При поломке электродвигателя, бывает недостаточно просто осмотреть его, чтобы понять причину неисправности.
Постараемся использовать наиболее простые технические способы и минимум оборудования.
Механическая часть
Механическая часть электродвигателя, грубо говоря, состоит всего из двух элементов:1. Ротор - подвижный, вращающий элемент, который приводит в движения вал двигателя.
2. Статор - корпус с обмотками в центре которого находится ротор.
Два этих элемента между собой не прикасаются и разделены только с помощью подшипников.
Проверка электродвигателя начинается с внешнего осмотра
Прежде всего двигатель осматривают на предмет любых заметных дефектов, это могут быть, например, сломанные монтажные отверстия и подставки, потемнение краски внутри электродвигателя что явно говорит о перегреве, наличие загрязнений или посторонних веществ попавших внутрь двигателя, любые сколы и трещины.
Проверка подшипников
Большинство неисправностей электродвигателей вызваны неисправностью его подшипников. Ротор должен свободно втащатся внутри статора, подшипники которые расположены с двух сторон вала, должны минимизировать трение.Есть несколько типов подшипников использующихся в электродвигателях. Два самых популярных типа: латунные подшипники скольжения и шарикоподшипники. Многие из них имеют фитинги для смазки, в другие смазка заложена при производстве и они как-бы "не обслуживаемые".
Для проверки подшипников, прежде всего, необходимо снять напряжение с электродвигателя и попробовать вручную прокрутить ротор (вал) двигателя.
Для этого поместите электродвигатель на твердую поверхность и положите одну руку на верхнюю часть двигателя, проверните вал другой рукой. Внимательно наблюдайте, старайтесь почувствовать и услышать трение, царапающие звуки, неравномерность вращения ротора. Ротор должен вращаться спокойно, свободно и равномерно.
После этого проверяют продольный люфт ротора, попробуйте потянуть-потолкать ротор в статоре. Характерный небольшой люфт допустим, но не более 3 мм, чем люфт меньше тем лучше. При большом люфте и неисправностях подшипников, двигатель "шумит" и быстро перегревается.
Часто проверить вращение ротора бывает проблематично из-за подключенного привода. Например, ротор двигателя исправного пылесоса довольно легко раскрутить одним пальцем. А чтоб провернуть ротор рабочего перфоратора, придется приложить усилие. Прокрутить вал двигателя, подключенного через червячный редуктор, вообще не получится из-за конструктивных особенностей этого механизма.
По этому проверять подшипники и легкость вращения ротора нужно только при отключенном приводе.
Причиной затрудненного движения ротора может быть отсутствие смазки в подшипнике, загустение солидола или попадание грязи в полость шариков, внутри самого подшипника.
Нездоровый шум во время работы электродвигателя создается неисправными, разбитыми подшипниками с повышенным люфтом. Для того чтоб убедится в этом достаточно пошатать ротор относительно стационарной части, создавая переменные нагрузки в вертикальной плоскости, и попробовать вставлять и вытаскивать его вдоль оси.
Электрическая часть электродвигателя
В зависимости от того, двигатель для постоянного или переменного тока, асинхронный или синхронный, отличается и его конструкция электрической части, но общие принципы работы, основанные на воздействии вращающегося электромагнитного поля статора на поле ротора который передает вращение (валу) приводу.В двигателях постоянного тока магнитное поле статора создается не постоянными магнитами, а двумя электромагнитами, собранными на специальных сердечниках — магнитопроводах, вокруг которых расположены катушки с обмотками, а магнитное поле ротора создается током, проходящим через щетки коллекторного узла по обмотке, уложенной в пазы якоря.
В асинхронных двигателях переменного тока ротор выполнен в виде короткозамкнутой обмотки в которую не подается ток.
В коллекторных электродвигателях используется схема передачи тока от стационарной части на вращающиеся детали с помощью щеткодержателя.
Поскольку магнитопровод изготавливается из пластин специальных сталей, собранных с высокой надежностью, то поломки таких элементов происходят очень редко и под воздействием агрессивных условий работы или запредельных механических нагрузок на корпус. Потому проверять их магнитные потоки не приходится и основное внимание прикладывается состоянию электрообмоток.
Проверка щеточного узла
Графитовые пластины щеток должны создавать минимальное переходное сопротивление для нормальной работы двигателя, они должны быть чистыми и хорошо прилегать к коллектору.Электродвигатель который много работал с серьезными нагрузками, как правило имеет загрязненные пластины на коллекторе с изрядно набитыми в пазах пластин, графитовыми стружками, что довольно сильно ухудшает изоляцию между пластинами.
Щетки усилием пружин прижимаются к пластинам коллекторного барабана. В процессе работы графит истирается а его стержень изнашивается по длине и прижимная сила пружин уменьшается, а это в свою очередь приводит к ослаблению контактного давления и увеличению переходного электрического сопротивление, что вызывает искрение в коллекторе. Начинается повышенный износ щеток и медных пластин коллектора.
Щеточный механизм осматривают на загрязненность, на выработку самых щеток, на прижимную силу пружин механизма, а также на предмет искрения в процессе работы.
Загрязнения убираются мягкой тряпочкой, смоченной спиртом. Зазоры (полости) между пластинами очищаются с помощью зубочистки. Щетки притирают мелкозернистой наждачной шкуркой.
Если на коллекторе имеются выбоины или выгоревшие участки, то его подвергают механической обработке и полировке до нужного уровня.
Проверка обмоток на обрыв или короткое замыкание
Большинство простых однофазных или трехфазных бытовых электродвигателей можно проверить обычным тестером в режиме омметра (в самом низком диапазоне). Хорошо если есть схема обмоток.Сопротивление как правило небольшое. Большое значение сопротивления указывает на серьезную проблему с обмотками электродвигателя, которые могут иметь разрыв.
Проверка на короткое замыкание на корпус
Проверка производится с помощью мультиметра в режиме сопротивления. Зацепив один щуп тестера на корпус, поочередно прикасаются вторым щупом к выводам обмоток электродвигателя. В исправном электродвигателе сопротивление должно быть бесконечным.
Проверка изоляции обмоток относительно корпуса
Для нахождения нарушений диэлектрических свойств изоляции относительно статора и ротора применяют специальный прибор — мегомметр. Большинство бытовых мультиметров прекрасно справляются с замером сопротивления до 200МОм и хорошо подойдут для етой цели, но недостатком мультиметров есть низкое напряжение замера сопротивления, оно как правило не больше 10 вольт, а напряжение эксплуатации обмоток намного больше.Но все же если не удалось найти "профессиональный прибор" замер сделаем тестером. Прибор выставляем в максимальное сопротивление (200МОм), один щуп фиксируем на корпусе двигателя или на заземляющем винте, обеспечив надежный контакт с металлом, а вторым поочередно, не прикасаясь руками, прижимаем щуп к контактам обмоток. Следует обеспечить надежную изоляцию щупов от рук и тела, так как измерения будут неверны.
Чем больше сопротивление тем лучше, иногда оно может составлять всего 100 МОм и ето может быть приемлемо.
Иногда в коллекторных двигателях графитовая пыль может "набиваться" между щеткодержателем и корпусом двигателя и можно будет увидеть куда меньшие показатели сопротивления, здесь следует обратить внимание не только на обмотки но и на потенциальные места "пробоя".
Проверка пускового конденсатора
Проверяют конденсатор тестером или же простым омметром.Прикоснитесь щупами к выводам конденсатора, сопротивление должно начинаться с низких показателей и постепенно увеличиваться, так как небольшое напряжение, подающееся от батареек омметра, постепенно заряжает конденсатор. Если конденсатор остается короткозамкнутым или сопротивление не растет, то, вероятно, проблема с конденсатором, его необходимо заменить.
Стартер является неотъемлемой частью каждого автомобиля, так как он – один из главных узлов системы зажигания. И, как и любой другой узел, состоящий из нескольких элементов, стартеру свойственно ломаться. Неисправности, связанные со стартером автомобиля, как правило, являются причинной неработоспособности системы зажигания. А это, как минимум, испорченное настроение водителя и потеря времени на ремонт авто. В зависимости от того насколько водитель «дружит» с устройствами автомобиля, зависит время ремонта. В данной статье вы изучите один из составляющих элементов стартера и узнаете одну из причин его поломки. Также я расскажу про якорь и основные его неисправности и вы узнаете как проверить якорь стартера.
Рассмотрим основные неисправности якоря стартера:
Эти неисправности провоцируют выход из строя стартера автомобиля, а соответственно и систему зажигания. Как правило, данные поломки не решаются в одно мгновение, а требуют некоторого времени и сил. Неисправности можно решить при помощи специалистов и самостоятельно, но для выполнения этих работ необходимо запастись необходимым инструментом и кое-каким оборудованием.
Ремонт якоря
Короткое замыкание обмоток на корпусе якоря создает огромную проблему. Чтобы разобраться с поломкой и решить проблему необходимо тщательно просмотреть выходы шинки и провода, выходящие из пазов, якоря.
Таким образом можно определить место пробоя. Определив место появления искры или дуги нужно хорошо почистить контакты в этом месте и проверить сопротивление омметром. 
Далее нужно изолировать проблемный участок. Для этого можно использовать немного асбеста и супер клей. В реакции с асбестом клей застывает мгновенно.
В том случае, если вы не можете определить место пробоя, используя первый вариант, можно использовать более радикальный, но стопроцентный вариант. Для этого нужно соединить все ламели вместе, используя зачищенную медную проволоку или другой материал. После чего нужно кратковременно подать напряжение, используя сварочный аппарат на массу якоря и коллектор. Таким образом в месте короткого замыкания будет наблюдаться дуга, и место будет выгорать. В тех редких случая, когда не удается определить место короткого замыкания, якорь можно перемотать, если у вас возникнет желание.
Замыкание межвитковое -эта неисправность определяется с помощью специального устройства, которое так и называется «прибор проверки якоря» (это своего рода трансформатор). 
Довольно часто межвитковое замыкание происходит на видимых участках. Причиной такой поломки могут быть смятые или погнутые провода на обмотке, а также токопроводящие частицы между ними
. В таком случае необходимо удалить все эти помехи. После починки, желательно, нанести слой лака. Это создаст некую защиту. Если и этот способ особо не помог, вы также можете осуществить перемотку якоря.
Как правило, короткое замыкание на обмотке якоря негативно влияет и на коллектор. В результате выгорают его пластины, и он полностью разрушается. Главное правило при пайке – если хорошо зачистить поверхность, пайка будет соответственной. 
Зачистка осуществима на «отлично» при помощи бормашины. Ею нужно зачистить контакты петушков, его поверхность и провода, подходящие к нему. После того, как провода будут установлены обратно в «петушки», тут применяется проверка якоря стартера при помощи ППЯ (прибор проверки якоря). Им проверяется возможность возникновения межвиткового замыкания или пробоя. Если ничего не обнаружено, можно приступать к пайке. Материалом для пайки, лучше использовать олово и неактивный флюс. Перед пайкой нужно хорошо прогреть паяльник (также он должен быть массивным не менее ста Вт). Повода необходимо тщательно прогревать, так как нужно соблюсти отличное расплавление припоя. Он должен полностью проникать в места спайки, это создаст лучший контакт. После того, как пайка окончена, место припайки нужно протереть растворителем и еще раз проверить ППЯ.
Очень часто встречаются случаи, что при разборке стартера, можно наблюдать неравномерный износ коллекторных пластин, а также его смещение относительно оси. Каждая такая неисправность является причиной износа щеток и к полному износу коллектора. Так вот, износ пластин происходит по той причине, что щетки неплотно прилегают к коллектору. В результате при работе возникает некая дуга, которая изнашивает пластины. В этом случае желательно сделать проточку коллектора используя токарный станок. Важно: при установке якоря на токарный станок большое внимание придается центровке шипа. Так как отклонение от нормы не должно превышать 0.05 миллиметра. После того, как проточка выполнена, нужно очистить якорь от стружки и остальной инородной массы.
В результате выполнения вышеуказанных ремонтных мероприятий можно считать, что якорь стартера отремонтирован и готов к эксплуатации.
Видео “Диагностика якоря стартера”
Видео о том, как проверить любой стартер без спецприспособлений и стендов.
Даже если мужчина не является профессиональным мастером, а просто как хороший хозяин ремонтирует все в доме сам, ему не обойтись без качественного инструмента.
Большой выбор болгарок, шуруповертов и другого инструмента имеется на сайте http://m-online.kiev.ua/category/158-bolgarki.aspx.
Визуальный осмотр поломки
Любой, даже самый качественный инструмент, подвержен поломке. Особенно если его интенсивно эксплуатируют. В случае поломки болгарки, починить инструмент у вас вряд ли получится самостоятельно. Однако предварительный осмотр можно провести и без специальных навыков.
Наиболее часто у болгарок выходит из строя якорь. Поломка может быть механической. При визуальном осмотре будет виден неравномерный износ щёток, а также их обгорание. Кроме того при неисправном якоре болгарка будет вибрировать и нагреваться.
Существуют поломки электрические. К таковым можно отнести:
- повреждения обмотки якоря;
- наличие замыкания в витках;
- нарушенное сопротивление между сердечником и обмоткой.
Выявить такие неисправности можно с помощью специальных измерительных приборов, например, мультиметра.
Для того, чтобы провести такую проверку, следует разобрать болгарку и получить доступ к якорю. Мультиметр необходимо поставить в диапазон 200 ОМ, а щупами прибора касаетесь двух соседних ламелек.
Проводим замеры на всех витках обмотки, если все показания одинаковы, то якорь исправен. Если на каком-то витке значения сопротивления отличаются, значит, тут присутствует неисправность. Также следует проверить и корпус обмотки якоря.
Решение проблемы
Данный вид диагностики довольно сложен. Необходимо иметь навыки работы с мультиметром, а также суметь разобрать болгарку.
Если ваш инструмент вдруг перестал работать, то лучше сразу отправиться в мастерскую:
- даже если вы убедитесь в том, что вышел из строя именно якорь, и установите причину его поломки, заменить его или отремонтировать самостоятельно у вас вряд ли получится. Все равно придется нести инструмент в мастерскую;
- если на инструмент еще действует гарантия, то самостоятельное вскрытие болгарки может аннулировать действие гарантийных обязательств производителя.
Чтобы обеспечить долгую работу инструмента, выбирайте продукцию известных фирм с большим опытом работы в данной отрасли. Также соблюдайте правила эксплуатации инструмента, ведь очень часто они выходят из строя именно по этой причине.
Проверка, ремонт и замена якоря болгарки своими руками
Якорь болгарки больше всех узлов подвергается температурным, механическим и электромагнитным нагрузкам. Поэтому он является частой причиной отказа работы инструмента, и как следствие, часто нуждается в ремонте. Как проверить якорь на работоспособность и починить элемент своими руками - в нашей статье.
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
Как проверить якорь болгарки на исправность
Виды неисправностей якоря:
Межвитковое замыкание.
Если якорь неисправен, происходит перегрев двигателя, оплавляется изоляция обмотки, витки коротко замыкаются. Отпаиваются контакты, соединяющие обмотку якоря с пластинами коллектора. Прекращается подача тока и двигатель перестаёт работать.
Виды диагностики якоря:
- визуально;
- мультиметром;
- лампочкой;
- специальными приборами.
Стандартная диагностика
Прежде чем взять прибор для диагностики, осмотрите якорь. На нём могут быть повреждения. Если проводка оплавилась, подгоревший изоляционный лак оставит чёрные следы или специфический запах. Можно увидеть погнутые и смятые витки либо токопроводящие частицы, например, остатки припоя. Эти частицы являются причиной короткого замыкания между витками. Ламели имеют загнутые края, называемые петушками, для соединения с обмоткой.
Петушок ламели
Из-за нарушения этих контактов ламели выгорают.
Выгорание ламели
Другие повреждения коллектора: приподнятые, изношенные или пригоревшие пластины. Между ламелями может скапливаться графит от щёток, что тоже указывает на короткое замыкание.
Загнутые пластины коллектора
Как проверить с помощью мультиметра
Видео: как проходит проверка
Если у вас нет тестера, воспользуйтесь лампочкой с напряжением 12 вольт мощностью до 40 Вт.
Как проверить ротор болгарки с помощью лампочки
- Возьмите два провода и соедините их с лампой.
- На минусовом проводе сделайте разрыв.
- Подайте на провода напряжение. Концы разрыва приложите к пластинам коллектора и прокрутите его. Если лампочка горит, не меняя яркости, значит, короткого замыкания нет.
- Проведите тест замыкания на железо. Соединяйте один провод с ламелями, а другой с железом ротора. Потом с валом. Если лампочка будет гореть, значит, есть пробой на массу. Обмотка замыкает на корпус ротора или вал.
Эта процедура аналогична диагностике мультиметром.
Проверка индикатором короткозамкнутых витков (ИКЗ)
Попадаются якоря, у которых не видно проводов, подсоединённых к коллектору из-за заливки непрозрачным компаундом или из-за бандажа. Поэтому трудно определить коммутацию на коллекторе относительно пазов. Поможет в этом индикатор короткозамкнутых витков.
Икз в корпусе
Этот прибор имеет небольшие размеры и прост в эксплуатации.
Устройство ИКЗ
Сначала проверьте якорь на отсутствие обрывов. Иначе, индикатор не сможет определить короткое замыкание. Для этого тестером измерьте сопротивление между двумя соседними ламелями. Если сопротивление превышает среднее хотя бы в два раза, значит, есть обрыв. При отсутствии обрыва переходите к следующему этапу.
Регулятор сопротивления позволяет выбрать чувствительность прибора. У него имеются две лампочки: красная и зелёная. Настройте регулятор так, чтобы красная лампочка начала гореть. На корпусе индикатора есть два датчика в виде белых точек, расположенных на расстоянии 3 сантиметра друг от друга. Приложите индикатор датчиками к обмотке. Медленно крутите якорь. Если загорится красная лампочка, значит, есть короткое замыкание.
Видео: ИКЗ в работе
Диагностика прибором проверки якорей (дросселем)
Прибором проверки якорей определяют наличие межвиткового замыкания обмотки. Дроссель представляет собой трансформатор, у которого есть только первичная обмотка и вырезан магнитный зазор в сердечнике.
Схема прибора проверки якорей
Когда мы кладём ротор в этот зазор, его обмотка начинает работать как вторичная обмотка трансформатора. Включите прибор и положите на якорь металлическую пластину, например, металлическую линейку или ножовочное полотно. Если имеется межвитковое замыкание, от местного перенасыщения железа пластина будет вибрировать либо намагничиваться к корпусу якоря. Поворачивайте якорь вокруг оси, перемещая пластину так, чтобы она лежала на разных витках. Если замыкания нет, то пластина будет свободно перемещаться по ротору.
Прибор проверки якорей
Видео: Как сделать дроссель своими руками и проверить якорь
Как отремонтировать якорь в домашних условиях
Из-за якоря происходит треть поломок шуруповёрта. При каждодневном интенсивном режиме работы неисправности могут возникнуть уже в первые полгода, например, при несвоевременной замене щёток. При щадящем использовании шуруповёрт продержится год и более.
Якорь можно спасти, если не нарушена балансировка. Если во время работы прибора слышен прерывистый гул и идёт сильная вибрация, то это нарушение балансировки. Такой якорь подлежит замене. А отремонтировать можно обмотку и коллектор. Небольшие короткие замыкания устраняются. Если повреждена значительная часть обмотки, её можно перемотать. Изношенные и сильно повреждённые ламели проточить, нарастить или впаять. К тому же не стоит браться за ремонт якоря, если вы неуверены в своих возможностях. Лучше его заменить или отнести в мастерскую.
Проточка коллектора
Со временем на коллекторе образуется выработка от щёток. Чтобы от неё избавиться, необходимо:
Не забудьте очистить ротор от стружки, чтобы не произошло замыкания.
Видео по теме
Как перемотать якорь
Перед тем как разобрать якорь, запишите или зарисуйте направление обмотки. Оно может быть влево или вправо. Чтобы его определить правильно, посмотрите на торец якоря со стороны коллектора. Наденьте перчатки, возьмите острые кусачки или ножовку по металлу. Удалите лобовые части обмотки. Коллектор нужно почистить, а снимать необязательно. Аккуратно, не повреждая пазовые изоляторы, выбейте стержни оставшихся частей обмотки с помощью молотка и металлического зубила.
Видео: Снимаем обмотку
Надфилем, не повреждая плёнки изолятора, удалите остатки пропитки. Посчитайте проводники в пазу. Высчитайте число витков в секции и измерьте диаметр провода. Нарисуйте схему. Нарежьте из картона гильзы для изоляции и вставьте их в пазы.
Видео: Намотка влево и вправо
После намотки сварите выводы секций с петушками коллектора. Теперь проверьте обмотку тестером и индикатором короткого замыкания. Приступайте к пропитке.
Инструкция по пропитке (с учётом регулятора числа оборотов)
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.
Ремонт: Устранение пробоя изоляции
Если пробой изоляции был небольшой и вы его нашли, необходимо очистить это место от нагара и проверить сопротивление. Если его значение нормальное, заизолируйте провода асбестом. Сверху капните быстросохнущим клеем типа «Супермомент». Он просочится через асбест и хорошо заизолирует провод.
Если вы так и не нашли место пробоя изоляции, то попробуйте аккуратно пропитать обмотку пропиточным электроизоляционным лаком. Пробитая и непробитая изоляция пропитается этим лаком и станет прочнее. Высушите якорь в газовой духовке при температуре около 150 градусов. Если и это не поможет, попробуйте перемотать обмотку или поменять якорь.
Пайка пластин коллектора
Ламели установлены на пластмассовую основу. Они могут быть стёрты до самой основы. Остаются только края, до которых щётки не достают.
Стёртые ламели
Такой коллектор можно восстановить методом пайки.
Если коллектор был изношен полностью, то после пайки его хватит не более, чем на месяц активного использования. А не до конца повреждённые пластины после такого ремонта выдерживают несколько замен щёток и не выпаиваются.
Гальваническое наращивание пластин коллектора
Восстановленная медь очень твёрдая. Срок службы коллектора как у нового. Гальваническим наращиванием можно восстановить как полностью стёртый коллектор, так и частично повреждённые пластины.
Полностью изношенный коллектор
Качество восстановления будет одинаковым.
Повреждены отдельные пластины
Составные части электролита:
Как поменять старый редуктор на новый
Болгарки отличаются размерами, мощностью, производителями, но принцип компоновки комплектующих одинаковый. Новый якорь двигателя болгарки подбирается строго в соответствии с моделью вашего инструмента.
Видео: как снять и в чём могут быть трудности
Новый подшипник посадите в корпус редуктора со стороны ротора. Прикрутите пластину, из-за которой была сломана крыльчатка. Внутрь корпуса вставьте шестерню и наживите гайку так, чтобы она вошла в пазы шестерни. На новый якорь наденьте крыльчатку, вставьте якорь в корпус редуктора. Закрутите гайку.
Видео: Замена якоря
Ремонт якоря болгарки занимает много времени. Но у вас есть выбор. Вы можете просто поменять его на новый или отдать мастерам.
2017-07-22В бытовом оборудовании используются электродвигатели различных типов, в зависимости от условий работы, предназначения и функциональности электроприбора. Например, для электрооборудования со стабильным режимом работы больше подходят асинхронные двигатели, а для электродрелей, стиральных машин, кухонных комбайнов и т. п. нужно применение коллекторных электродвигателей, так как требуется частое изменение скорости вращения вала.
Выход из строя коллекторного двигателя делает электроприбор полностью непригодным для эксплуатации, а дорогостоящие услуги ремонтных мастерских заставляют владельцев испорченного бытового оборудования принимать решение о приобретении нового товара. Но при наличии некоторых навыков и в условиях ограниченного бюджета многие домашние мастера задумываются о целесообразности ремонта электродвигателей своими руками.
Разобранный коллекторный электродвигатель
Проверка цепей питания
При починке вышедшего из строя электрооборудования иногда до ремонта коллекторного двигателя дело не доходит – оказывается, что неисправна розетка удлинителя, перебит шнур питания, открутилась клемма подключения, или заело выключатель. Следует проверить наличие напряжения на узлах цепи питания коллекторного электродвигателя на 220В, начиная от штепсельной вилки, заканчивая контактной колодкой подключения.
Прозвонить шнур питания и кнопку включения
Поскольку у коллекторных электродвигателей сопоставление электромагнитных полей происходит из-за постоянного переключения роторных обмоток (коллекторные щетки), то механическая причина потери электрического контакта в коллекторе является наиболее распространенной. Принцип действия коллекторных двигателей описан в предыдущей статье, а ниже будет дано несколько советов по ремонту и замене контактов ротора (якоря).
Ротор (якорь) коллекторного электродвигателя
В различных автономных электроинструментах, кухонных электроприборах и в детских игрушках часто используется коллекторный двигатель постоянного тока . Питание данных электродвигателей осуществляется постоянным напряжением, поступающим от аккумуляторов, выпрямителей, или управляющих контроллеров. Не всегда наличие напряжения указывает на работоспособность источника питания (аккумулятор может быть посажен), поэтому следует также проверять ток коллектора и всей цепи при включении коллекторного электродвигателя.
Маломощный коллекторный двигатель постоянного тока с контроллером управления
Если электропривод оборудования перестал вращаться, в первую очередь следует проверять поступление напряжения на входные контакты коллекторного двигателя при его включении.
Кратко об устройстве коллекторных электродвигателей
В коллекторных электродвигателях магнитные поля статора и ротора взаимодействуют под углом, максимально выгодным для придания валу момента вращения. Датчиком угла поворота (положения ротора) и одновременно системой переключения являются коллекторные щетки на роторе. Система катушек с магнитопроводами, создающая результирующее электромагнитное поле для придания момента называется якорем.
Принцип действия коллекторного электромотора на примере двигателя постоянного тока
В большинстве коллекторных электродвигателей якорем является ротор, электромагнитное поле которого «цепляется» за магнитные поля магнитов или статорных обмоток возбуждения. Поэтому под словом «якорь» часто понимают ротор коллекторного двигателя, так как переключение обмоток статора является более сложным и менее эффективным.
Якорь (ротор) электродвигателя
Коллекторные электродвигатели постоянного тока с магнитами используются в основном в детских игрушках и в электроприводных устройствах автомобилей. Для создания мощного магнитного поля и более сильного крутящего момента применяют катушки возбуждения, которые подключаются несколькими способами:
- Последовательное соединение (ток коллектора и катушек возбуждения равен). Преимуществом является большой максимальный момент, который, впрочем, может стать недостатком на холостом ходу, раскручивая вал коллекторного электродвигателя до критически высоких оборотов;
- Параллельное соединение. Преимуществом является хорошая стабильность оборотов ротора коллекторного двигателя при изменении нагрузки на валу, но максимальный момент меньше, по сравнению с последовательным возбуждением;
- Смешанное возбуждение, при котором одна часть обмоток ротора и статора подключается последовательно, а другая – параллельно. Самый популярный пример применения смешанного возбуждения в коллекторных электродвигателях – автомобильный стартер;
- Независимое возбуждение, при котором ток коллектора ротора и статора регулируется отдельно. Применяется в мощных коллекторных электродвигателях на электровозах.
Схемы подключения катушек возбуждения в двигателе постоянного тока
Оставляя в стороне теорию, следует заметить, что коллекторные электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением могут также работать от переменного напряжения, по сути, являясь универсальными . Данные двигатели имеют дополнительный вывод для подключения переменного напряжения и нашли широкое применение в различных электроинструментах, благодаря «гибким» характеристикам изменения скорости оборотов и момента вращения.
Схема подключения катушек возбуждения и обозначение универсального коллекторного двигателя
Проверка катушек возбуждения
Исходя из устройства коллекторного электродвигателя, поиск неисправностей можно условно разделить на проверку катушек возбуждения (или постоянных магнитов) и обмоток ротора. При ремонте двигателей постоянного тока с магнитами следует обращать на них внимание в поисках трещин, так как они ухудшают напряженность магнитного поля, что снижает общие характеристики электродвигателя.
Разрез коллекторного двигателя с постоянными магнитами
Проверку катушек возбуждения производят омметром, проверяя их проводимость, а также мегомметром, исключая пробой на корпус. Поскольку межвитковое замыкание в витках катушки возбуждения выявить крайне трудно, пользуясь только мультиметром, то используют косвенные методы, проверяя цвет проводов обмоток на наличие следов перегрева или видимых повреждений. Зная точное сопротивление катушек возбуждения из паспорта электродвигателя, можно сопоставить данные с результатами измерений омметром.
Статорные катушки возбуждения
Поскольку межвитковое замыкание в витках катушек возбуждения является редкой неисправностью, то ограничиваются только проверкой данных обмоток, перенося внимание на проверку и ремонт якоря электродвигателя. Якорь коллекторного двигателя можно условно разделить на несколько частей:
- Обмотки ротора с магнитопроводами;
- Коллектор, состоящий из щеток и контактных пластин (ламели);
- Вал с подшипниками.
Устройство якоря электродвигателя
Осмотр механики коллекторного двигателя
При ремонте любого электродвигателя следует проверять свободный ход вала, который зависит от износа подшипников. Продолжительное инерционное вращение ротора, отсутствие скрежета, скрипов, радиального и осевого биения вала указывает на хорошее качество подшипников при поиске причины чрезмерного нагрева коллекторного электродвигателя. 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. 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. При невозможности найти идентичную замену щетки, подбирают наиболее близкий вариант и спиливают грани графитового контактора до нужных размеров.
Новые щетки нужно обточить напильником для придания нужного размера
Ремонт и профилактика коллектора
Коллектор двигателя состоит из контактных пластин – ламелей
подключенных к выводам якорных обмоток. Большой рабочий ток коллектора, и образование из-за электромагнитной индукции реактивной ЭДС переключающихся обмоток, приводит к повышенному искрению при контакте щеток и ламелей. Сильное искрение приводит к выгоранию ламелей, из-за чего они покрываются порами и кавернами. Ухудшение качества поверхности ламелей приводит к еще большему искрообразованию и убыстряет их износ в лавинообразной прогрессии.
Загрязнение коллектора
Первоначальной причиной износа коллектора является загрязнение ламелей графитовой крошкой от стирающихся щеток. Зазоры между ламелями предназначены для их изоляции, но попадающая в промежутки графитовая пыль является проводником тока, что ухудшает характеристики коллекторного электродвигателя и приводит к образованию так называемой круговой искры. Если в процессе работы электродвигателя искра как бы тянется от щеток по окружности коллектора, то его ламели загрязнены, и их нужно почистить.
Круговая искра в коллекторе
Чистку ламелей коллектора производят ластиком, губкой, или мелкой наждачной бумагой, прочищая зазоры шилом. Если загрязнение сильное, можно воспользоваться напильником, но нужно быть осторожным, чтобы не исказить геометрию окружности коллектора неравномерным спиливанием. Еще одной причиной загрязнения коллектора является коррозия материала ламели с образованием слоев окиси, которые также нужно очистить.
Очистка коллектора губкой
Если после очистки ламелей обнаружены глубокие каверны от коррозии или искрения, то ремонт коллектора производят при помощи нанесения меди на пластины сваркой или гальваническим методом для заделки изъянов. Поскольку напильником очень трудно придать правильную форму коллектору, производят его обточку на токарном станке. В некоторых случаях, если есть возможность приобрести новый коллектор, производят его замену, но в этом случае предстоит кропотливая работа по присоединению многочисленных выводов якорной обмотки.
Проточка коллектора на токарном станке
Проверка и перемотка обмоток
Если катушки возбуждения, щетки и ламели коллектора в удовлетворительном состоянии, нужно проверить целостность обмоток ротора. Вначале проводят визуальный осмотр обмоток и выводов, присоединенных к контактным пластинам коллектора.
Почернение проводов обмоток сразу укажет на необходимость перемотки или замены якоря. Если на вид обмотки в удовлетворительном состоянии, то нужно проверить целостность выводов, которые на заводе заливаются клеем, эпоксидной смолой, или покрываются специальным изоляционным материалом.
Внимательно осмотреть коллектор и соединения выводов обмоток
При невозможности визуальной проверки целостности соединений выводов обмоток, можно приложить щупы мультиметра к двум соседним ламелям и запомнить сопротивление, повторив данную процедуру по кругу. Если на каком-то этапе измерения покажут сильное отклонение, то возможен обрыв в обмотке якоря или межвитковое замыкание.
От мощности электродвигателя, а также типа обмотки якоря (волновой или петлевой) зависит измеренное сопротивление, поэтому нужно изучать схему соединения якорных обмоток конкретного электродвигателя для более точной проверки. Существуют специальные приборы для поиска межвиткового замыкания в якорях.
Дроссель для проверки якоря — при наличия межвиткового замыкания пластина будет дребезжать
Катушки возбуждения устроены проще, поэтому их перемотать легче. Обмотки якоря укладываются во внешние пазы магнитопровода ротора и подключаются по сложной схеме в зависимости от типа двигателя. Замену статорных и роторных обмоток (перемотку) производят в мастерских на специальном оборудовании – обмоточных станках.
Самостоятельная перемотка якоря небольшого коллекторного двигателя в домашних условиях возможна вручную при наличии точных параметров обмоток, идентичного обмоточного провода, схемы подключения, а также времени и усердия. В мастерских имеются специальные намоточные станки, как показано на видео:
На видео ниже показан процесс ремонта коллекторного двигателя фена:
