Якорь для электродвигателя: Роторы и якори для электроинструмента — АртСтрой — строительные материалы в Санкт-Петербурге

Содержание

РадиоКот :: Перемотка якорей

РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >

Перемотка якорей

Прежде, чем сказать, что это невозможно — стоит попробовать.

Решил поздравить Кота достаточно своеобразно. Я считаю, что настоящие радиолюбители, а тем более радиокоты, должны многое уметь делать своими лапами руками (лапами). Многие считают описываемую работу неблагодарной и, часто, вообще невозможной. Смотрите сами и пробуйте.

—

В современном мире никак не обойтись без электроинструмента. Настоящие мужчины работают не покладая рук с дрелями, болгарками, а настоящие женщины — с миксерами и кухонными комбайнами. Применяющиеся в них коллекторные двигатели, хоть и не отличаются завидной надежностью, но просты и технологичны в массовом
производстве. Однако хорошее проффесиональное оборудование, с развитием электроники, переходит на бесщеточные двигатели прямого привода. Мощные и с интеллектуальным управлением — серьезное продвижение в технологиях.

Немного философии ремонта.
Ремонт неисправного электроинструмента вполне доступен мастерам и начинающим. Но здесь, хотелось бы, остановится на некоторых моментах. Вообще, стоит или не стоит ремонтировать? Почему стоит? Ну, ответ заложен в вопросе. Потому как новый стоит денег. Но если рассмотреть этот вопрос немного с другой стороны, то станет понятно, что вкладывая материальные и временнЫе ресурсы в неисправную вещь мы автоматически повышаем его стоимость. То есть фактически, даже если нам повезет с ремонтом, мы получим тот же девайс, но не новый,мало того, еще и с увеличившейся стоимостью. За «если не повезет» вообще разговора нет.
Поэтому, и не только здесь, возникает справедливый момент ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ.
В чем может проявится целосообразность? Простое дело — не хочу расставаться тем, что служило верой и правдой много лет. Это имеет под собой основание, но чисто ментальное. Это повышает самооценку, будет греть душу, но не бумажник. Ну, а что может согреть бумажник? Например отсутсвие денег на приобретение нового, но это чисто финансовый вопрос. Он упирается распределение финансов. Аспект еще сложнее.

Поэтому, когда станет вопрос, еще раз проанализируйте ситуацию. В общем случае считается, что ремонт НЕ ЦЕЛЕСООБРАЗЕН, если его стоимость превышает половину от цены новой вещи. Опять же, ремонт — это интергальная величина складывающаяся из стоимости запчастей и времени, потраченного на сам ремонт. Если вы ремонтировать будете сами, вторая часть зависит только от вас. И вам решать как это время потратить: отдахать, зарабатывать деньги чем-то другим, или ремонтировать то, что вам дорого по тем или иным причинам. Если вы будете отдыхать во время занятия любимым делом — то вопрос во многом упрощается.

С технической точки зрения целесообразность ремонта оправдана, если какая-то небольшая часть неисправна и если только ее заменить или отремонтировать, то остальное прослужит хотя бы какое-то время. То есть, если вы разбираете болгарку, в которой не работает клавиша, разбиты подшипники, покоцаны шестеренки в редукторе и сгорел якорь — надо еще раз подумать на какой мусорке ей ставят прогулы. По ментальным соображениям ее можно отремонтировать, потратив 75% стоимости новой. А надо ли это? И кому?

Если лично вам, то думайте о целесообразности. А если вы будете ремонтировать кому-то, еще и за деньги, то вы кроме проблем ничего не заработаете. И в таком случае правильно, если вы назначите высокую цену на ремонт и хозяин не согласится.

Немаловажно то, что сама укладка обмоток- простое и веселое занятие, мало отличающееся от намотки других катушек вручную. Требуется, конечно, дополнительная внимательность и доля сноровки, которая придет с опытом.
Однако работы по подготовке к этой увлекательной процедуре могут занять 80% всего времени.
Еще раз хочу предупредить, что потраченное время на перемотку может быть оправдано только личным желанием это сделать или, может, желанием научится чему-то новому. С точки зрения коммерции это не оправдано. Не спроста, достаточно мало людей, берущихся за такую работу. К тому же стоимость перемотки у них если не превышает, то догоняет стоимость нового якоря (если он есть в продаже, конечно). Это связано как раз с подготовкой. Хорошо, если будет схема намотки, а если ее нет, то работы только по снятию схемы могут растянутся на полдня или даже рабочий день. Короче говоря, все обмотчики (за редким исключением)

вам скажут, что перемотка якорей весьма неблагодарное занятие, заработать на них не реально, и тут они правы. Все как один скажут — приноси асинхронный двигатель, хоть с ведро размерами, все будут рады. И приемка цветных металлов в том числе.

Есть еще один аспект в работах по перемотке якорей. Это динамическая балансировка готовых изделий. Якорь вращается в двигателе вплоть до 15-20 тыс об.мин. Даже незначительное смещение центра масс могут привести к нежелательной вибрации, износу подшипников и, как следствие, сокращению ресурса двигателя

Сама балансировка делится на два этапа. Определение места избыточной (или недостающей) массы с последующим удалением фрезеровкой металла пакета или приклееванием груза из специальной мастики. Определение места происходит путем раскручивания якоря через ремень на специальной роликовой подвеске на опорах. Под опорами располагаются датчики механических перемещений. Обработка данных в специальном оборудовании заканчивается выводом на экран иформации,как правило, по 3 — 12 осям и двум плоскостям. Иной раз, сразу в станке и фрезеруют. Все хорошо, но заводские станки автоматической балансировки достаточно дороги. Их могут себе позволить только крупные мастерские с приличным потоком таких работ. А в основном люди пользуются кустарными станками с разной долей примитивизма. Посмотрите на ТыТрубе 🙂
В нашем случае, делать станок для однократного применения никто не будет. Можно относительно просто сделать статическую балансировку, но она мало спасает. Однако есть способы, как в той или иной мере обойти этап балансировки. Ясное дело, что это нехорошо, балансировать надо. Если негде это делать, так что? Не перематывать что-ли? Надо просто понимать этот момент и помнить о недостатке. При правильном проведении работ, остаточный дисбаланс при этом может быть и не таким уж и большим. Вплоть до незаметности.

Мы с вами уже все подумали, и решили, что надо ремонтировать. Механической части мы не будем касаться в рамках этой статьи. Не будем касаться и теории работы таких двигателей (слишком длинная статья выйдет).

Электрические неисправности коллекторных двигателей можно условно разделить на две группы. Они по сути являются отражением известного изречения, что все электрические неисправности либо от того, что нет контакта где должен быть или он есть там, где его быть не должно. То есть: короткие замыкания или обрывы.

Возникает справедливый вопрос в диагностике. Если обрывы обмотки сравнительно просто выясняются, то короткие замыкания обнаружить не так просто. К тому же, КЗ может проявлятся при прогреве или разгоне двигателя. Это редкость, конечно, но бывает. Опять же, если обрывы можно зачастую восстановить, то витковое КЗ — прямое показание на замену или перемотку. Статорные обмотки в коллекторных двигателях выходят из строя намного реже, чем в якорях. Это может случится, если работали с КЗ витками в якоре и все перегрелось. Ремонт статорных катушек не вызовет затруднений, если изготовить правильную оправку. В некоторых случаях можно положить новую изоляцию и намотать непосредственно в паз. Потом связать и пропитать.

Вообще, диагностика якорных обмоток на предмет виткового КЗ — тривиальная задача. Наиболее просто и достоверно это можно сделать на индукторе системы «башмак». Есть целая куча промышленных и любительских конструкций. Метод основан на том, что у якоря с витковым КЗ резко нарушена конфигурация магнитного поля. Так как любая электрическая машина обратима, то если подводить внешнее магнитное поле к рабочим полюсным наконечикам, то в исправном якоре на нерабочих — поля не должно быть, но это вкратце. Если у вас есть пароль к гуглу и ютубу, вы все найдете.

Есть упрощенный метод с помощью искателя КЗ витков. Он состоит из генератора электромагнитных колебаний и приемника. Тоже конструкций полно. Такой метод прост, но имеет недостатки и ограничения в примнении. Достаточно простой и достоверный способ измерить индуктивность обмоток, это если имеется подходящий прибор. Короче говоря, диагностика якоря хоть и достаточно простое мероприятие, но требует определенного инструментария. Обычного тестера явно недостаточно. Однако, если двигатель греется, круговой огонь по коллектору, новые щетки обгорают, но обмотки на коллекторе при этом прозваниваются,
и без особенной диагностики понятно, что это витковое замыкание в якоре. Можно поиграться, подав напряжение через регулятор напряжения или ЛАТР. Обычно двигатели дрелей и тому подобного размера стартуют на холостом ходу от 10-15В. Желательно контроллировать ток при этом. Придерживая ротор рукой можно оценить момент двигателя в пределах одного полного оборота. Если где то резко теряет момент,при этом на
больших оборотах начинает сильно искрить — косвенное подтверждение короткозамкнутых витков.
Что делать дальше? И, возвращаясь, самое правильное — поискать заводской новый якорь. Я убежден, что в заводских условиях серийного производства качество недостижимо выше домашней перемотки. Исключения конечно есть. Попадаются якори, которые просто безобразно сделаны. Попадались практически без пропитки, с проводом в обмотке, который, из-за высокого содержания железа в меди, липнет к магниту. К слову говоря, по словам технолога волочильного участка, совершенно без железа медных проводов не делают.
Маленький процент железа добавляют, если его там нет исходно. Железо резко увеличивает элластичность, которая необходима для волочения в фильерах. Другое дело, что электрические свойства провода от этого не улучшаются,а при лишнем железе провод превращается в высокоомный, превращая якорь в обогреватель с последующим характерным эффектом.

Если нужного якоря в продаже нет, можно попробовать поискать двигатель всборе. Это тоже хороший вариант,
хоть уже и не дешевый. Ну и последний вариант, чему собственно посвящена данная статья — перемотать. Хочешь сделать хорошо,сделай сам.

Начинаем.

И так, помимо диагностики, для подготовительного этапа нам предстоит:
1. Снять схему расположения обмоток и сноски (сброса), измерить диаметр провода
2. Демонтировать обмотку, отметить паз, где лежала первая обмотка
3. Очистить железо и коллектор от старой пропитки и изоляции
4. Проверить коллектор, осмотрев на предмет повреждений и промерять изоляцию ламелей
5. Вырезать и положить пазовую изоляцию, подготовить пазовые шпунты

6. Ясно представить что и как будет мотаться, подготовить провод.

На всех этапах требуется, в первую очередь, (и ведь не только здесь) требовательность к себе в плане качества и достаточности. Желание сделать красиво и качественно вас обязательно наградит. Наспех подготовленный, или, как зря перемотанный якорь сгорит, если не сразу, то скоро.

Для начала, разбираем двигатель, достаем якорь. Вытираем тряпкой или,даже, моем. Можно водой и щеткой с порошком :).
Теперь внимательно смотрим, как что намотано.

Теперь сделаем измерения. Мерять будем диаметрально, так как к коллектору прижаты щетки.

В нормальном якоре сопротивления и индуктивности должны быть примерно одинаковые по кругу. Здесь явно видно, что есть КЗ витки на 9 измерении и около него.

По рисунку укладки, в данном конкретном случае это симметричная обмотка, которая моталась одновременно из двух катушек. Но об этом чуть ниже.

Вообще, для функционирования такой электромашины достаточно, чтобы были исправные обмотки в пазах пакета железа и были они правильно подключены к коллектору. Как правило,в простых двигателях для электроинструмента ламелей на коллекторе в два раза больше полюсных наконечников. Это означает лишь то, что каждая обмотка состоит из двух одинаковых половин. То есть, говоря радиолюбительским языком, имеет отвод от середины. Подключение к коллектору каждой такой обмотки выполнено к трем ламелям подряд на коллекторе. Вот к каким именно ламелям она подключена и есть СНОСКА или СБРОС. Ее нужно выяснить. При этом нужно посчитать витки в обмотке, ну и ,самое простое, измерить диаметр. Как только эта информация будет собрана можно безжалостно вырезать и выковырять старую обмотку. Эту информацию о схеме намотки можно попытаться выведать в интернете, что резко упростит работу, но это удается далеко не всегда. Быстрее всего схему придется снимать самостоятельно. Потом бережно хранить на всякий случай.

В первую очередь надо отметить где были верхние обмотки. Лучше это сделать надфилем на соответствующем полюсном наконечнике. Это нужно для того, чтобы также и намотать.

Теперь надо открыть пазы. Любым доступным способом. Если пазовые шпунты вынутся без повреждения, их можно будет использовать. Но это редко. Если не поддаются даже с прогревом феном,то их надо прорезать, не повредив обмотку.

Потом найти на коллекторе самый верхний провод, который присоединялся последним. Его надо остоединить и проследить в какой паз он уходит. Быстрее всего нужно будет подогреть.

Греем феном, осторожно поддевая провод.

Прогревая якорь и паз, осторожно разматываем обмотку, считаем витки.

В конце обмотки провод вернется на коллектор на соседнюю ламель.

Тут надо сказать про рисунок укладки обмоток
Вообще,в какой последовательности их мотать, для электричества не имеет значения.
Это важно для механики в виде — достаточной компактности, правильного распределения веса, механической прочности. Поэтому существует несколько схем укладок — порядка намотки. Самая простая — припаиваем начало обмотки к коллектору и мотаем по кругу последовательно все секции. Это просто и удобно, даже работать будет, но есть огромный недостаток. И он в дисбалансе, потому как последняя секция ложится на первую. Это нарушает распределение масс. Если на заводе имелся хороший баласировочный станок, позволяющий выправить сильный дисбалнс,то мотают так. Вобщем говоря, качества это не добавляет. Часто встечается в самых дешевых устройствах, типа китайских кофемолок. Но наиболее распространенная симметричная схема намотки. Мотают из двух катушек провода по очереди по разным сторонам пакета. Получается симметрично в плане веса, компактно и эстетично. Лично я считаю, что мотать вручную надо именно так. Существует схема укладки крестом (дальнейшее усовершенствование симметричной) и другие схемы. Укладка крестом — очень хороша и красива, но требует при намотке резать провод, что лишняя морока.

Симметричная обмотка часто выполняется так, что вторая полусекция первой обмотки мотается сверху. Это дополнительно способствует компактности. Это надо учесть и проследить при разборке. К слову говоря, далеко не всегда удается размотать обмотку с первого раза. Это ничего. На якоре их много:) Есть специалисты, которые срезают ножевкой лобовые части и выбивают содержимое паза. Посчитав витки и зная, что в каждом пазу лежит две обмотки (четыре полусекции), вполне можно определить количество витков. А вот со сноской могут
возникнуть проблемы. Поэтому, по хорошему, надо бережно размотать хотябы одну обмотку полностью и все определить. И количество витков, и сноску,и диаметр. Бережно рисуем картинку. В произвольной форме, важно чтобы было понятно именно вам, как что намотано и куда подключено.

Большими квадратами показаны полюса, маленькими — ламели. Закрашенная ламель — подключение середины обмотки. Стрелкой — направление укладки обмоток.
При демонтаже обмоток важно отметить на пакете где располагались верхние обмотки.
У нас ведь балансировать нечем, поэтому сохраним, хотя бы, расположение обмоток по отношению к железу.
Имея картинку схемы, как уже упоминалось, все тщательно очищаем доступными способами и инструментами. Можно изготовить и какой нибудь специальный.

Демонтаж старой обмотки хоть и тривиальная задача, все равно требует определенных навыков и осторожности.
Она нужна, чтобы не повредить пластиковые изоляторы на лобовых частях пакета и коллектор. Если изоляторы — еще ладно, можно сделать пазовую изоляцию с воротниками,то подходящий коллектор найти будет непросто. Коллектор тоже приводим в порядок. Отгибаем так называемые петушки — контактные крапаны ламелей,
хорошо очищаем от старой пропитки, если надо, то с подогревом феном. После того как старая обмотка снята, надо обязательно проверить коллектор на предмет межламельных замыканий. Проверять надо напряжением не ниже 100В. Если обнаружится утечка, надо попробовать процарапать канавки. Прогар между ламелями часто удается выковырять иголкой с последующей заливкой эпоксидной смолой. Если пробой и прогар случился на удерживающие кольца, которые внутри, то коллектор придется заменить, что может быть,как указывалось, не так просто.
Если проверка успешно завершилась, то можно приступать к монтажу новой обмотки.

