Ремонт статора электродвигателя своими руками

Добавил пользователь Cypher
Обновлено: 18.09.2024

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.

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.

Схема для измерения сопротивления обмоток

Методика измерений следующая:

Подключается катушка привода к схеме, представленной выше.
Потенциометром устанавливается ток 1 А.
Производится расчет сопротивления катушке по следующей формуле: , где RК и UПИТ 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:

Тестирование стальным шариком

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:

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:

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.
Используя зубило, сбиваем верхушки проводов с каждого торца статора.
Освобождаем пазы, используя пробойник соответствующего диаметра.
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:

Установка изоляторов в каждый паз (гильзование).
Толщина материала и его характеристики подбираются по справочнику.
Определяются обмоточные данные по марке двигателя.
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
Катушечные группы укладываются в пазы, после чего производится их обвязка и соединение. Эти процессы довольно сложные и выполняются вручную.
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.
После пропитки корпус помещают в специальную камеру, где осуществляется сушка при температуре 130-135°С.
Финальное тестирование катушек омметром.
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.

что выбрать:ремонт электродвигателя или покупка нового

Руководству предприятия или его техническим специалистам нередко приходится выбирать между приобретением новых электродвигателей, взамен вышедшим из строя либо отдавать старые на перемотку. Давайте рассмотрим этот вопрос с точки зрения экономической выгоды, как раз этой мнимой выгодой и руководствуется потребитель, когда выбирает перемотку статора электродвигателя. В этой статье мы разобьем эту иллюзию.

Те, кто перематывает двигатели, рекламируют такие преимущества услуг:

Экономическая выгода
Выгода в экономии времени
Сохранение гарантии на электродвигатель и его эксплуатационных качеств

Перемотка двигателя стоит 40-60% от стоимости нового электромотора. Однако у перемотанного агрегата с каждым ремонтом срок службы становится значительно меньше. Это связано со следующими факторами: перед тем, как извлечь проводник из пазов статора удаляют заводской лак, изолирующий обмотку. Делается это либо при воздействии температуры в 300°С на статор, либо путем применения химикатов. При этом производитель ремонта прибегает к использованию особо едких химикатов либо излишне нагревает статор электродвигателя. При применении этих технологий нарушается изоляционный слой листов статора, увеличиваются потери в стали и снижается КПД электродвигателя.

Вы видите диаграмму, демонстрирующую разницу затрат* на эксплуатацию электродвигателя мощностью 18,5 кВт в течение 15000 часов**. Восстановленный двигатель обойдется дороже нового, разница затрат придет к нулю через 69 часов (3 дня). А за 15000 часов перерасходованная энергия за срок эксплуатации двигателя превысит цену нового мотора. Восстановленный электродвигатель нужно будет повторно ремонтировать, а новый прослужит еще 5000 часов. Теперь становится понятно, что экономическая выгода это не более чем иллюзия выгоды на самом деле.

*Данные: стоимость электроэнергии – 3,5 руб./кВт*ч; снижение КПД — 3.75 %; цена ремонта – 8 764.58 руб.; средняя цена двигателя – 20 922.58 руб.; транспортные расходы – 2500 руб.; монтаж – 30 % от цены агрегата; простой – 10 руб./час; срок ремонта — 34 дня; стоимость двигателя на лом – 1 792.46 рублей ** Ресурс обмотки нового электромотора- 20 000 часов, снижение ресурса после первой перемотки — 25 %

Рассмотрим экономию времени. Рынок электродвигателей в России перенасыщен предложением и в каждом городе есть поставщик, у которого нужный электромотор будет в наличии. Даже если Вы не найдете электродвигатель в наличии в своем городе, его можно привезти в короткое время, воспользовавшись услугами компании перевозчика, либо привезти собственным транспортом. Как выбрать поставщика электромотора и сам мотор мы рассказываем в этой статье: Как купить электродвигатель в России и не ошибиться с выбором

Многие бытовые устройства и самодельные конструкции работают от электроприводов, которые имеют небольшую мощность. Однако электродвигатели, хоть и отличаются высокой надежностью, они также не редко могут выходить из строя по разным причинам. С учетом относительно высокой стоимости таких моторов проще будет их ремонтировать, а не менять. В этой статье мы рассмотрим, как перематывать электродвигатели своими силами.

Обычно в бытовой технике применяются коллекторные моторы с постоянным током и бесколлекторные асинхронные модели с переменным током. Сейчас мы разберемся, как осуществлять ремонт именно такого оборудования. Конструктивные особенности и принципы работы систем асинхронного и коллекторного типа можно найти у нас на сайте.

Как ремонтировать асинхронные двигатели

Если в двигателе есть проблемы, то это проблемы или механического, или электрического характера. В первом случае поломка может сопровождаться сильной вибрацией и характерным шумом. Обычно это указывает на проблемы с подшипником – как правило, в торцевой крышке. Не устраните поломку вовремя – и вал может заклинить, а в итоге из строя выйдут обмотки статора. В это же время может не успеть сработать функция тепловой защиты автоматического выключателя.

Практика показывает, что примерно в 90% неисправностей моторов асинхронного типа появляются проблемы в обмотке статора – в виде обрыва, межвиткового замыкания, КЗ на корпус. В это время короткозамкнутый якорь чаще всего продолжает функционировать исправно. Таким образом, если повреждения двигателя имеют механическую причину, электрическую часть обязательно следует проверять.

Чаще всего проблему можно выявить по внешним признакам и характерному запаху (рис. 1). Если поломку не удалось обнаружить эмпирическим способом, тогда прибегаем к диагностированию и делаем прозвонку на обрыв. Если мы ее обнаружили, выполняем разборку мотора (про это детальнее мы поговорим дальше) и тщательно осматриваем соединения. Когда дефекты не обнаружены, можно сказать, что у нас обрыв в какой-нибудь катушке. Поэтому нужно делать перемотку.

Если после прозвонки обрыв не зафиксирован, тогда мы измеряем сопротивление обмоток, при этом учитываем такие нюансы:
• необходимо, чтобы сопротивление изоляции катушек на корпус стремилось к бесконечности;
• нужно, чтобы у трехфазного привода обмотки показывали одинаковое сопротивление;
• требуется, чтобы у однофазных моделей сопротивление пусковых катушек превышало эти параметры рабочих обмоток.

Также нужно помнить о том, что статорные катушки имеют весьма низкое сопротивление. Поэтому, чтобы его измерить, нет смысла пользоваться приборами, которые имеют низкий класс точности – это большая часть мультиметров. Решить вопрос можно, если собрать простую схему на потенциометре, добавив дополнительный источник питания – к примеру, автомобильную аккумуляторную батарею.

Как проводить измерения:
• подключаем катушку привода к схеме, которая представлена выше;
• с помощью потенциометра устанавливаем ток 1 А;
• делаем расчет сопротивления катушке, используя такую формулу: где R К и U ПИТ описаны на рис. 2. R – сопротивление потенциометра, – падение напряжения на катушке измерения (на схеме показывает вольтметр).

Работа со статором

При ремонте и перемотке электродвигателя в первую очередь составляется схема расположения и подключения обмоток мотора. В случае с трехфазным двигателем под каждую фазу аккуратно составляется схема катушек. Они наматываются, как правило, одним проводом. Только, когда схема подключения обмоток хорошо изучена и правильно составлена, можно их разбирать и удалять. Для удобства помечаем обмотки разными цветами и фотографируем. Также проверяем, все ли понятно в фотографиях и схемах.

Перед тем, как делать перемотку статора электромотора, изготовляем шаблон по его размеру. Ширина равняется размеру между пазами, в который будет уложена катушка. Чтобы заизолировать статор от обмотки, в пазы вставляем картонные или специальные пластиковые пластинки. Чтобы уложить катушку в пазы, используется деревянная или пластмассовая лопатка – трамбовка.

Когда одну катушку намотали, провод не откусываем, катушку укладываем в пазы и продолжаем мотать на шаблон. Все катушки одной фазы мотаем, используя цельный провод, не перекусываем его. В первую очередь перематываем все витки одной фазы, и поочередно их укладываем. Аналогичным путем мотаем и укладываем катушки для других фаз. Верхняя часть обмотки в пазах статора над витками закрывается пластинками из того самого материала изоляции, что применен в пазах статора.

Когда катушка одной из фаз намотана и уложена, в обязательном порядке делается обвязка и формировка катушек в ровные пучки. Стараемся, чтоб витки находились в одной связке, не касаясь корпуса статора. Если катушка чуть большая и касается корпуса, одеваем на нее разрезанный кембрик, и потом обвязываем. Не следует допускать касание неизолированных проводов корпуса, поскольку во время вибрации, к которой приводит электромагнитное поле, лак может протираться, и в итоге произойдет замыкание катушки на корпус. После укладки берется омметр и проверяется сопротивление.

Нужно точно следить за количеством витков в каждой катушке, чтобы избежать перегревания обмоток. Следует обращать пристальное внимание на то, чтобы не появилось перехлестов витков на обмотке. Также необходимо следить, дабы провод не завязался в виточный узел, чтоб на нем не была обтертая изоляция. Те элементы, которые выходят за пределы корпуса пазов, аккуратным образом утрамбовываем.

Каждый вывод от каждой катушки заправляем в кембрик – изоляционную трубку. Материал трубок должен обладать не только изоляционными свойствами, но и стойкостью к нагреванию проводов. Чтобы избежать плавления, класс изоляции должен применяться не ниже, чем применимый раньше.

Классы устойчивости изоляции к температуре:

Проверяем и собираем

Следующий этап – сборка мотора. Наживляем основные болты, чтобы сделать прозвонку и проверяем ток каждой из фаз. Используя токовые клещи, проверяем токи обмоток каждой фазы через нагрузку и автоматический выключатель. Нужно, чтобы они были одинаковы. После этого мотор собираем, закручиваем все болты и проверяем его на правильность вращения и работу в холостом режиме.

Если все работает, систему снова разбираем, чтобы покрыть обмотки статора лаком. Статор помещаем в лак для пропитки обмоток и заполнения пустот. После этого его поднимаем, чтобы лак стек, и сушим, поместив в специальную сушилку или на открытый воздух. Чтобы ускорить сушку, воспользуемся лампой накаливания (мощность 0,5–1 кВт) – ее вставляем в статор и включаем в сеть.

Когда мотор просушен, полностью его собираем, и снова проверяем сопротивление изоляции. Проверяем, как работает электродвигатель на холостом ходу. Для этой задачи лучше воспользуемся понижающим трансформатором и автоматическим выключателем (рекомендуется УЗО). И лишь когда мотор прошел проверку, его можно применять, давая полное напряжение.

Для правильного проведения перемотки стоит следовать таким рекомендациям специалистов:
• Когда мы определяем неисправности электромотора, то учитываем, что сопротивление изоляции часто может снижаться по той причине, что на него может попасть грязь или металлическая стружка. В таком случае мотор нужно аккуратно прочистить, промыть от грязи и высушить, используя фен или тепловую пушку.

• Очень часто не обязательно делать всю перемотку. В случае короткого замыкания под фланцами по причине вибрации следует устранить поврежденную изоляцию. В итоге мы проводим зачистку и меняем изоляцию, после чего заливаем место повреждения лаком.

• Если во время прозвонки происходит межвитковое замыкание, то с помощью омметра определяем замкнутый виток. После того, как испорченный элемент удалось определить – заменяем его, концы спаиваем и изолируем. После этого двигатель проверяем на стенде.

• Если вы хотите, чтобы обмотка электромотора была перемотана на шаблон равномерно, тогда укладываем провод к проводу, не делая нахлесты и перекосы по размерам статора. После этого внимательно проверяем, нет ли выступов изоляции обмотки из пазов статора, чтобы во время вставки ротора он ее не цеплял. На проводе не должны быть витковые узлы. Марка и сечение провода должны быть такими же, как и в оригинале.

Теперь у вас есть полная инструкция и понимание того, как перемотать электродвигатель своими руками. Успехов!

Техника часто подвергается перегрузкам и механическим повреждениям. Стоит всего раз уронить или что-нибудь пролить на инструмент, как на обмотке ротора появляется ржавчина, а сам якорь смещается. Последствия плачевны: электродвигатель перегревается, искрит и вибрирует. Работа с таким инструментом опасна.

Типы обмоток электродвигателей

Одной из важнейших частей электродвигателя является обмотка, в которой осуществляются основные рабочие процессы преобразования электрической энергии в механическую. Именно в обмотке электромашины происходит индуцирование элекродвижущей силы (ЭДС) и появляется электроток, создающий при взаимодействии с магнитным полем электромагнитные силы.

Различают несколько типов обмоток, используемых при производстве электрических машин или их сборке в процессе ремонта электродвигателей:

в статорах трехфазных синхронных и асинхронных машин применяются трехфазные обмотки машин переменного тока;
в роторах асинхронных электродвигателей с контактными кольцами используется тот же тип обмоток;
в статорах асинхронных однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором применяются однофазные обмотки.

обмотки якорей коллекторных двигателей однофазного переменного и постоянного тока;
обмотки короткозамкнутые для роторов асинхронных электродвигателей;
обмотки возбуждения коллекторных и синхронных электродвигателей.

Особенности ремонта

В бытовых аппаратах применяются различные двигатели – асинхронные трехфазные, коллекторные однофазные и однофазные с пусковой обмоткой. Неисправности с обмотками возникают в 90% случаев отказа.

Перемотать двигатель своими руками не так сложно. Если есть опыт работы с электричеством, своя мастерская или гараж, то можно отремонтировать электрическую машину самостоятельно.

Для этого потребуется:

Чтобы перемотать двигатель, потребуется специальный станок. Но в домашних условиях для восстановления одного двигателя приобретать его не целесообразно.

Всыпные, шаблонные, стержневые обмотки

По технологии изготовления и конструктивным особенностям также различают шаблонные, стержневые и всыпные обмотки.

Всыпные обмотки используются в статерах низковольтных электродвигателей; в зависимости от мощности применяются однослойные (до 7 кВт) или двухслойные (до 10 кВт) обмотки. Их использование характерно и для роторов мощностью до 100 кВт. Всыпные обмотки не имеют формы с точно установленными размерами. Такие обмотки всыпаются по одному проводнику (круглый изолированный провод) через узкие шлицы в полузакрытые пазы сердечников.
Шаблонные, или жесткие обмотки производятся из прямоугольных или круглых проводов определенных размеров. Они формуются, при этом проводники изолируются общей изоляцией. Укладка происходит в открытые или полуоткрытые пазы. Использование данного вида обмоток характерно для статоров свыше 100 кВт и фазных роторов от 10 до 100 кВт.
Применение стержневых обмоток характерно, в основном, для роторных машин с двигателями мощностью более 100 кВт.

В маломощных машинах постоянного тока (до 10 кВт) используются, в основном, всыпные якорные обмотки, укладываемые в полузакрытые пазы. Для якорей более мощных двигателей применяются многовитковые или одновитковые катушки с шаблонной обмоткой, для двигателей еще большей мощности используются стержневые обмотки с высокой электрической и механической прочностью и дополнительной витковой изоляцией. В процессе перемотки трансформаторов или электродвигателей, специалисты точно определяют тип обмотки для дальнейшей надлежащей работы.

Работа со статором

Какие бывают обмотки двигателей

В основу работы любых электродвигателей положен принцип электромагнитной индукции. Электродвигатель состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо индуктора (для движков постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо якоря (для движков постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока нередко используются постоянные магниты.

Все двигатели, грубо говоря можно поделить на два вида: двигатели постоянного тока двигатели переменного тока (асинхронные и синхронные)

Двигатели постоянного тока

Данные двигатели с наличием щёточно-коллекторного узла бывают:

Колекторные

— электрическое устройство, в котором датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Бесколекторные

— замкнутая электромеханическая система, состоящая из синхронного устройства с синусоидальным распределением магнитного поля в зазоре, датчика положения ротора, преобразователя координат и усилителя мощности. Более дорогой вариант в сравнение с колекторными двигателями.

Двигатели переменного тока

По типу работы данные двигатели делятся на синхронные и асинхронные двигатели. Принципное отличие заключается в том, что в синхронных машинах 1-ая гармоника магнитодвижущей силы статора перемещается со скоростью вращения ротора (по этому сам ротор крутится со скоростью вращения магнитного поля в статоре), а у асинхронных — есть и остается разница меж скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре (поле крутится быстрее ротора).

Классификация и характеристики электродвигателей

Электродвигатель – устройство для преобразования электроэнергии во вращательное движение вращающейся части электрической машины. Преобразование энергии в двигателях происходит за счет взаимодействия магнитных полей обмоток статора и ротора. Эти электрические машины широко используются во всех отраслях промышленности, в качестве привода электротранспорта и инструментов, в системах автоматизации, бытовой техники и так далее.

Существует множество видов электродвигателей, различающихся по принципу действия, конструкции, исполнению и другим признакам. Рассмотрим основные типы этих электрических машин.

По принципу действия различают магнитоэлектрические и гистерезисные электрические машины. Несмотря на простоту конструкции, высокий пусковой момент, последние не получили широкого распространения. Эти электродвигатели имеют высокую цену, низкий коэффициент мощности, ограничивающие их применение. Подавляющее большинство выпускаемых электродвигателей – магнитоэлектрические.

По типу напряжения питания различают:

Электродвигатели постоянного тока.
Двигатели переменного тока.
Универсальные электрические машины.

По конструкции различают электродвигатели с горизонтально и вертикально расположенным валом. Корме того, электрические машины классифицируют по назначению, климатическому исполнению, степени защиты от попадания влаги и посторонних предметов, мощности и другим параметрам.

Электродвигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока широко применяются в качестве привода электротранспорта, промышленного оборудования, а также микропривода исполнительных механизмов. Такие электрические машины обладают следующими преимуществами:

Возможность регулировки частоты вращения путем изменения напряжения в обмотке возбуждения. При этом крутящий момент на валу ДПТ (двигатели постоянного тока) остается неизменным.
Высокий к.п.д. (коэффициент полезного действия) у машин постоянного тока несколько выше, чем у самых распространенных асинхронных двигателей переменного тока. При неполной нагрузке на валу к.п.д. ДПТ выше на 10-15%.
Возможность изготовления ДПТ небольших габаритов. Практически все используемые микроприводы рассчитаны на постоянный ток.
Простота схем управления. Для пуска, реверса и регулирования скорости и момента не требуется сложного электронного оборудования и большого количества аппаратов для коммутации.
Возможность работы в режиме генератора. Электродвигатели такого типа можно использовать в качестве источников постоянного тока.
Высокий пусковой момент. ДПТ используют в составе электроприводов кранов, тяговых и грузоподъемных механизмов, где требуется запуск под значительной нагрузкой.

ДПТ различают по способу возбуждения, они бывают:

С постоянными магнитами. Такие двигатели отличаются малыми габаритами. Основная область их применения – микроприводы.
С электромагнитным возбуждением.

Электрические машины с электромагнитами такого типа получили самое широкое распространение. Их классифицируют по способу подключения обмотки статора:

Двигатели с параллельным возбуждением. Обмотки якоря и статора в электрической машине такого типа соединены параллельно. Такие электрические машины не требуют дополнительного источника питания для обмотки возбуждения, скорость вращения ротора практически не зависит от нагрузки. Их используют для привода металлорежущих станков и другого оборудования.
Электродвигатели с последовательно включенной обмоткой статора. ДПТ этого типа имеют значительный пусковой момент. Их применяют в качестве привода электротранспорта и промышленных установок с необходимостью пуска под нагрузкой.
Двигатели с независимым возбуждением. Для питания обмотки статора таких электромашин используется независимый источник постоянного тока. ДПТ такого типа отличаются широким диапазоном регулирования скоростей.
Электрические машины со смешанным возбуждением. Электромагнит возбуждения в таких двигателях поделен на 2 части. Одна из них включена параллельно, вторая последовательно обмотке якоря. Электрические машины такого типа используются в механизмах и оборудовании, где необходим высокий пусковой момент, а также переменная и постоянная скорость при переменном моменте.

Подготовительные работы

Для начала разберемся, как правильно перемотать электродвигатель. Первое что следует сделать – это определить параметры провода и количество витков в катушке. Тут поможет интернет. На форумах люди обсуждают подобные проблемы, а так же рассказывают о личном опыте, как они перематывали двигатели.

Сняв обмотку, проверяем железо, на которую она была намотана. Сталь должна быть гладкой без вмятин и заусенций. Дефекты способны повредить изоляционный слой медных проводов, что приведет к очередному пробою. Поэтому все неровности следует зачистить наждачной бумагой.

Если в стальных пазах имеется нагар, от него тоже следует избавиться. Это поможет избежать дальнейших сложностей при работе с изоляцией и проводами.

Асинхронные электродвигатели

Благодаря дешевизне и простоте конструкции электрические машины такого типа получили самое широкое распространение. Их принципиальное отличие – наличие так называемого скольжения. Это разность между частотой вращения магнитного поля неподвижной части электрической машины и скоростью вращение ротора. Напряжение на вращающейся части индуцируется за счет переменного магнитного поля обмоток статора двигателя. Вращение вызывает взаимодействие поля электромагнитов неподвижной части и магнитного поля ротора, возникающего под влиянием наведенных в нем вихревых токов. По особенностям обмоток статора выделяют:

Однофазные двигатели переменного тока. Двигатели такого типа требуют для пуска наличия внешнего фазосдвигающего элемента. Это может быть пусковой конденсатор или индуктивное устройство. Область применения однофазных двигателей – маломощные приводы.
Двухфазные электрические машины. Такие двигатели имеют 2 обмотки со смещенными относительно друг друга фазами. Их также используют для бытовых устройств и оборудования, имеющего небольшую мощность.
Трех- и многофазные электродвигатели. Наиболее распространенный тип асинхронных машин. Электрические двигатели такого типа имеют от 3-х и более обмоток статора, сдвинутых по фазе на определенный угол.

Синхронные двигатели переменного тока

Как и в асинхронных электродвигателях, вращение ротора в синхронных машинах достигается взаимодействием полей ротора и статора. Скорость вращения ротора таких электрических машин равна частоте магнитного поля, создаваемого обмотками статора.

Обмотка неподвижной части двигателя рассчитана на питание от трехфазного напряжения. К электромагнитам ротора подключается постоянное напряжение. Различают явнополюсные и неявнополюсные обмотки. В синхронных двигателях малой мощности используют постоянные магниты.

Запуск и разгон синхронной машины осуществляется в асинхронном режиме. Для этого на роторе двигателя имеется обмотка конструкции “беличья клетка”. Постоянное напряжение подается на электромагниты только после разгона до номинальной частоты асинхронного режима. Синхронные двигатели имеют следующие особенности:

Постоянная скорость вращения при переменной нагрузке.
Высокий к.п.д. и коэффициент мощности.
Небольшая реактивная составляющая.
Допустимость перегрузки.

К недостаткам синхронных электродвигателей относятся:

Высокая цена, относительно сложная конструкция.
Сложный пуск.
Необходимость в источнике постоянного напряжения.
Сложность регулировки скорости вращения и момента на валу.

Как подобрать провод

Чтобы мощность электродвигателя была прежней, следует подбирать провод с таким же сечением, какое и было. Это позволит намотать заданное количество витков.

Если не удается этого сделать, то берется максимально приближенное сечение. Следует помнить о законе Ома, чем меньше диаметр проводника, тем выше его сопротивление.

ВАЖНО! К подбору проводов относятся очень серьезно. Неправильное сечение приведет к перегреву двигателя, изоляционный лак будет плавиться и как следствие приведет к замыканию!

Укладка, выполненная вручную, может иметь дефекты. Возникает вероятность уложить провода не плотно, что приведет к увеличению размеров обмотки, и трудностям ее монтажа.

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.

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 (60\6), 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.

Перемотка завершена. При определенной сноровке ремонт не занимает много времени. Если вы меняли обмотку впервые, и не совсем уверены в правильности укладки провода, то можно провести дополнительную проверку.

Статическая балансировка якоря электродвигателя своими руками

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:

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.

Достался мне на халяву почти новый компрессор, но со сгоревшим электродвигателем 2.2КВт 2850об. Вся сложность была в том, что ротор электродвигателя был единым целым с коленвалом компрессора и найти такой статор отдельно не реально. Ну я и решил перемотать его самостоятельно.
Двигатель однофазный, имеет 2 рабочие полукатушки и 2 "пусковые", подключенные постоянно через конденсатор, таким образом достигаются максимальные обороты чуть меньше 3000об\мин (50об\сек для тока 50герц). К "пусковой" катушке подключен второй пусковой конденсатор через центробежный выключатель. Он то и не выключился видимо, что послужило нагревом и замыканием одной "пусковой" полукатушки. Остальные 3 оказались живыми, поэтому перематывать решил только одну (профессионалы перематывают сразу все). Рассчитать её и найти параметры двигателя не смог, поэтому снимаю сгоревшую катушку, мерию её длину и диаметр и количество и длину витков. Проволоку заказал на Aliexpress 100м 0.8мм за 1500р.
Наматываю сначала отдельно катушки с нужным количеством витков. Изолирую пазы статора картоном. Дальше "всыпание" обмоток — вставляю их пазы статора и закрепляю (использовал палочки для мороженного). Потом формирование лобной части — туго смотал прочной нитью с клеем. Обмотки соединял между собой методом медной сварки — Скручивал между собой, подключал минус мощного аккумулятора, а в плюс зажимал угольный электрод от старой батарейки и замыкал на скрутку, в результате чего она сплавлялась в аккуратный шарик. Потом пропитал всё автомобильным лаком, другого у меня небыло. Собрал мотор подключил и вуаля заработал и даже не греется. Дальше нужно было правильно отрегулировать центробежный выключатель пускового конденсатора, чтоб как только двигатель раскрутился, он сразу выключился, но не раньше. На этот раз у меня всё получилось, компрессор исправно служит в гараже, хотя по началу сам не верил в успех.

Читайте также: