В результате износа контактов между ними образуется и накапливается графитовая пыль, которая вызывает короткое замыкание. В этом случае во время работы устройства появляются крупные искры. Чтобы устранить неисправность, очистите промежутки между контактами от графитовой пыли. Также проверьте щетки коллектора, поскольку при их правильном расположении и правильной форме пыль появляется в минимальных количествах.
Почему щетки двигателя искрят
Оборудование с коллекторным двигателем может искрить во время работы. Интенсивное искрение часто указывает на неизбежное повреждение инструмента. Необходимо выявить причины повышенного искрения и своевременно принять меры по их устранению. В данной статье рассматриваются наиболее вероятные причины этого явления.
Основой устройств с электродвигателями переменного тока является щеточно-коллекторный модуль, который обеспечивает электрический контакт между ротором и статической частью электроприбора. Этот модуль состоит из двух частей: коллектора, который расположен на роторе, и щеток – скользящих контактов, расположенных снаружи части ротора и прижатых к коллектору.
Искрение на коллекторном двигателе происходит из-за механического взаимодействия между подвижными и неподвижными частями. Контакт между коллектором и щетками периодически прерывается, что вызывает переходные изменения в электрической цепи и приводит к искре. Щетки коллектора двигателя являются наиболее чувствительной частью конструкции. Поэтому со временем могут возникнуть различные проблемы с их работой.
Даже в исправном двигателе обычно наблюдается легкое искрение щеток. Если устройство включается нормально, вращается на полной мощности и есть слабая искра, то причин для беспокойства нет.
Причины дугообразования щеток электродвигателя
Давайте рассмотрим наиболее распространенные проблемы, возникающие в узле щетки/коммутатора.
1) Износ щеток.
Если щетки сильно изношены, двигатель не будет вращаться с полной скоростью и может не запуститься (постоянно или периодически). В этом случае при включенной машине щетку можно прижать к якорю изолированной отверткой. Если наблюдается увеличение скорости вращения двигателя, проблема определена правильно. Вполне вероятно, что замена изношенных деталей на новые улучшит ситуацию. Иногда также требуется замена пружин щеткодержателя.
2) Закороченная обмотка якоря.
Отказ якоря может быть неисправностью в оборудовании с электродвигателями. Если это произойдет, в области обеих щеток появятся искры, а обмотка якоря сильно нагреется, поскольку один контакт будет потреблять больше тока, чем другой. При устранении этой неисправности может потребоваться перемотка обмотки якоря или замена всей секции якоря.
3) Отказ статора.
При неисправности статора нормально, если искрит только одна из щеток. Чтобы проверить это, измерьте сопротивление обмоток. Если сопротивление обеих обмоток одинаково (обычно 4 Ом), статор находится в хорошем состоянии. Различное сопротивление обмоток указывает на то, что статор неисправен и должен быть перемотан.
4) Замыкание контактов коллектора.
В результате износа графитовая пыль скапливается между контактами и вызывает короткое замыкание. В этом случае во время работы образуются крупные искры. Чтобы устранить неисправность, очистите промежутки между контактами от графитовой пыли. Следует также проверить щетки коллектора, так как если они правильно расположены и имеют правильную форму, пыль появляется в минимальных количествах.
5) Грязь на контактах коллектора.
Если контакты загрязнены сажей, обе щетки будут искрить, и двигатель не сможет набрать полные обороты. Нагар в коллекторе образуется при перегреве коллектора. Плохой электрический контакт приводит к увеличению сопротивления в компоненте, что в свою очередь приводит к еще большему искрению и образованию нагара. В этом случае необходимо очистить контакты коллектора от загрязнений. Для этого следует использовать наждачную бумагу с минимальным размером зерна. Важно не повредить форму контактов во время чистки.
Поэтому для очистки следует использовать специальные прокладки. В домашних условиях для очистки можно использовать отвертку. Зажмите фитинг в рукоятке, вращайте его на минимальной скорости и аккуратно приложите наждачную бумагу к коллектору. Направление вращения клапана во время очистки должно совпадать с направлением вращения клапана в устройстве.
Как только курок отпускается, двигатель _специально_ замыкается накоротко, чтобы остановить его как можно быстрее. Поэтому существует инерция ротора, и как только двигатель замыкается, он начинает работать как динамо, из-за инерции ротора – что вызывает всплеск тока, очень короткий, но очень сильный. На самом деле, как вы боретесь с этим (пусковой ток)? Вы не хотите использовать большие конденсаторы, потому что в этом случае регулятор скажет “хе” и сгорит.
| Поясню – отвертка, китайская, произошла поломка планетарного редуктора, я вскрыл его для ремонта и тут увидел вот это, вот и думаю, как уменьшить последствия. Вообще есть идея поставить параллельно текущим щеткам еще одну, от “донорского” мотора, кто что скажет? Сам редуктор я починил, но такое сильное искрение щеток двигателя явно не есть хорошо – я проверил – коллектор сейчас в идеальном состоянии, щетки, прилегающие к нему – очень близки к идеальным, вчера я занимался этим полтора часа, искрение уменьшилось, но не настолько, чтобы это было плохо.P.S. Изначально шуруповерт 18v, я планирую обновить аккумулятор до 21.6v, поэтому мне нужно модифицировать двигатель. P.P.S. Новые моторы, автомодели, такие-сякие-самые-факторные формы – это уже слишком. И нет желания покупать их для китайского шуруповерта.JLCPCB, всего $2 за прототип платы! Любой цвет по вашему желанию! Подпишитесь и получите два купона на $5 каждый: https://jlcpcb.com/cwc Это очевидно и сделано – не зря же я написал, что коллектор был заново отполирован и щетки протерты. Сборка печатной платы от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + шаблон Модули Navigator позволяют значительно сократить время проектирования оборудования. Во время вебинара 17 ноября вы сможете узнать о новых семействах Teseo-LIV3x, Teseo-VIC3x и Teseo-LIV4F. Вы узнаете, как легко добавить функцию позиционирования с повышенной точностью с помощью двухдиапазонного приемника и навигационной функции MEMS-датчика. Давайте пройдемся по работе программного обеспечения Teseo Suite и посмотрим на результаты полевых испытаний. Должно быть, я был очень непонятен в своем первоначальном объяснении. Нет ни коротких замыканий, ничего – двигатель находится в ИДЕАЛЬНОМ состоянии. Коллектор выточен на небольшом токарном станке, щетки отшлифованы и отрегулированы. Я укрепил щетки, прикрепленные к коллектору. 20-25А при нагрузке на работе, от оригинального, разобранного, аккумулятора. При запуске, работе, зарядке – дуги щеток нормальные и едва заметные, но как только курок “НАСТОЯТЕЛЬНО” отпускается, двигатель останавливается _очень резко_, в этот момент в него врывается ток – и на коллекторе появляется Искра, именно так, с большой буквы. На самом деле, я могу записать процесс на видео, если это поможет мне объяснить… Компания Infineon выпустила семейство 40-вольтовых МОП-транзисторов OptiMOS 5. Эти транзисторы относятся к МОП-транзисторам нормального уровня с более высоким пороговым напряжением (по сравнению с другими низковольтными МОП-транзисторами) для защиты от ложных срабатываний в условиях повышенного шума. Оххх. Я не очень хорошо умею объяснять)) – двигатель АБСОЛЮТНО нормальный. При отпускании курка двигатель замыкается накоротко, чтобы остановить его как можно быстрее. Соответственно, существует инерция ротора, как только двигатель замыкается – двигатель начинает работать как динамо, из-за инерции ротора – что вызывает всплеск тока, очень короткий, но очень сильный. На самом деле, как с этим бороться (пусковой ток)? Нельзя ставить большие конденсаторы в накопитель, потому что тогда регулятор скажет “хе-хе” и сгорит. Я не назойлив, но прошу совета, так как понятия не имею, что делать, чтобы уменьшить искрение при остановке (!). Только одна мысль преследует меня, поставить другую кисть, чтобы вся энергия этого останавливающего импульса не высвободилась на кисти…. Когда якорь вращается в этом поле, проводники одной цепи пересекают больше силовых линий, чем проводники другой цепи в любой момент времени, так что первая имеет большую сумму электродвижущих сил, чем вторая. Для равномерности магнитного поля необходимо, чтобы все его полюса были одинаково возбуждены и чтобы воздушный зазор между якорем и полюсным контуром – так называемое межобмоточное пространство – оставался неизменным на протяжении всей цепи якоря. Причины возникновения дуги под щетками коллектора. Методы устранения дуги.Дугообразование щеток является причиной большинства неисправностей в машинах постоянного тока. Поэтому сам по себе этот несомненный симптом какой-то неисправности в машине говорит электрику столько же, сколько жар у больного человека говорит врачу. Однако стоит рассмотреть это явление и спросить себя, что такое электрическая искра, поскольку ответ на этот вопрос покажет нам два типа неисправностей, которые могут вызвать искру. Электрическая искра – это прохождение электрического тока через воздушный зазор между проводниками. Чем слабее ток и меньше воздушный зазор, тем слабее и незаметнее искра. Электрическая машина сконструирована таким образом, что когда она находится в хорошем состоянии и работает исправно, заметного искрения нет, потому что оно не безвредно: искры прожигают медь коллектора и постепенно разрушают его, а щетки быстро сгорают из-за искр. Поэтому, если под щеткой появляются искры, то это либо воздушный зазор между коллектором и щеткой, либо сила тока в стали выше, чем должна быть. Когда щетка находится так близко к коллектору, что ее поверхность соприкасается с точкой на каждой поверхности коллектора, то есть, когда контакт между ними равномерный и идеальный, между ними как будто вообще нет воздушного промежутка. Но этого недостаточно. В конце концов, коллектор под щетками постоянно вращается. Необходимо следить за тем, чтобы не только при неподвижном, но и при вращающемся коллекторе контакт со щетками не нарушался и не ослабевал ни в одной точке. Малейшего загрязнения или засорения коллектора, малейшего сотрясения всей машины или ее части достаточно, чтобы щетка начала отскакивать от коллектора, после чего между ними образуются небольшие воздушные зазоры, в которых появляются искры. Наконец, коллектор должен быть идеально круглым и идеально “отцентрированным”, т.е. его ось должна совпадать с осью машины и рынка щеток. В противном случае коллектор при вращении “пинается”, давит на щетку одними пластинами сильнее, другими слабее, и тогда щетка снова отскакивает и искрит. Если это условия хорошего контакта, то нам легко перечислить их нарушения. Когда якорь вращается в этом поле, проводники одной цепи пересекают больше силовых линий, чем проводники другой цепи в любой момент времени, так что первая имеет большую сумму электродвижущих сил, чем вторая. Для равномерности магнитного поля необходимо, чтобы все его полюса были одинаково возбуждены и чтобы воздушный зазор между якорем и полюсным контуром – так называемое межобмоточное пространство – оставался неизменным на протяжении всей цепи якоря. А. Искрение как следствие выравнивания тока Искрение как следствие повышенного рабочего тока. Это основные неисправности, которые приводят к возникновению дуги. Когда мы закончим их перечисление, нам нужно будет сделать резервирование. Мы разделили их на две группы: а) ослабление контакта (между коллектором и щеткой) и б) усиление тока в щетке, а внутри второй группы мы различаем ток короткого замыкания, компенсационный и рабочий ток. Например, ослабление контактов может произойти в результате одновременного возникновения нескольких неисправностей, перечисленных под номерами 1-7. С другой стороны, ослабление контактов часто находится в необходимой связи с увеличением тока щетки; например, при ударе якоря (см. 10) одновременно происходит удар по коллектору (см. 7а). Первая причина вызывает протекание компенсационного тока через щетку, вторая ослабляет ее контакт с коллектором. И то, и другое приводит к образованию электрической дуги. Наконец, увеличение тока щетки также может быть вызвано увеличением рабочего тока и наличием компенсирующих токов. Это происходит, например, при неправильном включении магнитных катушек (см. 12 и 17). Как рабочий инструмент, шлифовальная машина подвергается большим нагрузкам и длительным периодам непрерывной работы. Несмотря на максимальную герметичность, пыль, мелкая стружка материала заготовки и шлак иногда проникают в корпус. Это негативно сказывается как на механической, так и на электрической части. Причины сильной дуги и способы ее устраненияПерейдем к рассмотрению сильных дуговых разрядов. В основном они возникают по следующим причинам:
Давайте рассмотрим каждый из этих пунктов отдельно. 1) Отложение углерода является результатом перегрева двигателя. Наличие нагара приводит к увеличению трения, что, в свою очередь, приводит к более быстрому перегреву и отложению нагара. Это очень быстро приводит к поломке. Чрезмерное искрение, с другой стороны, вызвано тем, что сажа создает дополнительное сопротивление, что приводит к более крупной и сильной искре в момент взрыва. Как правило, сажу следует удалять немедленно.
Для этого используется наждачная бумага с нулевой зернистостью. Это означает, что коллектор и фитинги должны быть сняты, а заусенцы тщательно зачищены. Это лучше всего делать на токарном станке, чтобы не нарушить схему. Однако, как правило, это невозможно, поэтому может быть достаточно ручного удаления заусенцев. Главное – не переусердствовать. 2) Дрель трет щетки и производит графитовую пыль. Он может легко накапливаться между контактами коллектора и вызывать короткое замыкание между ними, так как он является проводником электричества и имеет собственное сопротивление. Это вызывает неравномерное распределение тока, что приводит к образованию больших искр в некоторых местах. В хорошем сверле истирание происходит довольно медленно, поэтому графитовая пыль практически не накапливается. Скопление графитовой пыли указывает на то, что щетки находятся в неправильном положении во время работы. Обычно это происходит, когда щетки не лежат ровно в своем пазу, а имеют некоторый люфт. Это часто происходит, когда щетки заменяются и имеют неправильный размер. Поэтому при замене щеток следует уделить этому моменту особое внимание. Это можно исправить, удалив пыль заостренным инструментом и заменив щетки на щетки правильного размера. 3) Если на якоре имеется короткое замыкание, ток течет больше к одним клеммам и меньше к другим. В результате в некоторых местах протекает больше тока, чем необходимо, что приводит к образованию больших искр. Такое короткое замыкание должно быть обнаружено, когда предыдущие два пункта не дали никакого эффекта. Для этого используется специальное устройство, создающее переменное магнитное поле. Когда якорь помещается в это поле, он начинает дребезжать из-за наличия индукционных токов. Некоторые люди делают такое устройство самостоятельно из сетевого трансформатора с вырезом в сердечнике, в который помещается якорь. Если причиной является короткое замыкание, необходимо перемотать обмотку или полностью заменить якорь. Это причины чрезмерного искрения на щетках дрели. Помните, что если вы ничего не предпримете, двигатель, скорее всего, скоро сломается. Поэтому не ленитесь и следуйте рекомендациям, приведенным в статье. Трудно представить себе домашний арсенал без такого популярного электроинструмента, как угловая шлифовальная машина или шлифовальная машина-УШМ (общее название). УШМ завоевала свою популярность благодаря своей универсальности, так как этот инструмент можно использовать для резки, шлифовки, пиления, полировки, шлифовки и других работ. И вы можете работать на абсолютно любом материале. Во время работы случаются самые разные неисправности, и одна из самых распространенных – дуговой разряд щеток угловой шлифовальной машины. Не многие знают, почему щетки в кофемолке искрят, поэтому давайте выясним, почему они перегорают и как их заменить. Следствием этого дефекта является неравномерное искрение на коллекторе. На одних пластинах он будет сильнее, чем на других. Из-за наличия межобмоточного короткого замыкания ток в отдельных участках обмотки ротора будет сильнее, чем в других. ПричиныВ обмотках ротора возникают переходные процессы, вызванные прерывистым механическим контактом между щетками и пластинами коллектора, что приводит к возникновению небольших дуг. ВажноИдеально обслуженный двигатель не устраняет дугообразование во время работы. Существуют и другие причины сильной дуги, которые могут привести к повреждению двигателя. Изношенные щеткиПри длительном использовании или низком качестве материала щетки не будут плотно прилегать к контактам коллектора. Плохой контакт приводит к тому, что двигатель не набирает обороты или не запускается сразу. Изношенную щетку легко обнаружить визуально.
Одна только замена изношенной детали может не исправить ситуацию. Необходимо заменить щеткодержатель и пружину. Короткое замыкание в обмотке якоряСледствием этого дефекта является неравномерное искрение на коллекторе. На одних пластинах он будет сильнее, чем на других. Из-за наличия межобмоточного короткого замыкания ток в определенных секциях обмотки ротора будет сильнее, чем в других. Перемотка ротора или его замена устраняют неисправность.
Неисправность в обмотке статораВ обмотке статора имеется неисправность, аналогичная короткому замыканию в обмотке ротора. Это можно проверить, измерив сопротивление части обмотки. Если разница слишком велика, обмотку необходимо перемотать или заменить. Загрязнение
Продуктом износа щеток является графитовая пыль, которая является дополнительным источником повышенного искрообразования. Между пластинами скапливается пыль, что еще больше ускоряет процесс искрообразования. Профилактическая чистка наждачной бумагой и очистка грязи между пластинами позволит содержать коллектор в чистоте. Неправильно установленные щеткиЕсли щетки смещены относительно поверхности коллектора, во время работы образуется гораздо больше графитовой пыли. Необходимо устранить несоосность щеток. Щетки не имеют хорошего контакта с коллекторомДвигатель перегревается в течение части времени работы. В этих условиях коллектор загрязняется. Плохой контакт приводит к повышенному искрению щеток и, следовательно, к образованию большего количества сажи. Необходимо очистить поверхность коллектора мелкозернистой наждачной бумагой. Используйте отвертку для усиления эффекта соскабливания. Закрепите ротор двигателя в держателе и на низкой скорости очистите его от нагара с помощью ткани. Наконец, отполируйте его на войлочном диске. Механические неисправностиМеханические причины являются следствием несоблюдения требований строительной документации. Большинство механических причин можно устранить, обточив коллектор на токарном станке. Ремонт следует доверить квалифицированному специалисту. Вот некоторые типы неисправностей, которые могут указывать на отказ:
Потенциальные причины возникновения дуги возникают, когда напряжение между соседними пластинами коллектора превышает допустимое значение (не более 16 В для машин без компенсационных обмоток и 20 В для машин с компенсационными обмотками). В этом случае дуговой разряд является наиболее опасным, так как он обычно сопровождается дуговым разрядом на коллекторе. Коммутационные причины возникновения дугиОни возникают из-за физических процессов, происходящих в машине в результате перемещения секций якоря с одной параллельной ветви на другую. Когда готовая машина освобождается, она переводится в режим темновой коммутации, что исключает возникновение дуги. Однако во время работы машины, по мере износа коллектора и щеток, может возникать искрение. В некоторых случаях это может быть значительным и опасным, и машину необходимо остановить, чтобы найти и устранить причину возникновения дуги. Однако небольшое искрение в машинах общего назначения обычно допустимо. Согласно ГОСТ 183-74, искрение коллектора оценивается по степени искрения (класс коммутации) под бегущей кромкой щетки. |
- ГОСТ 21888-82 (IEC 276-68, IEC 560-77) Щетки, щеткодержатели, коллекторы и контактные кольца электрических машин. Термины и определения (с изменениями N 1) от 30 марта 1982 года.
- Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
- Ремонт коллекторных двигателей.
- Проектирование коллекторной машины постоянного тока; Студопедия.
- Характерные неисправности электродвигателей и способы их устранения.
- Что такое якорь в электродвигателе – Станция техобслуживания ЭкоПаркинг.
- Машина постоянного тока – принцип работы.