экономики.

Для проведения ремонтных работ в больших количествах необходимо создать профильный участок ремонта, подобрать персонал, содержать определенное количество оборудования, материалов и комплектующих, иметь справочную литературу.

Теплоизоляция статора

Электродвигатель при работе подвержен достаточно сильному нагреву – до 100-145 0С. Для сохранения работоспособности, защиты деталей и узлов от перегрева на валу двигателя имеется крыльчатка вентилятора, производящая обдув ротора и статора. Кроме того, для защиты обмоток статора применяются различные термоизолирующие материалы, такие как:

Прокладки на базе компонентов из слюды и специальных картонов;
Термоизолирующие материалы из стеклоткани;
Термостойкие пропиточные лаки.

Правильное технологическое применение таких теплоизоляционных компонентов обеспечивает долгую надежную и бесперебойную работу электродвигателей.

Защита статора тепловым реле

В процессе эксплуатации электродвигатель может потреблять повышенный ток из сети и испытывать сильный нагрев. Причины могут быть разные, например, слишком большая нагрузка на валу, частые включения и выключения мотора, повышенная температура окружающей среды. Такие нештатные режимы работы могут привести к перегреву статорных обмоток и выходу их из строя. Для предотвращения повреждения электродвигателя в статорной системе устанавливается один или два биметаллических тепловых реле – это термовыключатели, называемые кликсонами.

При повышении температуры статора выше положенного значения происходит размыкание биметаллического контакта кликсона. Термовыключатель размыкает цепь питания катушки управления силовым контактором, который подает напряжение на электромотор. Контактор отключает электромотор от силовой электросети. Дальнейшее включение контактора и, следовательно, электродвигателя возможно лишь после охлаждения обмоток статора и замыкания биметаллической пары термовыключателя.

Причины неисправности

Коллектор представляет собой медный барабан, распределенный на секции-ламели. К каждой из ламелей подводится конец предыдущей и начало следующей обмотки, а принцип действия агрегата основан на смене направления поля обмотки. При этом причинами неисправности коллектора могут являться:

Шероховатость или изношенность поверхности коллектора. Она возникает в процессе эксплуатации двигателя, как результат попадания в устройство пылинок, появление нагара или окиси. Убирается данная проблема путем шлифования поверхности ламелей.
Желобки. Они являются результатом контакта щеток и убираются проточкой коллектора на специальном станке.
Выступание изоляции. Это технический момент, связанный с истиранием медных пластин и выступанием миканита. Устранить проблему позволяет продораживание коллектора.
Биение. Биение коллектора связано с нарушением работы подшипников, либо с неравномерным выступанием медных пластин. Устранить неисправность позволяет проточка или замена подшипников в зависимости от выявленной причины.

Двигатели, применяемые в промышленности

В промышленности успешно применяются оба типа двигателей: и асинхронные с короткозамкнутым ротором, и синхронные коллекторные.

Первый тип устройств имеет важные достоинства:

Низкая цена;
Надежность и долговечность;
Простота эксплуатации.

Имеются и минусы:

Невозможность плавного регулирования оборотов якоря;
Невысокая скорость вращения – предел 3000 об./мин. в сетях с частотой 50Гц;
Большие пусковые токи.

Однако достоинства этих изделий многократно превосходят их недостатки.

К сведению. Асинхронные двигатели применяются в тех устройствах, где требуются постоянные режимы работы промышленного или транспортного оборудования. Например, в приводах всевозможных насосов, ленточных транспортеров, в системах вентиляции, в подъемных механизмах. Ниша асинхронных электрических машин занимает 65-75 % от общего объема применяемых электромоторов.

Синхронные, коллекторные двигатели имеют свои достоинства:

Возможность плавного бесступенчатого изменения скорости вращения;
Большая мощность;
Большая скорость вращения.

Недостатки, присущие коллекторным электромоторам:

Относительно высокая стоимость;
Скользящие контакты коллектора якоря, снижающие надежность эксплуатации и уменьшающие ресурс машины;
Необходимость частого обслуживания.

Они применяются там, где необходимо плавное изменение угловых скоростей: это приводы станков, тяговые моторы электротранспорта, точные системы монтажа.

Оба типа двигателей находят массовое применение в промышленности и быту. Для их длительной и безотказной работы необходимо проведение регламентных работ, при необходимости и восстановительного ремонта, включающего перемотку обмоток статора и ротора.

Проверка и ремонт коллекторного электродвигателя

В домашнем хозяйстве практически все электродвигатели коллекторные- это синхронные устройства. Как они устроены и работают читайте в нашей предыдущей статье.

Коллекторные электродвигатели стоят в стиральных машинах (но не во всех моделях), пылесосах, электроинструменте, детских игрушках и т. д. Главной отличительно их особенностью является наличие неподвижных обмоток статора и обмоток на валу (якорь), на которые подается напряжение при помощи коллектора и графитных щеток.

Если у Вас сломался или барахлит мотор в электроинструменте и других устройствах, то не спешите его выкидывать, потому что в большинстве случаев его можно быстро и недорого отремонтировать своими руками. Как определить и устранить неисправность Вы узнаете далее из этой статьи.

Перед тем как начать искать причину в электродвигателях, сначала проверьте исправность шнура питания, кнопок включения и при наличии пуск-регулировочных устройств.

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.

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.

Теперь проверьте обмотку тестером и индикатором короткого замыкания. Приступайте к пропитке.

Инструкция по пропитке (с учётом регулятора числа оборотов)

Убедившись в отсутствии проблем, отправьте якорь в электродуховку на прогрев для лучшего протекания эпоксидной смолы.
После прогрева поставьте якорь на стол под наклоном для лучшего растекания по проводам. Капните смолой на лобовую часть и медленно крутите якорь. Капайте до появления клея на противоположной лобовой части.

Пропитка под наклоном

Расположите якорь горизонтально и капайте на обе лобовые части. Крутите якорь до потери текучести.
Оставьте в вертикальном положении до полной полимеризации.

Сушка якоря на воздухе до полимеризации

В конце процесса слегка проточите коллектор. Балансируйте якорь при помощи динамической балансировки и болгарки. Теперь проточите окончательно на подшипнике. Необходимо прочистить пазы между ламелями и отполируйте коллектор. Сделайте окончательную проверку на обрывы и замыкания.

Особенность обмотки для болгарок с регулируемым числом оборотов в том, что ротор намотан с запасом мощности. Плотность тока влияет на число оборотов. Сечение провода завышено, а количество витков занижено.

Замена коллектора электродвигателя своими силами

Совместительство при вредных условиях труда в здравоохранении

Из материнского капитала можно снять 25000 в 2020 году

Продадут ли 20 летнему парню в расрочку телефон

Порядок заготовки валежника

Можно ли за другого человека оформить получение прав на госуслугах

Код в расчетке 382

Если да то почистите.

Наличие характерного запаха горения изоляции проводов.

Если обнаружено визуально повреждение обмотки стартера или якоря, то их потребуется заменить на новые или сдать в перемотку.
Но не всегда визуально возможно определить повреждение обмоток, поэтому следует воспользоваться мультиметром для этих целей.

Как прозвонить электродвигатель мультиметром

Включите мультиметр в режим прозвонки или омметра с пределом измерения 50-100 Ом. Как это сделать читаем а этой инструкции.

Прозвоните попарные выводы обмоток на ламели коллектора. Все значения сопротивления должны быть равны.
Затем проверьте сопротивление между ламелями и корпусом якоря, как показано на правой картинке.

Оно должно быть бесконечным.

Иногда возникает межвитковое замыкание в обмотке, тогда определить его возможно только при помощи специального устройства- прибора проверки якорей.

Виды электрических моторов

К категории электродвигателей относится большое количество разных приборов, переводящих энергию электричества в механическую. Все они обладают определёнными особенностями и характеристиками, в соответствии с которыми их объединяют в отдельные виды.

Двигатели постоянного тока применяются для создания регулируемых приводов, характеризующихся высокой равномерностью вращения и перегрузочной способностью. Ими оснащаются полимерные установки, буровые станки, вспомогательные элементы экскаваторов, красильно-отделочное и подъёмно-транспортное оборудование.

К подвиду устройств, работающих за счёт постоянного тока, относятся серводвигатели, использующие отрицательную обратную связь. Они очень мощные и способны набирать высокую скорость вращения вала, регулируемую за счёт программного обеспечения.

Более распространёнными являются моторы переменного тока, нашедшие применение как в промышленной, так и в бытовой сфере. Большинство домашней техники (стиральных машин, кухонных вытяжек, холодильников и пр.) функционирует благодаря таким двигателям. Не обходятся без них и крупные промышленные приборы — компрессоры, лебёдки, вентиляторы, насосы. Столь широкий спектр эксплуатации обусловлен надёжностью конструкции, простотой использования и экономической выгодой производства моторов.

Ещё одна распространённая разновидность электрических двигателей — шаровые. Получаемая в них механическая энергия носит дискретный характер. Они отличаются компактными размерами и высокой продуктивностью, поэтому хорошо подходят для электроники и оргтехники.

Особенностью агрегатов линейного типа является прямолинейное движение статора и ротора относительно друг друга. Их использование гарантирует механизмам экономичность и надёжность. Эти качества обеспечиваются благодаря практически полному исключению механической передачи.

Синхронные моторы отличаются постоянной скоростью работы, поэтому используются в вентиляторах, компрессорах и насосах. Частота вращения ротора и магнитного поля в них одинакова.

Двигатели, в которых эти величины различаются, называются асинхронными. При одинаковом устройстве статора они могут иметь различные обмотки и фазные либо короткозамкнутые роторы.