Готовим пазовую изоляцию.

Конечно, хорошо использовать современные изоляционные материалы специальные для изоляции пазов. Как правило это разновидности стеклополимерных материалов. Есть и чисто полимерные материалы, например изофлекс. В данном случае требования не столько по изоляции, сколько по теплостойкости, эластичности и адгезионности к пропиточному материалу. Китайцы, например,используют картон с полимерной пленкой.
По доступности самый простой и достойный материал — полиэфирная пленка от пластиковых бутылок. Нужно использовать ровную часть от бутылки. Лучше от 2л, там он тоньше. Второй по достойности — просто картон подходящей толщины от конфетных и чайных коробок. Немного неудобно с ним работать из-за расслаивания по краю. Но после пропитки эпоксидной смолой будет все просто замечательно. Измеряем ширину пакета вместе с изоляционными лобовыми накладками. Отрезаем полосу. Режем на куски, вставляем в пазы. Изоляция должна выступать из паза на 10 — 15 мм, удобнее будет удерживать при намотке.

Еще надо намотать уплотнитель из мягкой толстой нити в торце коллектора. Концы нитки можно пока завернуть в сторону ламелей,чтобы не вязать узел, он там будет мешать. Когда будем мотать, уплотнение прижмется проводом и концы нити можно будет обрезать.

Готовим пазовые шпунты
Хорошо, если их удалось вынуть неповрежденными. Если нет — надо сделать новые. Самый подходящий материал — стеклотекстолит 0.5мм. Можно расслоить с более толстого. Можно попробовать найти полиэфирный пластик, такой как на бутылках, только вдвое-втрое толще.
Может попадется на какой нибудь блистерной упаковке.
измеряем ширину паза в месте, где будет шпунт. Размечаем, отрезаем нужное количество.

Обязательно надо скруглить все края. Откладываем в сторону.

Делим провод.
Как уже указывалось, если нам предстоит мотать симметричную обмотку, то нам надо две катушки с одинаковым проводом. Это хорошо, если такое есть. Если нет, то отрезаем из вспененного полиэтилена или пенопласта брусок. Определяем длину витка который будет на бруске, измеряем длину витка в пазу. Это надо сделать с припуском, измеряя как бы среднюю его величину. Пересчитываем сколько надо провода и перематываем провод с катушки
на брусок для 6 обмоток,конечно, если их всего 12.

Приступаем к намотке. В данном случае, в пазу в начале лежит вторая часть обмотки. Первая ее часть будет на самом верху. Сначала надо подключить,согласно имеющейся схеме, начало провода к соответсвующей ламели. конечно, предварительно зачистив.

Делаем полувиток вокруг вала, заводим в паз.

Поворачиваем якорь валом к себе и удерживая одной рукой края изоляции наматываем обмотку.

Выводим из паза, в том же напрвлении прокладываем провод вокруг вала. Подводим к ламели,
отмечаем место,где будет присоединение и на минимально возможной длине, снимаем лак.

Подводим под петушок, делаем петлю.

Под самим петушком должна оказаться зачищеная часть. Для этого можно немного ослабить провод или подтянуть. Загибать будем потом.

То же самое делаем с другой стороны якоря, взяв провод с другой катушки.

Переходим на ту,которую мотали первой. Делаем полувиток, закладываем в паз и мотаем уже полноценные две полуобмотки, подключив середину к ламели коллектора.

Поочереди укладывая обмотки в пазы, подключаем обмотки к коллектору, зачищая нужное место
на проводе. Если все делать правильно, то на уплотнителе в торце якоря будет формироваться характерный рисунок сетки.

Для шпунтования понадобится планка из стеклотекстолита или твердого дерева толщиной чуть меньше паза в узком месте, а шириной 8-12 мм.
Для верности, дополнительно затолкав провод в паз, ножницами, отрезаем края пазовой изоляции заподлицо с пакетом.

Завернув друг на другакрая изоляции внутри паза, вставляем шпунт.

Таким образом закрываем все пазы.

Загибаем и пропаиваем петушки на коллекторе. Кислоту использовать нельзя. В крайнем случае, какой нибудь активированный флюс.
Впрочем,если все хорошо зачищено, медь к меди прекрасно паяется обычным флюсом.

Далее надо уложить бандаж. Лучше всего подходят толстые х/б нитки. Нету? Пусть будут капроновыми.
Сделав 2-3 витка вокруг вала около коллектора, прокладываем нить вдоль паза.

Потом делаем неполный виток вокруг вала на другом конце якоря, возвращаем в тот же паз. Потом неполный виток вокруг вала около коллектора и в следующий паз.

Сам по себе бандаж- необязательная вещь, но она помимо уплотнения обмотки, добавляет эстетики и придает якорю законченный вид.

Перед пропиткой надо электрически проверить якорь, как там все получилось. Прозвонить обмотки. Если есть возможность, проверить на башмаке или измерить индуктивность.

Слева, то что получилось, справа, то что было. Видно, что разброс менее 10%.

Кстати, можно вообще собрать двигатель и крутнуть вхолостую. Секунд 10, не больше. От вибрации при вращении
может перетереться изоляция на проводе внутри обмоток.

Для пропитки якорь надо прогреть. Прихватываем к диаметральным ламелям проводки, подключаем к лабораторному источнику, на крайний случай к ЛАТРу, контроллируя ток. Плавно поднимаем напряжение, пробуем рукой. Как прогрелось до 60-70 град, существенно снижаем ток. Пока разведем смолу, пусть еще хорошо прогреется.

Разводим с отвердителем эпоксидную смолу. По объему- тяжело что-то рекомендовать. Вот у меня ушло на якорь полторы столовых ложки.
Если у вас нет опыта работы с эпоксидкой — проверьте за застывание следующим образом: небольшую каплю смолы нужно прогреть в слабой струе фена 300-350град.
По характеру закипания и застывания можно судить о правильности отношения отвердителя к смоле.
1. При нагреве сильно вскипает и тут же застывает в пене — много отвердителя.
2. При нагреве почти не кипит, после нагрева остается жидкой — мало отвердителя.
3. Правильная концентрация — смола закипает, но после нагрева прозрачная капля быстро густеет и застывает около минуты до стеклянного состояния.
Можно добавить пластификатор дибутилфтолат. Я добавляю полиуретановый клей в объеме примерно равным отвердителю. Он прекрасно растворяется
в объеме смолы. Существенно снижает хрупкость. При застывании смола от него немного белеет.

Приступаем к пропитке.
Если на рабочем конце вала есть нарезка для механизма, лучше замотать это место кусочком ткани и закрепить ниткой. Изолента в эпоксидной смоле раскисает.

Закрепив якорь вертикально, коллектором вверх. Небольшими порциями подаем смолу в пазы. Ждем пока в каждом пазу она покажется внизу.
Торопиться не надо. Смола — очень текучая субстанция. В прогретую обмотку впитывается лучше чем вода в сухую землю.

Потом переворачиваем якорь, ждем пока смола перетечет в сторону коллектора и пропитает уплотнитель из нитки. Не спешите добавлять смолу.Чтобы не было,как в известной поговорке — пекла бабка пироги и ворота в тесте…

Если смола попала между ламелей в коллекторе — надо вовремя (когда чуть загустеет) ее оттуда убрать кусочком картона подходящей толщины.Потом возвращаем в прежнее положение. Оключаем нагрев. Отдыхаем до окончательной полимеризации смолы.

Норма времени на застывание смолы при 60 град = 2часа. Хорошо бы после перемотки проточить коллектор. Если сильной канавы от щеток нет- просто зачистить наждачкой.

Протачивать коллектор должен токарь, который знает как это делается. Потому что некотоые даже не догадываются что такое коллектор и как выставить чтобы биения были меньше 0.05 мм.

Удачи, коты!

Файлы:
Фотография
Фотография
Фотография

Все вопросы в Форум.

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

5 схем проверки электродвигателя мультиметром

Мне часто в последнее время друзья и соседи стали задавать вопрос: как проверить электродвигатель мультиметром? Вот я и решил написать небольшой обзор инструкцию для начинающих электриков.

Сразу замечу, что один мультиметр не позволяет выявить со 100% гарантией все возможные неисправности: мало его функций. Но порядка 90% дефектов им вполне можно найти.

Постарался сделать инструкцию универсальной для всех типов движков переменного тока. Эти же методики при вдумчивом подходе можно использовать в цепях постоянного напряжения.

Содержание статьи

Что следует знать о двигателе перед его проверкой: 2 важных момента

В рамках излагаемой темы достаточно представлять упрощенный принцип работы и особенности конструкции любого двигателя.

Принцип работы: какие электротехнические процессы необходимо хорошо представлять при ремонте

Любой движок состоит из стационарно закрепленного корпуса — статора и вращающегося в нем ротора, который еще называют якорь.

Его круговое движение создается за счет воздействия на него вращающегося магнитного поля статора, формируемого протеканием электрических токов по статорным обмоткам.

Когда обмотки исправны, то по ним текут номинальные расчетные токи, создающие магнитные потоки оптимальной величины.

Если сопротивление прводов или их изоляция нарушена, то создаются токи утечек, коротких замыканий и другие повреждения, влияющие на работу электродвигателя.

Между статором и ротором выполнен минимально возможный зазор. Его могут нарушить:

разбитые подшипники;
попавшие внутрь механические частицы;
неправильная сборка и другие причины.

Когда происходит задевание вращающихся частей о неподвижный корпус, то создается их разрушение и дополнительные механические нагрузки. Все это требует тщательного осмотра, анализа состояния внутренних частей до начала электрических проверок.

Довольно часто не квалифицированный разбор является дополнительной причиной поломок. Пользуйтесь специальным инструментом и съемниками, исключающими повреждения граней валов.

После разборки сразу во время осмотра проверяют люфты, свободный ход подшипников, их чистоту и смазку, правильность посадочных мест.

Кроме этого у коллекторного электродвигателя могут быть сильно изношены пластины или щетки.

Все это необходимо проверять до подачи рабочего напряжения.

Особенности конструкций, влияющие на технологию поиска дефектов

Обычно производитель электрические характеристики указывает на табличке, прикрепленной на корпусе. Этим сведениям стоит верить.

Однако часто во время ремонта или перемотки конструкция статора изменяется, а табличка остается прежняя. Этот вариант следует тоже учитывать.

Для бытовой сети 220 вольт могут использоваться двигатели:

коллекторные с щеточным механизмом;
асинхронные однофазные;
синхронные и асинхронные трехфазные.

В схемах 380 вольт работают трехфазные синхронные и асинхронные электродвигатели.

Все они отличаются по конструкции, но, в силу работы по общим законам электротехники, позволяют использовать одинаковые методики проверок, заключающиеся в замерах электрических характеристик косвенными и прямыми методами.

Как проверить обмотку электродвигателя на статоре: общие рекомендации

Трехфазный статор имеет три встроенные обмотки. Из него выходит шесть проводов. В отдельных конструкциях можно встретить 3 или 4 вывода, когда соединение треугольник или звезда собрано внутри корпуса. Но так делается редко.

Определить принадлежность выведенных концов обмоткам позволяет прозвонка их мультиметром в режиме омметра. Надо просто один щуп поставить на произвольный вывод, а другим — поочередно замерять активное сопротивление на всех остальных.

Пара проводов, на которой будет обнаружено сопротивление в Омах, будет относиться к одной обмотке. Их следует визуально отделить и пометить, например, цифрой 1. Аналогично поступают с другими проводами.

Здесь надо хорошо представлять, что по закону Ома ток в обмотке создается под действием приложенного напряжения, которому противодействует полное сопротивление, а не активное, замеряемое нами.

Учитываем, что обмотки наматываются из одного провода с одинаковым числом витков, создающих равное индуктивное сопротивление. Если провод в процессе работы будет закорочен или оборван, то его активная составляющая, как и полная величина, нарушится.

Межвитковое замыкание тоже сказывается на величине активной составляющей.

Поэтому замеры активного сопротивления обмоток и их сравнение позволяют достоверно судить об исправности статорных цепей, делать вывод, что их целостность не нарушена.

Однофазный асинхронный двигатель: особенности статорных обмоток

Такие модели создаются с двумя обмотками: рабочей и пусковой, как, например, у стиральной машины. Активное сопротивление у рабочей цепочки в подавляющем большинстве случаев всегда меньше.

Поэтому когда из статора выведено всего три конца, то это означает, что между всеми ими надо измерять сопротивление. Результаты трех замеров покажут:

меньшая величина — рабочую обмотку;
средняя — пусковую;
большая — последовательное соединение первых двух.

Как найти начало и конец каждой обмотки

Метод позволяет всего лишь выявить общее направление навивки каждого провода. Но для практической работы электродвигателя этого более чем достаточно.

Статор рассматривается как обычный трансформатор, что в принципе и есть на самом деле: в нем протекают те же процессы.

Для работы потребуется небольшой источник постоянного напряжения (обычная батарейка) и чувствительный вольтметр. Лучше стрелочный. Он более наглядно отображает информацию. На цифровом мультиметре сложно отслеживать смену знака быстро меняющегося импульса.

К одной обмотке подключают вольтметр, а на другую кратковременно подают напряжение от батарейки и сразу его снимают. Оценивают отклонение стрелки.

Если при подаче «плюса» в первую обмотку во второй трансформировался электромагнитный импульс, отклонивший стрелку вправо, а при его отключении наблюдается движение ее влево, то делается вывод, что провода имеют одинаковое направление, когда «+» прибора и источника совпадают.

В противном случае надо переключить вольтметр или батарейку — то есть поменять концы одной из обмоток. Следующая третья цепочка проверяется аналогично.

А далее я просто взял свой рабочий асинхронный движок с мультиметром и показываю на нем фотографиями методику его оценки.

Личный опыт: проверка статорных обмоток асинхронного электродвигателя

Для статьи я использовал свой новый карманный мультиметр Mestek MT102. Заодно продолжаю выявлять недостатки его конструкции, которые уже показал в статье раньше.

Электрические проверки выполнялись на трехфазном двигателе, подключенном в однофазную сеть через конденсаторы по схеме звезды.

Общая оценка состояния изоляции обмоток

Поскольку на клеммных выводах все обмотки уже собраны вместе, то замеры начал с проверки сопротивления их изоляции относительно корпуса. Один щуп стоит на клеммнике сборки нуля, а второй — на гнезде винта крепления крышки. Мой Mestek показал отсутствие утечек.

Другого результата я и не ожидал. Этот способ замера состояния изоляции очень неточный и большинство повреждений он выявить просто не сможет: питания батареек 3 вольта явно недостаточно.

Но все же лучше делать хоть так, чем полностью пренебрегать такой проверкой.

Для полноценного анализа диэлектрического слоя проводников необходимо использовать высокое напряжение, которое вырабатывают мегаомметры. Его величина обычно начинается от 500 вольт и выше. У домашнего мастера таких приборов нет.

Можно обойтись косвенным методом, используя бытовую сеть. Для этого на клеммы обмотки и корпуса подают напряжение 220 вольт через контрольную лампу накаливания мощностью порядка 75 ватт (токоограничивающее сопротивление, исключающее подачу потенциала фазы на замыкание) и последовательно включенный амперметр.

Ожидаемый ток утечки через нормальную изоляцию не превысит микроамперы или их доли, но рассчитывать надо на аварийный режим и начинать замеры на пределах ампер. Измерив ток и напряжение, вычисляют сопротивление изоляции.

Однако такая работа производится под действующим напряжением. Она опасна. Выполнять ее можно только тем работникам, кто имеет хорошие практические навыки электрика, имея минимум третью группу по технике безопасности.

Используя этот способ, учитывайте, что:

на корпус движка подается полноценная фаза: он должен располагаться на диэлектрическом основании, не иметь контактов с другими предметами;
даже временно собираемая схема требует надежной изоляции всех концов и проводов, прочного крепления всех зажимов;
колба лампы может разбиться: ее надо держать в защитном чехле.

Замер активного сопротивления обмоток

Здесь требуется разобрать схему подключения проводов и снять все перемычки. Перевожу мультиметр в режим омметра и определяю активное сопротивление каждой обмотки.

Прибор показал 80, 92 и 88 Ом. В принципе большой разницы нет, а отклонения на несколько Ом я объясняю тем, что крокодил не обеспечивает качественный электрический контакт. Создается разное переходное сопротивление.

Это один из недостатков этого мультиметра. Щуп плохо входит в паз крокодила, да к тому же тонкий металл зажима раздвигается. Мне сразу пришлось его поджимать пассатижами.

Замер сопротивления изоляции между обмотками

Показываю этот принцип потому, что его надо выполнять между каждыми обмотками. Однако вместо омметра нужен мегаомметр или проверяйте, в крайнем случае, бытовым напряжением по описанной мной выше методике.

Мультиметр же может ввести в заблуждение: покажет хорошую изоляцию там, где будут созданы скрытые дефекты.

Как проверить якорь электродвигателя: 4 типа разных конструкций

Роторные обмотки создают магнитное поле, на которое воздействует поле статора. Они тоже должны быть исправны. Иначе энергия вращающегося магнитного поля будет расходоваться впустую.

Обмотки якоря имеют разные конструкции у двигателей с фазным ротором, асинхронным и коллекторным. Это стоит учитывать.

Синхронные модели с фазным ротором

На якоре создаются выводы проводов в виде металлических колец, расположенных с одной стороны вала около подшипника качения.

Провода схемы уже собраны до этих колец, что наносит небольшие особенности на их проверку мультиметром. Отключать их не стоит, однако методика, описанная выше для статора, в принципе подходит и для этой конструкции.

Такой ротор тоже можно условно представить как работающий трансформатор. Требуется только сравнить индивидуальные сопротивления их цепочек и качество изоляции между ними, а также корпусом.

Якорь асинхронного электродвигателя

В большинстве случаев ситуация здесь намного проще, хотя могут быть и проблемы. Дело в том, что такой ротор выполнен формой «беличье колесо» и его сложно повредить: довольно надежная конструкция.

Короткозамкнутые обмотки выполнены из толстых стержней алюминия (редко меди) и прочно запрессованы в таких же втулках. Все это рассчитано на протекание токов коротких замыканий.

Однако на практике происходят различные повреждения даже в надежных устройствах, а их как-то требуется отыскивать и устранять.

Цифровой мультиметр для выявления неисправностей в обмотке «беличье колесо» не потребуется. Здесь нужно иное оборудование, подающее напряжение на короткое замыкание этого якоря и контролирующее магнитное поле вокруг него.

Однако внутренние поломки таких конструкций обычно сопровождаются трещинами на корпусе, а их можно заметить при внимательном внутреннем осмотре.

Кому интересна такая проверка электрическими методами, смотрите видеоролик владельца Viktor Yungblyudt. Он подробно показывает, как определить обрыв стержней подобного ротора, что позволяет в дальнейшем восстановить работоспособность всей конструкции.

Коллекторные электродвигатели: 3 метода анализа обмотки

Принципиальная электрическая схема коллекторного двигателя в упрощенной форме может быть представлена обмотками ротора и статора, подключенными через щеточный механизм.

Схема собранного электродвигателя с коллекторным механизмом и щетками показана на следующей картинке.

Обмотка ротора состоит из частей, последовательно подключенных между собой определенным числом витков на коллекторных пластинах. Они все одной конструкции и поэтому имеют равное активное сопротивление.

Это позволяет проверять их исправность мультиметром в режиме омметра тремя разными методиками.

Самый простой метод измерения

Принцип №1 определения сопротивления между коллекторными пластинами я показываю на фото ниже.

Здесь я допустил одно упрощение, которое в реальной проверке нельзя совершать: поленился извлекать щетки из щеткодежателя, а они создают дополнительные цепочки, способные исказить информацию. Всегда вынимайте их для точного измерения.

Щупы ставятся на соседние ламели. Такое измерение требует точности и усидчивости. На коллекторе необходимо нанести метку краской или фломастером. От нее придется двигаться по кругу, совершая последовательные замеры между всеми очередными пластинами.

Постоянно контролируйте показания прибора. Они все должны быть одинаковыми. Однако сопротивление таких участков маленькое и если омметр недостаточно точно на него реагирует, то можно его очувствить увеличением длины измеряемой цепочки.

Способ №2: диаметральный замер

При этом втором методе потребуется еще большая внимательность и сосредоточенность. Щупы омметра необходимо располагать не на соседние ближайшие пластины, а на диаметрально противоположные.

Другими словами, щупы мультиметра должны попадать на те пластины, которые при работе электродвигателя подключаются щетками. А для этого их потребуется как-то помечать, дабы не запутаться.

Однако даже в этом случае могут встретиться сложности, связанные с точностью замера. Тогда придется использовать третий способ.

Способ №3: косвенный метод сравнения величин маленьких сопротивлений

Для измерения нам потребуется собрать схему, в которую входит:

аккумулятор на 12 вольт;
мощное сопротивление порядка 20 Ом;
мультиметр с концами и соединительные провода.

Следует представлять, что точность измерения увеличивает стабильность созданного источника тока за счет:

высокой емкости аккумулятора, обеспечивающей одинаковый уровень напряжения во время работы;
повышенная мощность резистора, исключающая его нагрев и отклонение параметров при токах до одного ампера;
короткие и толстые соединительные провода.

Один соединительный провод подключают напрямую к клемме аккумулятора и ламели коллектора, а во второй врезают токоограничивающий резистор, исключающий большие токи. Параллельно контактным пластинам садится вольтметр.

Щупами последовательно перебираются очередные пары ламелей на коллекторе и снимаются отсчеты вольтметром.

Поскольку аккумулятором и резистором на короткое время каждого замера мы выдаем одинаковое напряжение, то показания вольтметра будут зависеть только от величины сопротивления цепочки, подключенной к его выводам.

Поэтому при равных показаниях можно делать вывод об отсутствии дефектов в электрической схеме.

При желании можно измерить миллиамперметром величину тока через ламели и по закону Ома, воспользовавшись онлайн калькулятором, посчитать величину активного сопротивления.

Проверка состояния обмоток ротора коллекторного двигателя сильно зависит от класса точности мультиметра в режиме омметра.

Мой цифровой Mestek MT102, несмотря на выявленные в нем недостатки, нормально справляется с этой задачей.

Двигатели постоянного тока

Конструкция их ротора напоминает устройство якоря коллекторного двигателя, а статорные обмотки создаются для работы со схемой включения при параллельном, последовательном или смешанном возбуждении.

Раскрытые выше методики проверок статора и якоря позволяют проверять двигатель постоянного тока, как асинхронный и коллекторный.

Заключительный этап: особенности проверок двигателей под нагрузкой

Нельзя делать заключение об исправности электродвигателя, полагаясь только на показания мультиметра. Необходимо проверить рабочие характеристики под нагрузкой привода, когда ему необходимо совершать номинальную работу, расходуя приложенную мощность.

Включение подачей напряжения на холостой ход и проверка начала вращения ротора, как делают некоторые начинающие электрики, является типичной ошибкой.

Например, владелец очень короткого видео ЧАО Дунайсудоремонт считает, что замерив ток в обмотках, он убедился в готовности отремонтированного движка к дальнейшей эксплуатации.

Однако такое заключение можно дать только после выполнения длительной работы и оценки не только величин токов, но и замера температур статора и ротора, анализа систем теплоотвода.

Не выявленные дефекты неправильной сборки или повреждения отдельных элементов могут повторно вызвать дополнительный ремонт с большими трудозатратами. Если же у вас еще остались вопросы по теме, как проверить электродвигатель мультиметром, то задавайте их в комментариях. Обязательно обсудим.

Перемотка электродвигателя своими руками в домашних условиях от профессионалов

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.

Если у вас есть навыки ремонта техники и минимальный набор инструментов, то устранить неисправность поможет перемотка якоря в домашних условиях. Дело в том, что именно обмотка принимает на себя первые «удары» неправильной эксплуатации. Жилы проводника разрываются и обгорают. Их замена продлит жизнь техники и увеличит производительность двигателя.

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.

Когда внешних признаков неисправности нет, стоит проверить ламели якоря мультиметром. Переключите прибор в режим омметра, и выставьте диапазон в 200 Ом. Двумя щупами «прозвоните» соседние ламели. Смена сопротивления свидетельствует о поломке в катушке.

Омметр можно заменить лампочкой. Подключите плюс и минус клеммы на вилку прибора, а в разрыв поставьте лампу. Вращайте вал якоря рукой. Если лампочка «моргает», значит, произошло межвитковое замыкание. Лампа не горит? Значит, произошел обрыв цепи или отсутствует сопротивление в одной из ламелей.

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.

Закрепление. Туго намотайте несколько витков х\б ниток на обмотку возле коллектора, чтобы закрепить катушки. Синтетические нити использовать нельзя – они оплавляются.
Проверка цепей. Как при диагностике, проверьте обмотку на наличие обрывов и межвитковых замыканий.
Обработка. Если проверка не выявила неисправностей, то покройте обмотку лаком или эпоксидной смолой и высушите. Для ускорения процесса можно отправить якорь в обычную духовку на 20 часов при температуре 80 градусов.

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

Залогом бесперебойной работы техники после перемотки якоря, является правильная балансировка. В крупных компаниях по ремонту электродвигателей, на специальном станке делают динамичную балансировку. Так как перемотать якорь самому в первый раз сложно, то выявить грубые ошибки, поможет приспособление для статической балансировки «На ножах». Его легко сконструировать самостоятельно.

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:

Схематичное изображение приспособления «На ножах», где 1 — якорь электродвигателя; 2 — стальные лезвия; 3 — основание; А и Б — точки для припаивания грузов.

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.

Как проверить якорь электродвигателя в домашних условиях

Несмотря на надежность и долговечность, электродвигатели время от времени выходят из строя. Установить причину поломки и исправить ее можно самостоятельно – вам понадобится тестер, знания и немного терпения. Как проверить якорь электродвигателя в домашних условиях вы узнаете, прочитав эту статью. Мы рассмотрим два типа двигателей, чаще всего использующихся в быту и на производстве.

Коллекторные синхронные двигатели

Именно они применяются в бытовых устройствах (миксерах, стиральных машинах, электродрелях и т.п.), поэтому рассчитаны на работу от сети 220В. Их «сердце» — это якорь, состоящий из неподвижного статора и обмотки на валу. Если причина неполадок кроется в нем, начинать проверку следует с визуального осмотра.

При обнаружении:

перегоревших или оборванных обмоток;
запаха гари;
активного искрения;
оплавленных ламелей коллектора;
выхода из строя подшипников;
отсоединения проводков;

Если на первый взгляд дефекты не заметны, для более точного обследования придется вооружиться мультиметром. Проверка проходит поэтапно:

Прозвоните попарные выводы обмоток статора к ламелям. Показания сопротивления на каждом должны совпадать.
Проверьте сопротивление между корпусом якоря и ламелями – в идеале оно стремится к бесконечности.
Прозвоните выводы, чтобы проверить целостность обмотки.
Проверьте состояние цепи между выводами якорной обмотки и корпусом статора.

Наличие пробоя на корпус – знак, что двигатель требует замены сломанных деталей и полного ремонта. Подключать его к сети в этом случае запрещено.

Асинхронные двигатели

Асинхронные электродвигатели широко применяются не только в промышленности (на станках, в компрессорах, насосах), но и в быту (в холодильниках, стиральных машинах некоторых моделей). При их неисправности визуальный осмотр следует начинать с обмоток статора, играющих роль якоря.

Перед тем, как прозвонить якорь электродвигателя, необходимо проверить другие узлы и детали (так как причина может быть в их повреждении) – кабели подключения, магнитные пускатели, тепловое реле, конденсатор, а также проверить наличие напряжения. Если все в порядке, убедитесь в том, что электропитание отсутствует, и разберите двигатель.

Причины, по которым обмотки статора перестают работать, чаще всего следующие:

обрыв витков;
большая влажность;
межвитковое замыкание.

Если при осмотре не выявлены неполадки, дальнейшая диагностика проводится с помощью мультиметра. В агрегатах на 380В, которые подключаются «треугольником» или «звездой», каждая обмотка проверяется по отдельности. Отклонение значения сопротивления на них должно быть не более 5%. Затем обмотки прозваниваются на корпус и друг с другом. Сопротивление должно стремиться к бесконечности, другие показания говорят о том, что присутствует пробой обмоток между собой или на корпус. Эта проблема решается путем полной перемотки.

В электродвигателях на 220В достаточно прозвонить рабочую и пусковую обмотки. Сопротивление у первой должно быть в полтора раза ниже, чем у второй.

Самый сложный этап проверки – поиск межвиткового замыкания, поскольку при визуальном осмотре выявить его не представляется возможным. Нужно воспользоваться специальным измерителем индуктивности. Если значение на всех обмотках одинаково – неполадки отсутствуют. Наиболее низкое значение на какой-либо из обмоток указывает на ее повреждение.

Сопротивление изоляции обмоток проверяется мегомметром на 1000В, который подключается к отдельному источнику питания. Один провод подсоединяется к корпусу агрегата в месте, которое не окрашено, другой – к каждому выводу обмотки поочередно. Значение должно быть больше 0.5 Мом, меньший показатель говорит о том, что двигатель необходимо просушить. При проведении измерений старайтесь не касаться проводов и будьте предельно внимательны. Во избежание несчастных случаев обесточьте двигатель и строго соблюдайте все меры предосторожности.

Теперь вы знаете, как проверить якорь электродвигателя тестером, и можете без привлечения специалиста выявить причину неполадок и устранить ее, сэкономив деньги и время.

Устройство якоря — Студопедия

Вращающаяся часть машин – якорь 9 (рисунок 1.1) состоит из сердечника 7, обмотки 8 и коллектора 5.

Сердечник имеет цилиндрическую форму. Он набирается из колец или сегментов листовой электротехнической стали, на внешней поверхности которых выштампованы пазы. В пазы сердечника укладываются секции из медного провода. Концы секций, которые выводятся на коллектор и припаиваются к его пластинам, образуют замкнутую обмотку якоря. 

Принцип действия генератора. Простейший генератор можно представить в виде витка, вращающегося в магнитном поле (рис. 1.4, а, б). Концы витка выведены на две пластины коллектора. К коллекторным пластинам прижимаются неподвижные щетки, к которым подключается внешняя цепь.

Принцип работы генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Пусть виток приводится во вращение от внешнего приводного двигателя ПД. Проводники активной части витка пересекают магнитное поле и в них по закону электромагнитной индукции наводятся ЭДС e₁ и e₂, направление которых определяется по правилу правой руки. При вращении витка по направлению движения часовой стрелки в верхнем проводнике, находящемся под северным полюсом, ЭДС направлена от нас, а в нижнем, находящемся под южным полюсом, – к нам. По ходу витка ЭДС складываются, результирующая ЭДС е = е₁– е₂.

Если внешняя цепь замкнута, то по ней потечет ток, направленный от нижней щетки к потребителю и от него – к верхней щетке. Нижняя щетка оказывается положительным выводом генератора, а верхняя – отрицательным. При повороте витка на 180° проводники из зоны одного полюса переходят в зону другого полюса и направление ЭДС в них изменяется на обратное. Одновременно верхняя коллекторная пластина входит в контакт с нижней щеткой, а нижняя – с верхней, направление тока во внешней цепи не изменяется. Таким образом, коллекторные пластины не только обеспечивают соединение вращающего витка с внешней цепью, но и выполняют роль переключающегося устройства, т. е. являются простейшим механическим выпрямителем.При отсутствии нагрузки (при разомнутой внешней цепи генератора) имеет место режим холостого хода генератора. В этом случае от дизеля или турбины требуется только такое количество механической энергии, которое необходимо для преодоления трения и компенсации других внутренних потерь энергии в генераторе. При увеличении нагрузки генератора, т. е. отдаваемой им электрической мощности Р_эл, увеличиваются ток i, проходящий по проводникам обмотки якоря, и создаваемый им тормозящий момент М. Следовательно, должна быть соответственно увеличена и механическая мощность Р_мх, которую генератор должен получить от дизеля или турбины, для продолжения нормальной работы.

Таким образом, чем больше электрической энергии потребляется, например, электродвигателями тепловоза от тепловозного генератора, тем больше механической энергии забирает он от вращающего его дизеля и тем больше топлива необходимо подавать дизелю.

Из рассмотренных выше условий работы электрического генератора следует, что характерным для него является: совпадение по направлению тока i и э. д. с е в проводниках обмотки якоря; это указывает на то, что машина отдает электрическую энергию; возникновение электромагнитного тормозного момента М, направленного против вращения якоря; из этого вытекает необходимость получения машиной извне механической энергии.

Принцип действия электрического двигателя. Принципиально электродвигатель выполнен так же, как генератор. Простейший электродвигатель представляет собой виток , расположенный на якоре, который вращается в магнитном поле полюсов. Проводники витка образуют обмотку якоря. Если подключить виток к источнику электрической энергии, например к электрической сети 6, то по каждому его проводнику начнет проходить электрический ток i. Этот ток, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает электромагнитные силы F. На проводник, расположенный под южным полюсом, будет действовать сила F, направленная вправо, а на проводник, лежащий под северным полюсом сила F, направленная влево. В результате совместного действия этих сил создается электромагнитный вращающий момент М, направленный против часовой стрелки, приводящий якорь с проводником во вращение с некоторой частотой п. Если соединить вал якоря с каким-либо механизмом или устройством (колесной парой тепловоза или электровоза, станком и пр.), то электродвигатель будет приводить это устройство во вращение, т. е. отдавать ему механическую энергию. При этом внешний момент М_вн, создаваемый этим устройством, будет направлен против электромагнитного момента М.

Выясним, почему при вращении якоря электродвигателя, работающего под нагрузкой, расходуется электрическая энергия. Как было установлено, при вращении проводников якоря в магнитном поле в каждом проводнике индуцируется э. д. с, направлении вращение э. д. с. е, индуцированная в проводнике, расположенном под южным полюсом, будет направлена от нас, а э. д. с. е, индуцированная в проводнике, расположенном под северным полюсом, будет направлена к нам. Э. д. с. е, индуцированные в каждом проводнике, направлены против тока i, т. е. они препятствуют его прохождению по проводникам.

Для того чтобы ток i продолжал проходить по проводникам якоря в прежнем направлении, т. е. чтобы электродвигатель продолжал нормально работать и развивать требуемый вращающий момент, необходимо приложить к этим проводникам внешнее напряжение U, направленное навстречу э. д. с. и большее по величине чем суммарная э. д. с. E, индуцированная во всех последовательно соединенных проводниках обмотки якоря. Следовательно, необходимо подводить к электродвигателю из сети электрическую энергию.

При отсутствии нагрузки (внешнего тормозного момента, приложенного к валу двигателя) электродвигатель потребляет от внешнего источника (сети) небольшое количество электрической энергии и по нему проходит небольшой ток холостого хода. Эта энергия расходуется на покрытие внутренних потерь мощности в машине.

При возрастании нагрузки увеличивается потребляемый электродвигателем ток и развиваемый им электромагнитный вращающий момент. Следовательно, увеличение механической энергии, отдаваемой электродвигателем при возрастании нагрузки, вызывает автоматически увеличение электроэнергии, забираемой им от источника.

Из рассмотренных выше условий работы электрического двигателя следует, что характерным для него является:

совпадение по направлению электромагнитного момента М и частоты вращения п; это характеризует отдачу машиной механической энергии; возникновение в проводниках обмотки якоря э. д. с. е, направленной против тока i и внешнего напряжения U. Из этого вытекает необходимость получения машиной извне электрической энергии.

Коллектор (рис. 1.3) набран из медных пластин клинообразной формы, изолированных друг от друга, и корпуса 3миканитовыми прокладками 2, образующими в сборе цилиндр, который крепится на валу якоря.

Рисунок 1.3 устройство коллектора

Принцип обратимости электрических машин. Рассматривая принцип действия генератора и электродвигателя, мы установили, что устроены они одинаково и что в основе работы этих машин много общего. Процесс преобразования механической энергии в электрическую в генераторе и электрической энергии в механическую в двигателе связан с индуцированием э. д. с. во вращающихся в магнитном поле проводниках обмотки якоря и возникновением электромагнитных сил в результате взаимодействия магнитного поля и проводников с током. Отличие генератора от электродвигателя заключается только во взаимном направлении э. д. с, тока, электромагнитного момента и частоты вращения.

Рис. 68. Направление э. д. с. Е, тока I, частоты вращения якоря п и электромагнитного момента М при работе электрической машины постоянного тока в двигательном (а) и генераторном (б) режимах

Обобщая рассмотренные процессы работы генератора и электродвигателя, можно установить принцип обратимости электрических машин. Согласно этому принципу любая электрическая машина может работать и генератором и электродвигателем и переходить из генераторного режима в двигательный и наоборот.

Для выяснения этого положения рассмотрим работу электрической машины постоянного тока при различных условиях. Если внешнее напряжение U больше суммарной э. д. с. Г. во всех последовательно соединенных проводниках обмотки якоря, то ток I будет проходить в указанном на рис. 68, а направлении и машина будет работать электродвигателем, потребляя из сети электрическую энергию и отдавая механическую. Однако если по какой-либо причине э. д. с. Е станет больше внешнего напряжения U, то ток I в обмотке якоря изменит свое направление (рис. 68, б) и будет совпадать с э. д. с. Е. При этом изменится и направление электромагнитного момента М, который будет направлен против частоты вращения п. Совпадение по направлению э. д. с. E и тока Iозначает, что машина стала отдавать в сеть электрическую энергию, а появление тормозного электромагнитного момента М говорит о том, что она должна потреблять извне механическую энергию. Следовательно, когда э. д. с. Е, индуцированная в проводниках обмотки якоря, становится больше напряжения сети U, машина переходит из двигательного режима работы в генераторный, т. е. при E < U машина работает двигателем, при Е > U — генератором.

Перевод электрической машины из двигательного режима в генераторный можно осуществить различными способами: уменьшая напряжение U источника, к которому подключена обмотка якоря, или увеличивая э. д. с. E в обмотке якоря.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, КОНСТРУКЦИЯ,

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИНЦИПЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ОБРАТИМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

Машины переменного тока. Описание классификация.

Электрическая машина имеет статор и ротор, разделенные воздушным зазором (рис.1 и рис. 2). Активными частями ее являются магнитопровод и обмотки. Все остальные части — конструктивные, обеспечивающие необходимую жесткость, прочность, возможность вращения, охлаждения и т. п.

Магнитопровод машины, по которому замыкается переменный магнитный поток, выполняют шихтованным — из листов электротехнической стали, как и у трансформатора. Если поток постоянный, то магнитопровод можно выполнять массивным; в этом случае он может осуществлять и конструктивные функции, т. е. служить элементом, обеспечивающим прочность данной части машины (статора или ротора).

Так как в частях электрических машин магнитный поток замыкается по сложным контурам, отличным от прямолинейных, в них, как правило, применяется изотронная холоднокатаная сталь. Только для изготовления полюсов синхронных машин и крупных машин постоянного тока иногда применяется анизотропная холоднокатаная сталь, так как в полюсах направление магнитных линий совпадает с направлением прокатки, в котором магнитная проницаемость очень велика. Сердечники статоров и роторов асинхронных машин и якорей синхронных машин постоянного тока штампуют из изотронной рулонной холоднокатной стали, позволяющей при раскрое получать экономию порядка 10—15% по сравнению с листовой, вследствие чего листовая сталь применяется очень редко.

Рисунок 1 электрическая синхронная машина в разрезе Рис. 2 Конструктивная схема вращающейся электрической машины: 1 — статор; 2 — обмотка статора; 3 — воздушный зазор; 4 — ротор; 5 — обмотка ротора; 6 — подшипники; 7 — подшипниковые щиты; 8 — вал ротора; 9 — вентилятор; 10 — станина

В микромашинах широко применяют также магнитопроводы, собранные из листов железоникелевых сплавов типа пермаллой.

Статор асинхронных и большинства синхронных машин состоит из шихтованного магнитопровода (рисунок 3 а), который запрессовывают в литую станину (рисунок 3 6). Поскольку через массивную станину переменный магнитный поток не замыкается, станину можно выполнять из немагнитного материала (алюминия) или ферромагнитного с малой магнитной проницаемостью (чугуна), сравнительно дешевых и хорошо приспособленных к литейной технологии. На внутренней поверхности шихтованного статора, в пазах, располагают обмотку статора.

Ротор асинхронной машины (рисунок 3, в) обычно состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали. Сердечник запрессовывают на вал или втулку ротора (при больших размерах машины) и сжимают специальными нажимными шайбами. В пазах, размещенных на наружной поверхности ротора (сходных по форме с пазами статора), располагают обмотку ротора. В синхронных машинах ротор выполняют массивным, так как на нем расположены полюсы с обмотками возбуждения, магнитный поток которых неподвижен относительно ротора. При изготовлении листов ротора и статора в них штампуют пазы (рисунок 4, а и б) для укладки проводников обмотки ротора и статора, а также вентиляционные каналы для прохода охлаждающего воздуха.


Рисунок 3 Устройство статора и ротора машины переменного тока: 1 — пакет статора; 2 — станина; 3 — сердечник ротора; 4 — вал
Рисунок 4 Устройство ротора) и статора (б): 1 — лист ротора; 2 — зубец; 3- паз; 4 — вентиляционный канал; 5- отверстие под вал; 6- лист статора

Конфигурация зубцов и пазов (рисунок 4, рисунок 5) зависит от типа машины и ее мощности. В машинах большой мощности обмотки статора и ротора выполняют из проводников прямоугольного сечения; в этом случае применяют открытые пазы прямоугольной формы, позволяющие наилучшим образом разместить проводники и обеспечить надежную их изоляцию. В машинах малой и средней мощности обмотки ротора и статора обычно выполняют из провода круглого сечения; в таких машинах применяют полузакрытые пазы овальной или трапецеидальной формы. В ряде случаев при проводниках прямоугольного сечения применяют полуоткрытые пазы, уменьшающие магнитное сопротивление слоя «зубцы — пазы -воздушный зазор» по сравнению с открытыми пазами. В микромашинах роторы часто имеют пазы круглой формы; при этом существенно упрощается и удешевляется изготовление штампов.

Рисунок 5 Пазы ротора открытый (а), полуоткрытый (б) и полуза-крытый (в, г): 1- клин; 2- проводники; 3- изоляция слоя; 4— межслой-ная изоляция; 5 — пазовая часть
Рисунок 6 Пазы статора открытый (а), полуоткрытый (б) и полузакрытые (в): 1— проводники; 2 — изоляция слоя; 3 — межслойнаяизоляция; 4 — изоляция паза; 5 – клин

При укладке проводников в пазы дно и стенки покрывают изоляционным материалом (электрокартоном, лакотканью, миканитом и пр.). Проводники, а также их верхний и нижний слои тоже изолируют друг от друга. Чем выше напряжение, при котором работает машина, тем большую электрическую прочность должна иметь изоляция проводников от сердечника ротора или статора. Проводники укрепляют в пазах ротора и статора с помощью клиньев, а на роторе, кроме того, с помощью проволочных бандажей или стеклобандажей, которые наматывают на лобовые части его обмотки (части обмотки, выходящие из сердечника ротора). В некоторых случаях бандажи располагают и в нескольких местах вдоль сердечника ротора.

Для подвода тока к обмотке ротора или подключения к ней реостата на роторе должны быть расположены контактные кольца: три кольца при трехфазном токе и два кольца при постоянном токе. Исключение составляют асинхронные машины с короткозамкнутым ротором, которым контактные кольца не требуются. Токосъем с контактных колец осуществляют с помощью щеток — прямоугольных брусков, изготовленных из смеси угля, графита и порошка металла (меди и свинца). Щетки устанавливают в специальных щеткодержателях и прижимают к контактной поверхности с помощью пружин. Электрические машины мощностью примерно до 2000 кВт имеют шариковые или роликовые подшипники, которые располагают в подшипниковых щитах. При больших мощностях применяют скользящие подшипники.

Электрические машины переменного тока — асинхронные и синхронные, несмотря на различия в устройстве и конструкции, имеют много общего в принципе работы и теории. В этих машинах при прохождении по обмоткам статора или ротора переменного тока, синусоидально изменяющегося во времени, создается вращающееся магнитное поле. Это поле, в свою очередь, пересекает обмотки статора и ротора (или одну из них) и наводит в них переменную ЭДС. Общность физических процессов обусловливает общность теории и сходность конструкции многофазных обмоток переменного тока и принципов устройства статора асинхронной машины и якоря синхронной машины.

Ротор электродвигателя » Гиброид.ру

Ротор электродвигателя — это подвижная часть, в машинах переменного тока его роль исполняет якорь. Электродвигатель – это машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую. Электрическая машина состоит из неподвижной и подвижной частей – статора и ротора. Ротор электродвигателя постоянного тока часто называют якорем.

Различают короткозамкнутые и фазные роторы. Фазные используются с обмоткой и применяются в тех случаях, когда необходимо уменьшить пусковой ток, а также регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя. Такие двигатели раньше использовались в крановых установках, теперь же на смену фазным роторам пришли преобразователи частоты.

При включении машины в электрическую сеть в статоре возникает магнитное поле, которое пронизывает обмотку ротора, тем самым, наводя в ней ток индукции и приводя его во вращение. Если используется преобразователь частоты вращения, то часто вращение ротора устанавливается вручную. Если же такое устройство не применяется, то частота вращения зависит от числа пар полюсов и частоты питающего напряжения. Разность между частотами вращения магнитного поля подвижной и неподвижной частей характеризуется скольжением. Если эти частоты не совпадают между собой, то двигатель называется асинхронным. Конструкция подвижной части синхронного двигателя отличается. Она выполнена либо с постоянным магнитом, либо с электромагнитом, который имеет в себе часть беличьей клетки для запуска. В синхронных двигателях частоты вращения магнитных полей статора и ротора совпадают.

Ротор асинхронного электродвигателя состоит из листов электромеханической стали, и может быть выполнен с контактными кольцами либо короткозамкнутым с беличьей клеткой. При короткозамкнутой конструкции обмотка состоит из металлических стержней (чаще всего бронза, медь или алюминий), которые располагаются в пазах и соединены на концах кольцами. Соединение колец осуществляется с помощью припоя или сварки. Если же стержни изготавливаются из алюминия или алюминиевых сплавов, то припой и сварку провести нельзя. В таком случае необходимо выполнять кольца, вместе с расположенными на них лопастями, в виде литой детали или же штамповкой под давлением.

Ротор электродвигателя с контактными кольцами в пазах имеет трехфазную обмотку, которая очень похожа на обмотку статора, включенную в цепь соединением типа «Звезда». Начала фаз соединяются с контактными кольцами, которые закреплены на концах валов. Для регулирования частоты вращения и для плавного пуска двигателя можно к фазам обмотки через кольца и щетки подключить реостаты. После того, как подвижная часть двигателя успешно разгонится, контактные кольца накоротко замыкаются.

В шаговых электродвигателях ротор устанавливается с дискретным угловым перемещением. Заданное положение вала фиксируется с помощью подачи питания на соответствующую обмотку. Для того чтобы перейти в другое положение необходимо снять напряжение с одной обмотки и подать на другую. В вентильных электродвигателях питание обмоток осуществляется с помощью полупроводниковых элементов.

Электрическая якорная лебедка с высоким качеством

Электрическая якорная лебедка — это лебедка с электрическим приводом, используемая для подъема и опускания якорей лодок во время якорных операций. В зависимости от различных электрических систем на кораблях есть электрическая лебедка постоянного тока и электрическая лебедка переменного тока. Лебедка постоянного тока имеет хорошие характеристики регулирования скорости, высокую эффективность использования, но при этом требует высокой стоимости первого набора и необходимости регулярного технического обслуживания щеток.

По сравнению с лебедкой постоянного тока, лебедка переменного тока имеет относительно низкую производительность при регулировании скорости, она получает несколько ступеней скорости с переключением полюсов или зависит от набора редукторного механизма между электродвигателем и лебедкой, однако механизм редуктора имеет сложную конструкцию и большой вес и занимает большую площадь на палубе.Вообще говоря, планетарный редукторный механизм передачи получил широкое распространение в настоящее время из-за его небольшого веса, небольшого объема, высокой эффективности передачи и простоты обслуживания.

Якорная электрическая лебедка является мощной и эффективно работает во время работы, а электродвигатель лебедки может быть отключен от внешнего мира, и не будет воздействия морской среды, такого как чрезмерная влажность. Когда якорная лебедка электрического катера не используется, ее можно накрыть.Если вам нужно наше предложение на электрические лебедки, вы можете просто сообщить нам и отправить запрос по электронной почте.

Электрическая якорная лебедка

Параметры лебедки электоякорной:

Диаметр якорной цепи / троса: ø12мм — ø128мм
Кол-во цыган: одинарное или двойное
Скорость: 9-11 м / мин
Сертификат: BV, ABS, DNV, RMRS и др.