Восстановление коллекторных пластин якоря электродвигателя

По сути дела, все электроинструменты и бытовая техника приводится в действие электродвигателями, основу которых составляет якорь (ротор), состоящий из обмотки и контактных пластин.
Если привод перестал работать, то при исправной обмотке причина может быть в пластинах. Одну или две из них просто может оторвать. Однако это не повод для покупки нового дорогостоящего двигателя. Можно восстановить контактные пластины из подручных материалов и буквально «на коленке».

Понадобится

Для приведения в порядок якоря при такой поломке, нам следует приготовить следующие материалы:

• отрезок медного провода;
  
• клей эпоксидный универсальный марки ЭДП;
  
• проволоку алюминиевую;
  
• деревянный брусок.

Без токарного станка нам понадобится много инструментов и приспособлений: нож и кисточка, плоскогубцы и отвертка, молоток и наковальня, напильник, наждачная бумага и игла, дрель и паяльник, тиски и пробойник, штангенциркуль и карандаш.

Порядок восстановления коллекторных пластин якоря

Вначале приводим в порядок основания отлетевших пластин. Для этого удаляем кисточкой из углубления в коллекторе мелкие частицы и пыль. Затем ножом выравниваем места под новые пластины по длине, ширине и глубине. При этом стараться не повредить концы обмоток, выходящих на отсутствующие пластины.

Разрезаем ножом внешнюю изоляцию двухжильного медного провода, откусываем один из них и вытаскиваем жилу из внутренней изоляции пассатижами.

Расплющиваем медный провод, чтобы сформировать две пластины с помощью молотка и наковальни.

При этом, время от времени сравниваем заготовку с неповрежденными пластинами на коллекторе якоря, чтобы ширина заготовки не оказалась больше.

Получив приблизительно требуемое сечение из медного провода, доводим его до нужных размеров крупнозернистой наждачной бумагой Р80, равномерно обрабатывая каждую из сторон, и так же сверяясь с целыми пластинами.

Торец заготовки пластины формируем диском, вращаемым болгаркой. Укладываем заготовку на свое место, и ориентируясь на соседнюю целую пластину, отмечаем карандашом длину.

Надрезаем по метке и отламываем заготовку пластины пассатижами. Зажимаем ее в тиски и сверху по центру ножом и молотком выполняем неглубокую прорезь.
Кладем заготовку на деревянный брус и у основания прорези пробойником и молотком делаем отверстие, которое шлифуем швейной иглой.

Зачищаем место обработки наждачной бумагой. Укладываем самодельные пластины на свои места и припаиваем к ним концы соответствующих обмоток.

Смешиваем двухкомпонентный эпоксидный клей по инструкции и наносим его на пластины кончиком плоской отвертки так, чтобы он попал в зазоры между пластинами.


Обматываем несколько раз коллектор с приклеенными пластинами алюминиевой проволокой, создавая натяг и, скручивая концы вместе.

Оставляем все в покое на время, указанное в инструкции.

После этого раскручиваем проволоку и убираем ее. Но более надежным креплением ламелей была бы установка двух бандажей из стекловолокна, пропитанных термоклеем.
Удаляем ножом с поверхности ламелей эпоксидную смолу, т. к. она является диэлектриком. После чего ламели обрабатываем напильником по металлу до медного блеска.


Поскольку токарного станка нет, для проточки коллектора с новыми ламелями, возвращаем якорь на место и выкручиваем щетки.

Замеряем штангенциркулем диаметр отверстия для щеток и выстругиваем ножом подходящий стержень из дерева и доводим его до нужного размера наждачной шкуркой.


Вращая инструмент за шпиндель, можно через отверстие для щеток видеть вращение коллектора. Этот эффект мы и используем, чтобы отшлифовать контактные пластины.
Просовываем деревянный стержень в отверстие до упора в коллектор. Делаем на стержне отметку по верху отверстия и вытаскиваем его. Прикладываем к отметке пробку щетки и уменьшаем место реза на ее высоту.
Вставляем деревянный шип в отверстие и убеждаемся, что пробку можно закрутить. После этого отрезаем неширокую ленту мелкой наждачной бумаги Р600, обхватываем ею шип и снова вставляем в отверстие до упора в коллектор.


Затягиваем шип пробкой и вращаем шпиндель от руки. Если нет большого сопротивления, подключаем к шпинделю действующую дрель и включаем ее.

Процедуру повторяем несколько раз, заменяя изношенную наждачную бумагу на новую, при этом постоянно подкручиваем пробку. В итоге новые пластины по высоте сравняются с остальными и якорь вновь станет исправным.

Чтобы убедиться в этом, выкручиваем пробку, вытаскиваем шип с наждачной бумагой, отключаем приводную дрель и, вращая шпиндель от руки, смотрим на коллектор. Если блеск всех пластин одинаков, то это и есть показатель равномерной шлифовки.

Смотрите видео

Полная проверка ротора электродвигателя

Любой электроинструмент рано или поздно выходит из строя. Основная причина ̶̶ неисправность электродвигателя. Отдавать инструмент на диагностику в мастерскую ̶̶ дорого и отнимает много времени. Поэтому найти причину поломки лучше самостоятельно. Тем боле, что, сделать это не сложно.
Электродвигатель состоит из двух частей: статор и ротор. Ротор (его еще называют якорем) самая сложная деталь. Состоит из вала с магнитопроводом, в который уложена обмотка. Концы обмотки подсоединены к пластинам (ламелям) коллектора.
Приступим к диагностике. Основное приспособление, которое нам понадобится – мультиметр.

Для начала разберем электродвигатель и извлечем якорь. Необходимо его осмотреть. Часто повреждение обмотки видно невооруженным глазом. Если обрыва проводов и места короткого замыкания не видно, проводим три теста.

1. Тест на 180 градусов

• Мультиметр устанавливаем в режим измерения сопротивления, предел измерения 200 Ом.
  
  
• Щупы подсоединяем к двум ровно противоположным контактом коллектора. Две эти точки находятся друг от друга на 180 градусов.
  
  
• Измеряем сопротивление. Запоминаем или записываем.
  
  
  
• Далее производим замеры по кругу, между остальными противоположными пластинами.

Подводим итоги. Сами значения сопротивления нам неинтересны. Главное, чтобы они были одинаковы. То есть, если мультиметр при первом измерении показал, например, значение 1,5 Ом, то и между остальными противоположными пластинами должно быть такое же сопротивление. Если сопротивление между некоторыми точками больше ̶̶ значит в этой обмотке обрыв. Если сопротивление, наоборот, меньше ̶̶ короткое замыкание.

На графике отчетливо отслеживается внутренне замыкание в одной из обмоток.

2. Тестирование соседних контактов

• Прибор остается в том же положении — измерение сопротивления, предел 200 Ом.
  
• Щупы мультиметра подключаем к двум соседним пластинам коллектора.
  
  
• Производим измерение, запоминаем результат.
  
  
• Далее производим замер между следующей парой контактов. И так далее, по кругу.
  
• Сравниваем результаты.

В этом тесте, как и в предыдущем, главное – равенство значений. И, так же как и в прошлом тесте, увеличение сопротивления обозначает обрыв провода обмотки, а уменьшение сопротивления – короткое замыкание.

На графике видно внутренне, межвитковое замыкание в одной из обмоток.

3. Проверка замыкания на корпус

• Мультиметр установлен в режим измерения сопротивления ̶̶ 200 Ом.
  
• Один щуп прибора ставим на пластину коллектора, второй на корпус якоря (вал или магнитопровод).
  
  
• Поочередно производим замеры между каждой ламелью и корпусом.

Если мультиметр показывает «1» ̶̶ замыкания на корпус нет. Если показывает какие-либо значения, или «0» и издает звуковой сигнал, то изоляция пробита.

Результаты проверки

Якорь электродвигателя исправен если:
1. Сопротивление между всеми противоположными контактами равно.
2. Сопротивление между всеми соседними контактами равно.
3. Сопротивление между пластинами коллектора и корпусом равно бесконечности «1».

Рекомендации

У электронных мультиметров, особенно бытового назначения, есть некоторая погрешность. Поэтому лучше использовать стрелочный прибор. Если же такового нет, желательно определить и учитывать погрешность в измерениях. Делается это следующим образом:

• в режиме измерения сопротивления, с пределом 200 Ом, соединяем щупы вместе;
  
• если показания прибора «ноль» ̶̶ погрешности нет;
  
• если вместо нуля какая либо другая цифра, это и будет погрешность.

Допустим, мультиметр показал 0,1 Ом. Значит, в первом и втором тесте разница сопротивлений менее чем 0,1 Ом не считается повреждением.

Техника безопасности

Во время проверки ротора, необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• перед разборкой отключить электродвигатель от сети;
  
• в поврежденном якоре могут быть острые кромки, оторванные пластины коллектора или торчать поврежденные провода, поэтому необходимо использовать рабочие перчатки.

Смотрите видео

Щёточно-коллекторный узел — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Щёточно-коллекторный узел — узел электрической машины, обеспечивающий электрическое соединение цепи ротора с цепями, расположенными в неподвижной части машины. Состоит из коллектора (набора контактов, расположенных на роторе) и щёток (скользящих контактов, расположенных вне ротора и прижатых к коллектору).

Коллектор со следами износа (показан стрелкой)

В коллекторном электродвигателе щёточно-коллекторный узел одновременно выполняет две функции:

В бесколлекторных электродвигателях постоянного тока (вентильный электродвигатель) электронным аналогом щёточноколлекторного узла является датчик положения ротора и электронный переключатель направления тока в обмотках статора (инвертор).

В генераторах также одновременно выполняет две функции: является датчиком углового положения ротора со скользящими контактами и переключателем направления тока со скользящими контактами на токосъёмах (щётках) в зависимости от углового положения ротора, то есть является механическим выпрямителем.

В бесколлекторных генераторах постоянного тока (синхронный генератор) обе функции — и датчика углового положения ротора (по направлению и величине ЭДС), и переключателя направления тока на выходных зажимах (по направлению и величине ЭДС) выполняет неуправляемый выпрямитель на диодах.

Кроме того, до середины XX в. широкое распространение имели механические выпрямители, коллекторы которых вращались синхронными двигателями для выпрямления сетевого напряжения. Применялись для мощных потребителей, устанавливались на заводах по производству алюминия, на тяговых подстанциях железных дорог и, иногда, трамваях.

Износ коллектора в двигателе стиральной машины

Щёточно-коллекторный узел является одной из наименее надёжных частей электрических машин, поскольку скользящие контакты интенсивно изнашиваются от трения. Для профессионального электроинструмента, например, щётки являются расходным материалом. По этой причине с точки зрения надёжности предпочтительны двигатели без щёточно-коллекторного узла — вентильный электродвигатель и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Щёточный контакт при нормальных условиях работы вызывает наибольшее число отказов в работе электрических машин. Так, в среднем 25 % отказов коллекторных машин постоянного тока происходит из-за выхода из строя щеточно-коллекторного узла, а в транспортных установках доля таких отказов достигает 44…66 %)

[1].

Часть щёточно-коллекторного узла — «щётка» получила своё название от ранних конструкций, в которых действительно была похожа на щётку из множества гибких проволочек. В настоящее время изготавливается в виде бруска из графита или другого токопроводящего материала с малым удельным сопротивлением и малым коэффициентом трения.

1. ↑ Бут Д. А. Глава 1. Общие сведения о бесконтактных электрических машинах // Бесконтактные электрические машины. — 2-е. — М. : Высшая школа, 1990. — С. 9. — 416 с. : ил. — ISBN 5-06-000719-7.

восстановление коллектора электродвигателя своими руками

В большинстве бытовых устройств (пылесосах, стиральных машинах, мясорубках, фенах, инструментах и т.д.) применяется коллекторный электродвигатель. Как и любой агрегат, он может выйти из строя. Ремонт коллекторных электродвигателей можно осуществить в домашних условиях, не прибегая к помощи специалистов. Для этого достаточно знать, что они собой представляют, и иметь хотя бы минимум опыта.

Что такое коллекторный электродвигатель

Двигатель такого типа – это чаще всего синхронный агрегат, подключающийся к источнику питания 220В, и состоящий из:

• статора;
• ротора;
• щеточно-коллекторного узла;
• подшипников.

Все детали заключены в корпус.

Предварительная проверка коллекторного электродвигателя

Если устройство не работает, прежде всего убедитесь, что проблема заключается в самом двигателе. Для этого:

• Проверьте, идет ли напряжение на прибор. Включите его в другую розетку (возможно, ремонта требует источник тока).
• Осмотрите шнур на предмет обрыва.
• Проверьте, не потерян ли контакт у кнопок включения и управления, нет ли механических повреждений.

При отсутствии неполадок в этих деталях разберите прибор. Воспользуйтесь инструкцией, которую производитель обязательно включает в паспорт.

Возможные неисправности коллекторного электродвигателя

Иногда даже люди, знакомые с устройством механизма, слабо представляют, как проверить коллекторный электродвигатель. Ниже мы расскажем обо всех возможных неисправностях и способах их выявления и устранения.

• Нарушение контактов. На него указывает активное искрение.
• Межвитковое замыкание (замыкание обмоток в коллекторе). Оно также вызывает искрение.
• Износ щеточно-коллекторного узла. При этом он чернеет и появляется искрение. Обычно проблема решается путем замены старых элементов на новые. Чтобы снять узел, отодвиньте фиксатор и открутите крепежный болт (в зависимости от модели двигателя).
• Потемнение контактной части коллектора. Часто достаточно зачистить его мелкой наждачной бумагой.
• Образование канавки в месте контакта щеток с коллектором. Необходимо выполнить проточку узла на станке.
• Износ подшипника. Эту неисправность можно определить по усиленной вибрации корпуса во время работы двигателя и биению патрона. В этом случае требуется замена подшипника.
• Касание якорем статора. Иногда хватает замены якоря, но в некоторых случаях придется заменить и якорь, и статор.
• Сбой управления на микроконтроллере. Установка нового микроконтроллера – оптимальное решение проблемы.
• Выгорание или обрыв обмоток. Обратите внимание на их цвет и целостность. Почернение всего корпуса обмоток или их части указывает на выгорание, обрыв легко определяется при визуальном осмотре. В этом случае требуется их замена или перемотка.
• Графитовая пыль в пространстве между ламелями. Вашему прибору просто нужна прочистка.
• Выгорание изоляции проводов. На эту проблему укажет характерный запах.

Во всех вышеуказанных случаях восстановление коллектора электродвигателя своими руками вполне возможно при наличии необходимых запчастей и инструментов. Только если у вас нет опыта в перемотке обмоток, лучше обратиться в соответствующий сервис. После устранения неполадок соедините все детали в обратном порядке.

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.

Не стоит сразу нести в починку или выбрасывать «забарахливший» прибор, как это предпочитают делать многие. Вы сэкономите средства, если будете знать, как восстановить коллектор электродвигателя самостоятельно. Процесс не слишком сложен и занимает не так уж много времени, а механизм сможет прослужить еще долго.

Восстановление коллектора электродвигателя — диагностика, ремонт

Восстановление коллектора электродвигателя

Коллектор двигателя – отдельная часть ротора, представляющая собой барабан, который состоит из медных пластин, разделенных между собой зазорами с миканитовым наполнением.

Коллектор крепится на вал ротора и создает магнитное поле, преобразовывая электрическую энергию во вращательную. При этом, электрическая энергия на коллектор поступает с графитовых щеток. Коллектор при вращении должен постоянно контактировать с поверхностью щеток. Однако, огромная частота оборотов ротора приводит к постепенному стиранию поверхности медных пластин и щеток, что приводит к негативным последствиям в работе двигателя и его сгоранию.

Основные неисправности коллектора и причины их возникновения

Среди всех возможных неисправностей коллектора стоит выделить следующие:

• Стирание поверхности пластин;
• Замыкание между пластинами;
• Механические повреждения пластин.

Основные неисправности коллектора напрямую связаны со сроками эксплуатации двигателя. Длительное вращение ротора влияет на износ пластин, которые при работе двигателя постоянно трутся об графитовые щетки. При этом, износ щеток также влияет на качество их контакта с поверхностью коллектора. При плохом контакте щеток с коллектором в зазоре образуются искры, которые оставляют нагар на пластинах двигателя, что приводит к “пробиванию” между пластинами. Также, к замыканию может привести образования окиси на пластинах при использовании двигателя во влажных условиях и попадание на поверхность коллектора графитовой пыли.

 

Миканит, залитый в промежутки между пластинами играет роль изоляции между ними. Со временем, когда пластины стираются и теряют плоскость, миканит выступает наружу. Это приводит к его сцеплению со щетками и ухудшению их контакта с медной поверхностью. Трение щеток об выступы миканита приводит к их быстрому износу.

Поломка подшипников может привести к люфту вала ротора. Даже малое смещение оси ротора во время вращения ухудшает контакт, способствует износу щеток и может привести к повреждению поверхности пластин коллектора.

Основные преимущества профессионального ремонта коллектора

Само собой, ремонт коллектора можно выполнить и самостоятельно. Однако, для этого потребуется не только знание электротехники и устройства двигателя, но и наличие специального оборудования, которое необходимо для разборки двигателя и восстановления поверхности коллектора. Кроме того, поломка коллектора может быть вызвана рядом других неисправностей двигателя. Поэтому его ремонт должен сопровождаться полной диагностикой электрической и механической частей устройства.

Ремонт коллектора необходимо выполнять в специально оборудованном месте. Для восстановления поверхности коллектора необходим токарный станок. Разборка ротора и снятие коллектора требует снятия подшипников. Чтобы сделать это без повреждений нужен специальный съемник, который является дорогостоящим прибором и есть в наличии только у профессиональной ремонтной службы.

Почему стоит обращаться к нам

Мы обладаем всем необходимым оборудованием, чтобы выполнить быстрый и качественный ремонт коллектора. Наша мастерская использует только современное оборудование и высококвалифицированных специалистов, с огромным опытом работы в данной области. У нас в наличии все необходимые комплектующие для замены на старые. Мы сотрудничаем только с проверенными поставщиками, поэтому все запасные элементы двигателя выполнены из материала высоко качества.