Замена коллектора электродвигателя своими руками

Прибор ПУНС-5 с контролируемым якорем

Прибор предназначен для:

обнаружения обрывов и определения сопротивления обмоток якоря;
обнаружения межвиткового замыкания в обмотках якоря;
определения целостности обмоток статора;
обнаружения межвиткового замыкания в обмотках статора;
определения сопротивления изоляции обмоток якоря (статора) при напряжении 500 В (функция мегаомметра);
определения шага и угла укладки обмоток якоря.

Технические характеристики прибора ПУНС-5

Типоразмеры проверяемых якорей:

максимальный диаметр — 60 мм;
длина (вместе с валом) — 100. 250 мм;
мощность — 100. 2500 Вт.

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.

Для якорей мощных электродвигателей, у которых сопротивление обмоток составляет десятые доли Ом, эта погрешность может быть существенной. Для устранения погрешности переходного сопротивления используется 4-проводная схема измерения, показанная на рис. 46. При такой схеме измерения величина переходного сопротивления Rn практически не влияет на выходное напряжение U, которое в этом случае пропорционально измеряемому сопротивлению Rэ: U = lo*R3 (при условии R1=R2Rэ)

Сравнивая показания цифрового вольтметра различных секций обмоток якоря, можно судить о переходном сопротивлении между выводами секции и пластинами коллектора, то есть о качестве обжима или термоусадки (сварки) проводов в ламелях коллектора.

Обнаружение межвиткового замыкания в обмотках якоря

Для обнаружения межвиткового замыкания в обмотках якоря последний помещают в переменное электромагнитное поле, создаваемое с помощью внешней статорной катушки.

Настаторную катушку поступает переменное напряжение с генератора (рис. 5). С противоположной стороны от статорной катушки вблизи пазов якоря размещают датчик электромагнитного поля BS. При отсутствии межвиткового замыкания в обмотках наводится напряжение, но из-за симметричного расположения обмоток ток в обмотках отсутствует.

Вследствие этого суммарное электромагнитное поле, воздействующее на датчик BS, очень незначительно.

Нарезать определённое количество гильз и вставить в пазы очищенного якоря.

Количество фаз

Одним из важных свойств переменного тока является способность образовывать переменное магнитное поле и индуцировать ток. Благодаря этому были созданы двигатели переменного тока. Роль ротора в таком устройстве выполняет металлический цилиндр с пазами. Под углом к оси вращения в них зафиксированы проводящие ток жилы, объединённые кольцами на торцах цилиндра. В роторе возникает противоток и магнитное поле, отталкивающее его от статора.

Важным элементом электрических моторов переменного тока является обмотка статора. В зависимости от количества таких обмоток электродвигатели бывают:

Однофазными. Вектор отталкивающей силы в них проходит через ось вращения, поэтому они не могут запускаться самостоятельно. Чтобы двигатель запустился, нужно обеспечить стартовый толчок или включить отдельную пусковую обмотку, которая создаст дополнительный момент силы, способный сместить суммарный вектор относительно оси якоря.
Двухфазными. Содержат две обмотки, располагающиеся под определённым углом, равным углу смещения фаз. Благодаря этому спад напряжённости одной обмотки и нарастание в другой происходит синхронно. Двухфазный механизм запускается самостоятельно, используется в однофазных электросетях. Вторая фаза подключается через фазовращающий элемент, роль которого выполняет конденсатор.
Трёхфазными. Они считаются самыми совершенными, поскольку в них легко осуществляется изменение очерёдности включения фазных обмоток, способствующее изменению направления движения магнитного поля и ротора. Такое явление называется реверсом электродвигателя.

Коллекторные устройства переменного тока подходят для тех случаев, когда необходимо получить высокочастотные вращения. Такие моторы отличаются низким пусковым током, поэтому при их запуске сеть не получает большой нагрузки. Обороты в них легко управляемы, пусковой крутящий момент зависит не от оборотов, а от тока.

Для обеспечения этих свойств синхронный двигатель требуется оснастить ротором с наборным сердечником, несколькими обмотками и коллектором со сложной балансировкой. Использование таких деталей существенно повышает стоимость готового изделия.

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:

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

Замена якоря начинается с разборки болгарки.

Ремонт коллектора электродвигателя Капитальный ремонт с разборкой коллекторов производят в случаях: замыкания между смежными коллекторными пластинами; замыкания между коллекторными пластинами и втулками; замены поврежденных коллекторных пластин; полной замены изношенных пластин.

В первых трех случаях иногда удается устранить неисправность, не снимая коллектор с вала и не отпаивая все коллекторные пластины от обмотки якоря. Для сохранения в процессе ремонта правильной цилиндрической формы коллектора его стягивают по наружной поверхности хомутом, затем отворачивают гайку, сдвигают нажимной конус и осматривают внутреннюю поверхность коллектора.

Замыкание между пластинами чаще всего происходит вследствие попадания металлической стружки или капли припоя внутрь коллектора. Замыкание между пластинами и втулкой обычно происходит в углах миканитовой манжеты.

Повышенное биение коллектора на валу якоря может быть вызвано следующими причинами:

большим люфтом подшипника или разбитым посадочным местом подшипника;
износом резиновой амортизационной втулки заднего подшипника;
плохой балансировкой самого якоря. В этом случае даже при исправных подшипниках и амортизационной втулке при включении машины ощущается повышенная вибрация и замечается повышенный шум от вращения якоря. Подобный дефект устраняется балансировкой якоря на специальном балансировочном станке;
неравномерным износом коллектора или недостаточно точным изготовлением коллектора.
Обнаружить повышенное биение коллектора можно с помощью микрометра, имеющего подпружиненную измерительную штангу. Измеренное таким образом биение коллектора не должно превышать 5 мкм. В противном случае поверхность коллектора нужно обработать в токарном приспособлении, в специальных призмах или другом приспособлении, дающем необходимую точность установки.

Коллекторы якорей высокооборотных электродвигателей должны тщательно проверяться на величину биения.

Плохой прижим щеток к коллектору возможен при износе щеток, ослаблении упругости пружины в щеткодержателе, а также при люфте или заедании щетки в щеткодержателе.

Несоответствие между типом коллектора и материалом используемых щеток. Имеется четыре группы разновидностей щеток [2], различающихся типом материала и предназначенных для соответствующих видов коллекторов.

Возможно, этому поспособствовала трещина в корпусе, которую можно заметить только при нагрузке.

Разновидности

Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Самые маленькие двигатели данного типа (единицы Ватт) содержат в корпусе:

трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения;
коллекторный узел из двух щёток — медных пластин;
двухполюсной статор из постоянных магнитов.

Применяются, в основном, в детских игрушках (рабочее напряжение 3-9 вольт).

Более мощные двигатели (десятки Ватт), как правило, имеют

многополюсный ротор на подшипниках качения;
коллекторный узел из четырёх графитовых щёток;
четырёхполюсный статор из постоянных магнитов.

Работа омметром

Искренние могло происходить из-за пропадания электрического контакта в одной из ламелей. Для замера сопротивления рекомендуется ставить щупы со стороны токосъемников. Вращая вал двигателя, наблюдают за показаниями циферблата. На экране должны быть нулевые значения. Если проскакивают цифры даже в несколько Ом, то это говорит о нагаре. При появлении бесконечного значения судят об обрыве в цепи.

Независимо от результатов далее следует проверить сопротивление между каждыми соседними ламелями. Оно должно быть одинаковым для каждого замера. При отклонениях нужно осмотреть все соединения катушек и поверхность прилегания щёток. Сами щетки должны иметь равномерный износ. При сколах и трещинах они подлежат замене.

Катушки соединяются с сердечником проводкой, которая могла отслоиться. Припой часто не выдерживает ударов от падений. У стартера ток через контакты может достигать 50А, что приводит к прогоранию некачественных соединений. Внешним осмотром определяют места повреждений. Если не обнаружили неисправности, то проводят замер сопротивления между ламелью и самой катушкой.

У каждого начинающего или же опытного рыбака рано или поздно возникает желание заменить обыкновенную лодку на моторную. Покупка такого важного элемента, как мотор, является достаточно серьезной, поэтому не каждый мужчина сможет приобрести для себя подобную вещь. Оказывается, самодельный мотор достаточно просто сделать собственными руками из подручных приспособлений, имеющихся в наличии, но тех, которые уже не функционируют. Лодочный мотор своими руками по функциональности ничем не отличается от покупного, помимо ручного изготовления. Чтобы изготовить самостоятельно подобное изобретение нужно рассмотреть особенности и прочие важные нюансы, которые помогут в этом непростом деле.

Типы моторов

Самодельный двигатель может иметь несколько конфигураций. Среди них:

Варианты с магнитом постоянного действия.
Комбинированная синхронная модель.
Переменный двигатель.

Привод с постоянным магнитом оборудуется основным элементом в роторной части. Функционирование таких приборов основано на принципе притяжения или отталкивания между статором и ротором приспособления. Такой шаговый электродвигатель оснащен роторной частью из железа. Принцип его работы заключается на фундаментальной основе, согласно которой, предельно допустимое отталкивание производится с минимальным зазором. Это способствует притяжению точек ротора к полюсам статора. Комбинированные устройства сочетают в себе оба параметра.

Еще один вариант – это двухфазные моторы шагового типа. Прибор представляет собой простую конструкцию, может иметь два типа обмотки, легко устанавливается в необходимом месте.

Водометные типы двигателей и их преимущества

Огромной популярностью начали пользоваться так называемые водометные двигатели. В первую очередь это связано с их функциональностью. Для изготовления подобного водомета необходимо иметь двигатель совершенно любого образца и модели. При наличии возможности, можно подобрать такие варианты двигателей как Ветерок 8, Lifan, Дружба, Урал, Ханкай 6, Ямаха 5 и т.д. Независимо от того, какой вид станет основой для будущего мотора, он будет отлично справляться с поставленными перед ним задачами.

Ключевым преимуществом подобных двигателей выступает то, что у них нет незащищенных вращающихся составляющих, находящихся в воде. Поэтому его относят к категории наиболее безопасных. Работа такого мотора не нарушается под воздействием сторонних предметов, одними из которых могут выступать подводные водоросли. Наиболее подходящими водометы будут для таких мест:

мелководные водоемы или же те, где глубина небольшая
в той местности, где мелких участков очень много;
в реках и озерах, где подводная растительность очень буйная;
на водоемах, где имеются перекаты.

Можно с уверенностью сказать, что водометные моторы могут стать хорошей заменой для так называемого подвесного мотора, так как этот вид двигателей позволяет пройти без препятствий лодке там, где не сможет этого сделать прочий вариант мотора. Не менее важной особенностью водометного двигателя выступает то, что в заборной трубке имеется миниатюрная решетка, не позволяющая проникать вовнутрь всевозможным посторонним элементам. Единственное, чего можно ожидать, это попадание обыкновенного речного песка, но он не сможет привести к серьезным аварийным ситуациям.

Монополярные модификации

Самодельный двигатель этого типа состоит из единой обмотки и центрального магнитного крана, влияющего на все фазы. Каждый отсек обмотки активируется для обеспечения определенного магнитного поля. Так как в подобной схеме полюс в состоянии функционировать без дополнительного переключения, коммутация пути и направления тока имеет элементарное устройство. Для стандартного мотора со средней мощностью хватает одного транзистора, предусмотренного в оснащении каждой обмотки. Типичная схема двухфазного двигателя предполагает шесть проводов на выходном сигнале и три аналогичных элемента на фазе.

Микроконтроллер агрегата может использоваться для активизации транзистора в автоматически определенной последовательности. При этом обмотки подключаются посредством соединения выходных проводов и постоянного магнита. При взаимодействии клемм катушки вал блокируется для проворачивания. Показатель сопротивления между общим проводом и торцовой частью катушки пропорционален аналогичному аспекту между торцами проводки. В связи с этим длина общего провода в два раза больше, чем соединительная половина катушки.

Мотор-генератор своими руками (опыты, видео, принцип работы)

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к способам и оборудованию для генерирования электрической энергии, и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, в автоматике и бытовой технике, на авиационном, морском и автомобильном транспорте.

За счет нестандартного способа генерации, и оригинальной конструкции мотора-генератора, режимы генератора и электромотора, объединены в одном процессе, и неразрывно связаны. В результате чего, при подключении нагрузки, взаимодействие магнитных полей статора и ротора образует вращающий момент, который по направлению совпадает с моментом, создаваемым внешним приводом. Другими словами, при увеличении мощности потребляемой нагрузкой генератора, ротор мотора-генератора начинает ускоряться, и соответственно понижается мощность, потребляемая внешним приводом. Уже давно по Интернету ходят слухи о том, что генератор с кольцевым якорем Грамма, был способен вырабатывать электрической энергии больше чем было затрачено механической и происходило это за счет того, что под нагрузкой не было тормозящего момента. Результаты экспериментов, которые привели к изобретению мотора-генератора. Уже давно по Интернету ходят слухи о том, что генератор с кольцевым якорем Грамма, был способен вырабатывать электрической энергии больше, чем было затрачено механической и происходило это за счет того, что под нагрузкой не было тормозящего момента. Эта информация подтолкнула нас на проведение ряда экспериментов с кольцевой обмоткой, результаты которых мы покажем на этой странице. Для экспериментов, на тороидальный сердечник, были намотаны 24шт., не зависимые обмотки, с одинаковым количеством витков.

1) Вначале вес обмотки были включены последовательно, выводы на нагрузку расположены диаметрально. В центре обмотки был расположен постоянный магнит с возможностью вращения. После того как магнит с помощью привода приводился в движение, подключалась нагрузка и лазерным тахометром измерялись обороты привода. Как и следовало ожидать, обороты приводного двигателя начинали падать. Чем большую мощность потребляла нагрузка, тем сильнее падали обороты.

2) Для лучшего понимания процессов происходящих в обмотке, вместо нагрузки был подключен миллиамперметр постоянного тока. При медленном вращении магнита, можно наблюдать, какая полярность и величина выходного сигнала, в данном положении магнита.

Из рисунков видно, когда полюсы магнита, находятся напротив выводов обмотки (рис. 4;8), ток в обмотке равен 0. При положении магнита, когда полюсы находятся в центре обмотки, мы имеем максимальное значение тока (рис. 2;6). 3) Нa следующем этапе экспериментов, использовалась только одна половина обмотки. Магнит также медленно вращался, и фиксировались показания прибора. Показания прибора полностью совпадали с предыдущим экспериментом (рис 1-8). 4) После этого к магниту подключили внешний привод и начали его вращать на максимальных оборотах.

При подключении нагрузки, привод начал набирать обороты!

Другими словами, при взаимодействии полюсов магнита, и полюсов образующихся в обмотке с магнитопроводом, при прохождении через обмотку тока, появился вращающий момент, направленный по ходу вращающего момента созданного приводным двигателем.

Рисунок 1, идет сильное торможение привода при подключении нагрузки. Рисунок 2, при подключении нагрузки привод начинает ускоряться. 5) Что бы понять что происходит, мы решили создать карту магнитных полюсов, которые появляются в обмотках при прохождении через них тока. Для этого была проведена серия экспериментов. Обмотки подключались в разных вариантах, а на концы обмоток подавались импульсы постоянного тока. При этом на пружине был закреплен постоянный магнит, и по очереди располагался рядом с каждой из 24 обмоток.

По реакции магнита (отталкивался он или притягивался) была составлена карта проявляющихся полюсов.

Из рисунков видно, как проявлялись магнитные полюсы в обмотках, при различном включении (желтые прямоугольники на рисунках, это нейтральная зона магнитного поля). При смене полярности импульса, полюсы как и положено менялись на противоположные, по этому разные варианты включения обмоток, нарисованы при одной полярности питания. 6) Па первый взгляд, результаты на рисунках 1 и 5 идентичны.

После того как был сделан воздушный зазор, магнит снова подключили к приводному двигателю, и раскрутили на максимальные обороты. Сила тока действительно возросла в несколько раз, и стала составлять примерно 0,5 от результатов эксперимента по пункту 1, но при этом появился тормозной момент на привод. 9) Способом, который описан в пункте 5, была составлена карта полюсов данной конструкции.

10) Сопоставим два варианта

Не трудно предположить, если увеличить воздушный зазор в магнитопроводе, геометрическое расположение магнитных полюсов по рисунку 2, должно приблизиться к такому расположению как в рисунке 1. А это в свою очередь, должно привести к эффекту ускорения привода, который описан в пункте 4 (при подключении нагрузки, вместо торможения, создается добавочный момент к вращающему моменту привода). 11) После того как зазор в магнитопроводс был увеличен до максимума (до краев обмотки), при подключении нагрузки вместо торможения, привод снова начал набирать обороты. При этом карта полюсов обмотки с магнитопроводом выглядит так:

На основе предложенного принципа генерации электроэнергии, можно конструировать генераторы переменного тока, которые при повышении электрической мощности в нагрузке, не требуют повышения механической мощности привода. Принцип работы Мотора Генератора. Согласно явлению электромагнитной индукции при изменении магнитного потока проходящего через замкнутый контур, в контуре возникает ЭДС. Согласно правилу Ленца: Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток. При этом не имеет значения, как именно магнитный поток, движется по отношению к контуру (Рис. 1-3).

Способ возбуждения ЭДС в нашем моторе-генераторе аналогичен рисунку 3. Он позволяет использовать правило Ленца для увеличения вращающего момента на роторе (индукторе).

1) Обмотка статора 2) Магнитопровод статора 3) Индуктор (ротор) 4) Нагрузка 5) Направление вращения ротора 6) Центральная линия магнитного поля полюсов индуктора При включении внешнего привода, ротор (индуктор) начинает вращаться. При пересечении начала обмотки магнитным потоком одного из полюсов индуктора в обмотке индуцируется ЭДС. При подключении нагрузки, в обмотке начинает течь ток и полюса возникшего в обмотках магнитного поля согласно правилу Э. X. Ленца направлены на встречу возбудившего их магнитного потока. Так как обмотка с сердечником расположена по дуге окружности, то магнитное поле ротора, движется вдоль витков (дуги окружности) обмотки. При этом в начале обмотки согласно правилу Ленца, возникает полюс одинаковый с полюсом индуктора, а на другом конце ротивоположный. Так как одноименные полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются, индуктор стремится принять положение, которое соответствует действию этих сил, что и создает добавочный момент, направленный по ходу вращения ротора. Максимальная магнитная индукция в обмотке достигается в момент, когда центральная линия полюса индуктора находится напротив середины обмотки. При дальнейшем движении индуктора, магнитная индукция обмотки уменьшается, и в момент выхода центральной линии полюса индуктора за пределы обмотки, равна нулю. В этот же момент, начало обмотки начинает пересекать магнитное поле второго полюса индуктора, и согласно правилам, описанным выше, край обмотки от которого начинает отдаляться первый полюс начинает его отталкивать с нарастающей силой.

Рисунки: 1) Нулевая точка, полюсы индуктора (ротора) симметрично направлены на разные края обмотки в обмотке ЭДС=0. 2) Центральная линия северного полюса магнита (ротора) пересекла начало обмотки, в обмотке появилась ЭДС, и соответственно проявился магнитный полюс одинаковый с полюсом возбудителя (ротора). 3) Полюс ротора находится в центре обмотки, и в обмотке максимальное значение ЭДС. 4) Полюс приближается к концу обмотки и ЭДС снижается до минимума. 5) Следующая нулевая точка. 6) Центральная линия южного полюса входит в обмотку и цикл повторяется (7;8;1).

Перемотка якоря электродвигателя – это один из видов ремонта коллекторных промышленных и бытовых двигателей постоянного и переменного тока, осуществляемого нашей компанией. Необходимость отремонтировать электросиловой агрегат такого типа возникает в процессе его длительной эксплуатации. В отличие от асинхронных, в коллекторных двигателях присутствуют трущиеся части – токоподводящие щётки и коллектор. Эта их конструктивная особенность определяет периодичность текущего и капитального ремонта двигателя согласно плану ППР.

В ряде случаев перед тем, как отремонтировать якорь электродвигателя, приходится выявить причины отказа с помощью инструментальных методов. Это могут быть межвитковое замыкание или обрыв в нижних слоях обмотки якоря. С помощью проверки сопротивления удаётся определить такую причину. Единственный способ восстановления функциональности при этом – перемотка якоря эл двигателя.

В каких случаях можно спасти якорь и восстановить его своими руками

Если повреждение якоря установлено с гарантированной точностью, деталь необходимо извлечь из электродвигателя. Разборку мотора надо производить с особой аккуратностью, предварительно сняв щётки и отсоединив клеммы питания. Вынимается ротор вместе с опорными подшипниками и крыльчаткой охлаждения мотора, они составляют с ним единое целое.

Если в якоре повреждена большая часть проводки и в результате перегрева нарушена балансировка, его лучше заменить целиком. О нарушении балансировки говорит повышенная вибрация и неравномерный гул при работе механизма.

Читать также: Обмотка двигателя славянка схема

Как перемотать якорь — пошаговая инструкция

Если балансировка якоря не нарушена, а проблема только в испорченных обмотках, то такой якорь можно восстановить самостоятельно, перемотав катушки. Перемотка ротора в домашних условиях требует большого терпения и аккуратности.

Мастер должен иметь навыки в работе с паяльником и приборами для диагностики электрических цепей. Если вы неуверены в своих силах, лучше отнести двигатель для ремонта в мастерскую или самостоятельно заменить весь якорь.

Для самостоятельной перемотки якоря понадобится:

провод для новой обмотки. Используется медная жила с диаметром, точно соответствующим старому проводнику;
диэлектрическая бумага для изоляции обмотки от сердечника;
лак для заливки катушек;
паяльник с оловянно-свинцовым припоем и канифолью.

Перед перемоткой важно сосчитать количество витков провода в обмотке и намотать на катушки такое же количество нового проводника.

Процесс перемотки состоит из следующих шагов:

Неисправности электрической и механической частей

Чаще всего происходят короткие замыкания в обмотке, обрывы обмотки или наружной цепи.

Электродвигатель не запускается.
Обмотки сильно перегреваются.
Скорость вращения не нормальная.
Лишний шум – стук или гудение.
Неравный ток в отдельных фазах.

Прежде чем осуществить ремонт электродвигателя своими руками, необходимо разобраться в причине поломки.

Что касается механики, то здесь чаще всего происходят поломки в работе подшипников, они могут перегреваться и из них может вытекать масло. Также к механическим повреждениям относится повреждение корпуса, обрыв крыльчатки, зацепление ротора за статор, проворачивание ротора на валу.

Есть неисправности, которые не связаны с двигателем, но влияющие на его работу.

К списку аварийных ситуаций относятся следующие пункты.

Вал подвергается излишней нагрузке, в таком случае клинит привод и механизмы;
Перекос напряжения питания происходит из-за проблем сети и внутренних проблем привода;
Может пропадать фаза;
Трудности с охлаждением, происходит из-за неисправной крыльчатки, остановки вентилятора или повышения температуры в помещении;

Эти повреждения вызываются механической перегрузкой или повышением тока.

Простая волновая обмотка

В простой волновой обмотке концы каждой секции присоединены к пластинам коллектора, находящимся на расстоянии, называемом шагом обмотки по коллектору,

где К — число коллекторных пластин в коллекторе.

На рис. 13.5 показана схема простой волновой обмотки якоря. Секции обмотки образуют две параллельные ветви (2а = 2). Число параллельных ветвей в обмотке и число секций в каждой ветви определяют ток Iа и ЭДС Еаобмотки якоря:

где S — количество секций в обмотке якоря; ес — ЭДС одной секции; Iс — допустимое значение тока в секции.

Ремонт электродвигателя

Капитальный ремонт электродвигателя является сложным процессом, но небольшую поломку в случае её обнаружения можно устранить самостоятельно.

Наиболее частые поломки обнаружить не сложно, главное знать, как убрать то или иное повреждение.

Если электродвигатель не запускается, можно заменить предохранитель или выключатель, чаще всего именно они подвергаются поломкам.
Если происходит пульсация тока в статоре, необходимо перепаять пайки обмотки.
При перегреве статора необходимо снять защитный кожух с вентилятора и починить его. Иногда требуется удалить ненужные элементы и заусенцы на статоре, которые прикасаются к ротору, возникает трение и перегрев.
Когда возникает неисправность ротора, выполняется пайка обмотки, иногда требуется заменить вкладыши или отрегулировать щиты подшипников.
При нагревании щёток необходимо точно выставить щётки и их держатели.
При сильной вибрации выполняется балансировка ротора, полумуфты и шкивы. Также необходимо отцентрировать электродвигатель.

Если в подшипниках возникает стук, их нужно просто заменить на новые.

Это самые популярные виды ремонтных работ электродвигателя, которые можно осуществить самостоятельно. Только определив точную причину, можно снова вернуть электродвигатель в строй, осуществив грамотный ремонт детали.

Почему стоит выбрать нас

Варианты защиты электродвигателя

Существуют различные устройства, которые являются дополнительной защитой для двигателя и минимизируют повреждения.

Тепловые реле и мотор-автоматы. Они надёжно защищают электрический двигатель от поломок вследствие превышения тока.
Электронные реле. Представляет собой микропроцессор, анализирующий значение напряжения тока.
Термореле и термисторы. Помогают избежать поломки, когда не сработала тепловая защита при перегреве.
Преобразователь частоты. Несёт в себе несколько функций, связанных с защитой при перегрузке.

Устройство якоря болгарки

Якорь двигателя болгарки представляет собой токопроводящую обмотку и магнитопровод, в который запрессован вал вращения. Он имеет на одном конце ведущую шестерню, на другом коллектор с ламелями. Магнитопровод состоит из пазов и мягких пластин, покрытых лаком для изоляции друг от друга.

Схема якоря болгарки

В пазы по специальной схеме уложены по два проводника якорной обмотки. Каждый проводник составляет половинку витка, концы которого попарно соединяются на ламелях. Начало первого витка и конец последнего находятся в одном пазу, поэтому они замкнуты на одну ламель.

Ламели коллектора

Диагностика

Чтобы понять, как отремонтировать асинхронный электродвигатель, необходимо провести предварительную диагностику.

Диагностика причин неисправностей является залогом успешного ремонта.

Визуальный осмотр электродвигателя;
Замеры зазоров в подшипниках;
Измерение базовых параметров электроустановки;
Проверка целостности щёточного узла;
Выявление перегрев и зон интенсивного нагрева.

Полезные советы по эксплуатации электродвигателя

Техническое обслуживание, контроль работы и своевременное выявление неисправностей.
Проверка температуры нагрева.
Если электродвигатель не работал более 20 суток, нужно проверить наличие масла в подшипниках и состояние приводимого механизма.
Важно обращать внимание на величину напряжения в электрической сети. Напряжение должно быть не менее 80% от номинального напряжения.
Смазка в подшипниках должна быть набита неплотно, иначе это может вызвать перегрев.
Важно уделять внимание изоляции обмоток, их повреждение может привести к выходу двигателя из строя.
Перед установкой электрического двигателя необходимо проверить отсутствие замыкания обмоток между собой.
Коллекторы постоянного тока должны быть чистыми, также, как щётки и контактные кольца.

Как контролировать состояние щеток

Устанавливая новые угольные щетки, рекомендуется обязательно притирать их для лучшего прилегания к поверхности коллектора.

Лучше всего подгонять угольные щетки на самодельном притире. Притир представляет собой вал, на котором закреплена наждачная бумага. Проще всего вал выполнить из дерева диаметром, равным диаметру коллектора, проточив заготовку на токарном станке. Внутрь вала плотно по оси вставляется металлический стержень. Приспособление крепится в патрон электродрели, дрель включается, и щетки подводятся к вращающемуся наждачному кругу.

Подгонку следует проводить осторожно, периодически прикладывая щетки к коллектору ротора для проверки их на просвет.

Притерев щетки к коллектору, перед установкой рекомендуется проверить правильное крепление щеткодержателей. Щеткодержатели при заводской установке выставляются на нейтраль, что сводит до минимума искрение на коллекторе. Если заводских меток нет, то регулировка установки щеткодержателей выполняется путем смещения щеткодержателя в сторону, противоположную вращению ротора до минимального образования искры.

Щетки не должны болтаться в щеткодержателе, а плотно прижимаются к ламелям коллектора. Сила прижима регулируется пружинами в щеткодержателе.

Искрение неисправного коллектора

Увеличение искрения на коллекторе ротора может появляться в связи с коротким замыканием якоря, обрывом катушек якоря, коротким замыканием обмоток на корпус якоря. Все эти неисправности устраняются только при капитальном ремонте ротора.

Читайте также: