Как подключить щеточный электродвигатель

Мы вновь возвращаемся в мир занимательного — как электротехника, так как считаю, что эти знания нам просто всем необходимы в нашей повседневной жизни.

Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока

В этой теме необходимо понять, — как именно подключается однофазный коллекторный двигатель переменного тока, допустим, после его ремонта. Электрическая схема рис.1 дает нам представление о характере электрических соединений, то-есть, здесь мы можем заметить, что две обмотки статора электродвигателя в электрической цепи состоят в последовательном соединении, а две обмотки ротора электродвигателя относительно внешнего источника напряжения — соединены параллельно и электрическая цепь для данного примера замыкается на обмотках ротора электродвигателя.

Кто разбирал из нас бытовые потребители электроэнергии как:

и далее, со мной согласятся, что для электрической схемы рис.1 недостает еще одного элемента — конденсатора. Следовательно, к данному названию типа двигателя можно еще добавить такое название как конденсаторный электродвигатель . Если следовать логическому мышлению, то конденсатор в схеме электродвигателя в обязательном порядке соединяется с пусковой обмоткой статора, который служит для первоначального сдвига ротора. Соответственно мы пришли к выводу, что конденсатор непосредственно должен состоять в последовательном соединении с пусковой обмоткой. Для примера, приведена схема однофазного двигателя с рабочей и пусковой обмотками статора, где сопротивление на каждой обмотке будет принимать свое значение рис.2.

В зависимости от типов асинхронных двигателей и их применения рис.3, существуют следующие схемы подключения к однофазной сети:

а) омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки;

б) емкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором;

в) емкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором;

г) емкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором.

В схемах указаны следующие обозначения:

Перед подключением коллекторного однофазного двигателя, необходимо определить:

обмотки статора. Конденсатор, с его номинальными значениями по емкости и напряжению, и соответствующими данными для определенного типа двигателя, следует подключать к пусковой обмотке статора — последовательно. Сопротивление обмоток статора принимает следующие средние значения:

• рабочая обмотка 10-13 Ом;
• пусковая обмотка 30-35 Ом;
• общее сопротивление обмоток 40-45 Ом,

— для некоторых видов бытовой техники. Выполняя замеры сопротивлений на выводах проводов обмоток статора можно определить пусковую обмотку с ее средним значением. То-есть, сопротивление пусковой обмотки принимает среднее значение между рабочей обмоткой и общим сопротивлением двух обмоток — рабочей и пусковой.

Управление коллекторным двигателем — без реостата

Для управления коллекторным двигателем — без реостата, вполне подойдет пакетный переключатель, с помощью которого осуществляется переключение контактной группы — в переключателе рис.4.

В этом примере, в зависимости от переключения позиции, будет изменяться направление вращения ротора электродвигателя, работа осуществляется с постоянной скоростью и оборотами двигателя, изменяется только полярность обмоток статора.

переключатель кулачковый пакетный

Для управления скоростью вращения ротора электродвигателя, можно воспользоваться симисторным регулятором скорости вращения. Данное электроустановочное изделие как и все остальные, подбирается с учетом номинальных значений по силе тока и напряжению, — учитывается подключаемая нагрузка мощность потребителя электрической энергии.

Мощность потребителя, как наглядно видно из формулы рис.5, это произведение силы тока и напряжения. Для чего вообще необходимо проводить преварительные вычисления? Нагрузка, как известно нам, подключается через автомат защитного отключения. Чтобы установить и подключить автомат защитного отключения, принимается во внимание расчет по силе тока нагрузки рис.6.

симисторный регулятор скорости вращения электродвигателя

В кратце, чтобы представить — что из себя представляет симисторный регулятор, опять-же нужно вспомнить основы электроники . Симистор, состоящий в схеме управления, выполняет функцию регулирующего элемента — для питания электродвигателя рис.7.

На рисунке показаны выводы симистра:

При поступлении импульса на вход G — симистор открывается рис.8, то-есть, выполняет роль электронного ключа — для питания электродвигателя.

На фотоснимке показано изображение электронного модуля управления. Электронный модуль управления встречается в стиральных машинах-автомат, работающих в заданом, автоматическом режиме.

электронный модуль управления стиральной машины индезит

Подключение коллекторного двигателя — через реостат

В этом схематическом изображении рис.9 показано подключение нагрузки к выводным клеммам генератора через реостат. Нагрузкой здесь является электрическая лампа накаливания. Реостат в электрической схеме состоит в последовательном соединении, нагрузка лампочка соединена в схеме параллельно. Таким-же образом, вместо данной нагрузки можно подключить коллекторный двигатель , работающий от источников электрической энергии, таких как:

либо от внешнего источника энергии, то-есть, от электрической сети. При подключении коллекторного двигателя нужно принимать во внимание электрическую схему обмоток статора, тип двигателя, как допустим для следующей схемы рис.10.

Электрическая схема представляет из себя схему универсального коллекторного двигателя , где двигатель может работать как от переменного так и от постоянного тока.

В свое время мною было изготовлено определенное количество электрических наждаков, электрические двигатели монтировались на платформу с последующим подключением, на вал ротора закреплялась насадка для установки наждачного круга, поэтому, в своей практике приходилось подключать различные типы электродвигателей.

Приведенный пример по электрическим наждакам, — тема довольно-таки тоже занимательная и полезная для наших бытовых нужд.

Остается пожелать Вам успешного проведения ремонта для различных видов бытовой техники.

Статью писал технически не граматный дебил, схема бесколекторного двигателя а описание колекторного и наоборот.

Здравствуйте электрик. Какие схемы Вы подразумеваете с названиями: «безколлекторный и коллекторный двигатели»? По схемам дается пояснение подключения обмоток коллекторного двигателя. Представляться нужно не электриком, а указывать свое имя. У меня, к примеру, имеется имя, отчество и фамилия — Виктор Георгиевич Повага. Проживаю в Сибири, работаю по договору с Яндекс.Директ.

В следующий раз, если от Вас поступит подобное письмецо, я обращусь в интернет-компании для Вашего розыска и затем, — перед судом будете доказывать «кто я такой».
Всего Вам доброго «электрик».

Виктор Георгиевич ! Большое спасибо за полезную статью.

Здравствуйте. Я электрике ничего не понимаю, но мне нужно подключить электромотор постоянного тока ИП-22, в обычную сеть

Здравствуйте. В своей практике я не встречал такой тип электродвигателя ИП-22. Не пойму Вас о чем здесь идет речь — о пожарном извещателе ИП-22 или о электродвигателе? Укажите техническую характеристику на ваш электродвигатель и страну-производитель, чтобы я смог сориентироваться по вашему вопросу.

Добрый день, Виктор! Подскажите будет ли регулировать скорость вращения коллекторного двигателя УЛ-062-УХЛ4 симисторный преобразователь без снижения момента на валу? С этим вопросом справляются частотные преобразователи, но применение их для управления данной моделью двигателя не допустимы.

Приветствую Валентин. Скоростью вращения универсального коллекторного двигателя можно управлять симисторным регулятором мощности. Симисторный преобразователь можно понимать как симисторный стабилизатор напряжения.

Боюсь обидеть автора, но по моему, действительно с названиями типов двигателя путаница. Коллекторный и однофазный асинхронный — два разных типа двигателей. Конденсатор в коллекторном двигателе если и присутствует, то как не обязательный, в принципе, элемент. Чаще всего, иногда в сочетании с дросселями, для защиты сети от создаваемых двигателем помех (фильтр). Сам двигатель без конденсатора будет работать, можно лишь поспорить об эффекте искрогашения. Поэтому называть коллекторный двигатель конденсаторным — вводить в заблуждение. В асинхронном однофазном двигателе конденсатор служит для сдвига ФАЗЫ в пусковой обмотке. Без него — сдвига фазы, ротор действительно не начнет вращаться. После раскрутки до оборотов, близких к номинальным, двигатель будет работать и без пусковой обмотки, но с существенно меньшим вращающим моментом. Сдвига фазы можно достичь и другими путями — с помощью индуктивности или активной нагрузки. Вот тогда он и не будет асинхронным двигателем с КОНДЕНСАТОРНЫМ пуском (в этом конкретно случае).

Боюсь обидеть автора, но с названиями электродвигателей в самом деле путаница. В коллекторном электродвигателе конденсатор не является необходимым элементом. В цепи питания коллекторного электродвигателя может стоять конденсатор, часто в сочетании с индуктивностями, но это для защиты сети от помех, создаваемых коллектором двигателя (фильтр). Для работы двигателя он не обязателен. Можно поспорить только по поводу необходимости его для искрогашения. Поэтому называть коллекторный электродвигатель конденсаторным – не правильно. В асинхронном «однофазном» двигателе конденсатор в цепи пусковой обмотки служит для сдвига фазы в ней. И тоже это только вариант, правда, наиболее распространенный. Сдвига фазы можно достичь включением в цепь пусковой обмотки индуктивности или активного сопротивления. Так что уместнее говорить о конденсаторном пуске асинхронного электродвигателя в однофазной сети. Двигатель при этом правильнее назвать двухфазным. Одна фаза из сети, вторая искусственно сдвинутая. После пуска при достижении двигателем оборотов, близких к номинальным, пусковую обмотку можно отключить, двигатель будет работать, однако вращающий момент его будет существенно меньше.

Здравствуйте. Здесь я в общем-то поторопился высказать свое мнение, назвав коллекторный двигатель конденсаторным. Приятно было пообщаться с вами. С прошедшими праздниками вас.

Подскажите как подключить двигатель ул-062 к сети 220

Здравствуйте. Я не нашел схему на данный электродвигатель. Если верить той информации, которую мне удалось найти в интернете, то подключение двигателя (УЛ-062) выглядит следующим образом: к выводам контактов (на клеммной колодке) О1Я2 и С1Ш2 подключается переменное напряжение 220 Вольт, на другие два вывода контактов устанавливается перемычка (отрезок провода). Перед подключением, рекомендую проверить работу электродвигателя малым напряжением.

На клемной колодке 6 выводов, бывает и 8. Что куда подсоединять

Пылесос, кофемолка, дрель, перфоратор, триммер — далеко не полный перечень оборудования, в котором используется преобразование электрической энергии в механическую для работы бытовых устройств.

Они содержат сложные технические узлы, требуют умелого обращения, периодического осмотра, правильного обслуживания. При небрежной работе возникают различные поломки.

Материал статьи представляет советы домашнему мастеру, работающему с электрическими инструментами или планирующему самостоятельный ремонт электродвигателя с щеточным механизмом и коллектором. Текст наглядно дополняется схемами, картинками и видеороликом.

Предоставленная информация собрана с целью привлечь внимание пользователей к правилам эксплуатации бытовых приборов с коллекторным двигателем. Она поможет осознанно фиксировать возникающие дефекты работающей схемы, оперативно устранять их.

Компоновка и принцип работы

Подвижная часть коллекторного двигателя, как и любого другого, механически сбалансирована и закреплена в подшипниках вращения, вмонтированных в неподвижную станину.

Стационарный статор и вращающийся ротор имеют собственные обмотки из изолированного провода. По ним протекает электрический ток, создающий магнитные поля со своими полюсами: северным N и южным S.

При взаимодействии этих двух электромагнитных полей создается вращение ротора.

Поскольку к обеим обмоткам необходимо постоянно подводить напряжение, а ротор вращается, то для него смонтировано специальное устройство: коллектор с щеточным механизмом.

Электрическая схема

Для практических работ удобно пользоваться двумя видами ее представления:

Упрощенное отображение

Способ позволяет очень просто представить подключение всех обмоток двигателя к схеме электрической сети.

Выключатель разрывает оба потенциала фазы и нуля или один из них. Через щетки с коллектором создается цепь тока по обмоткам ротора.

Принципиальная схема

В зависимости от конструктивных особенностей обмотки статора и ротора могут иметь дополнительные отводы для питания различных устройств управления и автоматики коллекторного двигателя или обходиться без них.

Термозащита исключает перегревание изоляции обмоток двигателя. Она снимает напряжение питания при срабатывании датчика, останавливая вращение ротора и исполнительного механизма.

Тахогенератор позволяет судить о скорости вращения ротора. У отдельных двигателей его заменяют датчиком Холла. Для передачи сигналов к этим устройствам тоже используются контакты коллекторных пластин.

Проблемные места конструкции

Чаще всего неисправности могут возникнуть в:

• подшипниках:
• щеточном коллекторном узле;
• слое изоляции обмоток и проводов.

Подшипники

Их расположение выполняется по краям ротора с таким условием, чтобы максимально передавать осевую нагрузку крутящего момента.

У обычного бытового инструмента они могут повреждаться по двум основным причинам:

1. от неправильного приложения нагрузки:
2. в результате загрязнения.

Направления приложенных усилий

Подшипники бытового электроинструмента, как правило, не предназначены для восприятия боковых нагрузок. От частого их приложения, например, когда при работе дрелью нагружают не конец сверла, а прорезают щелевые отверстия его боком, на подшипниковый механизм передаются биения вала, создающие дополнительные люфты шариков в обоймах.

Работа в загрязненной среде

Коллекторный двигатель имеет воздушную систему охлаждения. Крыльчатка, надетая на ротор, забирает воздух через специальные щели в кожухе двигателя и прогоняет его по всему корпусу для отвода излишнего тепла от нагревающихся обмоток. Теплые потоки выбрасываются через специальные отверстия.

Если в помещении создана пыльная среда, то она будет засасываться внутрь корпуса и проникнет на подшипники и коллекторно-щеточный механизм. Возникнет абразивное воздействие на соприкасающихся при вращении частях, их преждевременный износ, а также нарушение электрической проводимости на контактах щеток.

Использование коллекторного двигателя не по назначению, например, сбор потока строительной пыли бытовым пылесосом вместо строительного, наиболее частая причина его поломки.

Отчего искрят щетки

Конструктивные особенности

При работе двигателя происходит постоянное трение щеток о контактные пластины коллектора, что требует периодического осмотра.

На рабочих поверхностях медных площадок появляется незначительный слой угольной пыли, как показано на фотографии. Это связано с расходом материала и износом щеток.

Этот процесс идет всегда при работе коллекторного двигателя. Даже при нормальном скольжении щетки создается незначительный разрыв цепи электрического тока. А это всегда связано с искрообразованием из-за возникновения переходных процессов и появлением микроскопических дуг. К тому же обмотки обладают высоким индуктивным сопротивлением.

Поэтому полностью исправный щеточный механизм при номинальной работе искрит, что не заметно взглядом, но ощущают чувствительные электронные приборы: телевизоры, компьютеры и другая техника. В схему их питания всегда устанавливают помехоподавляющие фильтры. Примером служит приведенная на сайте электрическая схема микроволновой печи с выделенным фрагментом зеленого цвета.

Износ материала щеток

Прижимаемая к коллекторной пластине токоведущая часть выполнена из угля. Ее объём изнашивается, а длина уменьшается. При этом ослабляется усилие нажима, создаваемое расправляемой пружиной.

Этот процесс может учитывается или не приниматься во внимание в разных конструкциях коллекторных двигателей.

Раритетные образцы

На старом двигателе выпуска 1960 года, приведенном в качестве примера, сжатие пружины осуществляется усилием завинчивания диэлектрической крышки.

Процесс установки щетки показан ниже.

Двигатель пылесоса

Описанная в статье об изготовлении самодельного триммера конструкция щеточного механизма имеет винт фиксации корпуса щетки.

Его установка показана на очередной фотографии. Обратите внимание, что сама щетка неоднократно стачивалась в процессе длительной работы и заменялась выточенным из угольного электрода батарейки по форме предыдущей.

При самостоятельном изготовлении щеток обращайте внимание на плотность ее входа в гнездо и перпендикулярное положение к оси вала. Если она будет меньшего размера, то при работе возникнет перекос. Он приведет к излишнему искрению и снижению ресурса двигателя.

Поэтому желательно использовать заводские щетки от производителя.
Существуют и другие технические решения этого вопроса.

Как проверить степень износа щетки

Основной метод связан с визуальным осмотром. В интернете можно встретить советы, рекомендующие прижать при работе двигателя щетку отверткой и оценить изменение оборотов ротора.

Это опасная операция, выполнять которую может только обученный и опытный персонал потому, что:

• необходимо пользоваться защитными средствами: работа выполняется под напряжением;
• существует вероятность создания короткого замыкания, ибо проверять придется обе щетки по очереди или одновременно и использовать отвертки с изолированными стержнями и наконечниками.

Если внешний осмотр показал, что длина щетки сильно уменьшена или рабочая поверхность имеет сколы, то ее необходимо просто заменить.

Загрязненный коллектор

Образование излишнего слоя угольной пыли с хорошими токопроводящими свойствами на пластинах может стать причиной их замыкания. Необходимо ее удалять не только с внешней поверхности, но и из промежутков между ними.

Графитовую пыль можно стереть слегка смоченной в спирте или бензине мягкой ветошью или убрать тонкой деревянной палочкой.

Когда коллекторные пластины потеряли первоначальную форму и стали с выемками, то их восстанавливают наждачной шкуркой с самым мелким зерном на токарных станках. Это сложная операция, требующая специального оборудования, но она способна продлить ресурс коллекторного двигателя.

Межвитковые замыкания в обмотках

Их образование на статоре или роторе резко снижает индуктивное сопротивление, ведет к появлению дополнительных искр между различными секциями коллектора и щеток. Возникает дополнительный перегрев.

Обмотка ротора

Поврежденную секцию в отдельных случаях можно наблюдать визуально по изменению цвета. Для выполнения электрических замеров потребуется точный омметр. Технологию проверки демонстрирует видео владельца altevaa TV “Проверка якоря коллекторного двигателя”.

Ремонт поврежденной обмотки ротора — операция сложная. Иногда проще купить новый.

Обмотка статора

Неисправность можно выявить замером активной составляющей электрического сопротивления по мостовой схеме у каждой полуобмотки. Но это тоже довольно сложно.

Пробой диэлектрического слоя изоляции

Кратко коснемся причин образования дефектов и защитных устройств, которыми необходимо пользоваться.

Как возникают неисправности

Медные провода жил всех обмоток покрыты слоем лака, который может повреждаться от:

• неосторожно приложенных механических нагрузок;
• при повышенной температуре.

От этих же факторов возникают дефекты изоляции питающих проводов с полихлорвиниловым покрытием.

В результате этих воздействий появляются следующие неисправности электрической схемы:

• межвитковое замыкание, создающее дополнительный путь для протекания тока утечек, который значительно снижает рабочие характеристики двигателя;
• короткое замыкание, способное выжечь провода.

Защитные устройства

Термореле

Встроенная во многие коллекторные двигатели функция защиты от перегрева работает автоматически. Когда оборудование отключается от его частой работы, то необходимо искать причину завышения температуры. К сожалению, часть пользователей старается заблокировать термореле. Это приводит к поломке с трудно восстанавливаемым ремонтом.

Автоматический выключатель

Ликвидация короткого замыкания и перегруза внутри электрической схемы двигателя возложена на бытовой автомат, питающий силовую розетку. Он устанавливается в квартирном щитке и по своим техническим характеристикам должен соответствовать рабочему и аварийному режиму коллекторного двигателя.

Без защиты налаженным автоматическим выключателем пользоваться инструментом с коллекторным двигателем опасно для жизни.

УЗО предотвращает стекание потенциала фазы через тело человека на землю. Оно тоже устанавливается в квартирном щитке.

Для закрепления материала рекомендуем посмотреть ролик владельца slavnatik “Почему искрит болгарка”.

Напоминаем, что сейчас вам удобно задать вопросы в комментариях и поделиться статьей с друзьями в соц сетях.

Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики. Схема подключения двигателя, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Область применения таких моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.

• Особенности конструкции и принцип действия
• Упрощенная схема подключения
• Управление работой двигателя
• Преимущества и недостатки
• Типичные неисправности

Особенности конструкции и принцип действия

По сути, коллекторный двигатель представляет собой достаточно специфичное устройство, обладающее всеми достоинствами машины постоянного тока и, в силу этого, обладающее схожими характеристиками. Отличие этих двигателей состоит в том, что корпус статора мотора переменного тока для снижения потерь на вихревые токи выполняется из отдельных листов электротехнической стали. Обмотки возбуждения машины подключаются последовательно для оптимизации работы в бытовой сети 220в.

Могут быть как одно-, так и трехфазными; благодаря способности работать от постоянного и переменного тока называются ещё универсальными. Кроме статора и ротора конструкция включает щеточно-коллекторный механизм и тахогенератор. Вращение ротора в коллекторном электродвигателе возникает в результате взаимодействия тока якоря и магнитного потока обмотки возбуждения. Через щетки ток подается на коллектор, собранный из пластин трапецеидального сечения и является одним из узлов ротора, последовательно соединенного с обмотками статора.

В целом принцип работы коллекторного мотора можно наглядно продемонстрировать с помощью известного со школы опыта с вращением рамки, помещенной между полюсами магнитного поля. Если через рамку протекает ток, она начинает вращаться под действием динамических сил. Направление движения рамки не меняется при изменении направления движения тока в ней.

Последовательное подсоединение обмоток возбуждения дает большой максимальный момент, но появляются большие обороты холостого хода, способные привести к преждевременному выходу механизма из строя.

Упрощенная схема подключения

Типовая схема подключения может предусматривать до десяти выведенных контактов на контактной планке. Ток от фазы L протекает до одной из щеток, затем передается на коллектор и обмотку якоря, после чего проходит вторую щетку и перемычку на обмотки статора и выходит на нейтраль N. Такой способ подключения не предусматривает реверс двигателя вследствие того, что последовательное подсоединение обмоток ведет к одновременной замене полюсов магнитных полей и в результате момент всегда имеет одно направление.

Направление вращения в этом случае можно изменить, только поменяв местами выхода обмоток на контактной планке. Включение двигателя «напрямую» выполняется только с подсоединенными выводами статора и ротора (через щеточно-коллекторный механизм). Вывод половины обмотки используется для включения второй скорости. Следует помнить, что при таком подключении мотор работает на полную мощность с момента включения, поэтому эксплуатировать его можно не более 15 секунд.

Управление работой двигателя

На практике используются двигатели с различными способами регулирования работы. Управление коллекторным мотором может осуществляться с помощью электронной схемы, в которой роль регулирующего элемента выполняет симистор, «пропускающий» заданное напряжение на мотор. Симистор работает, как быстросрабатывающий ключ, на затвор которого приходят управляющие импульсы и открывают его в заданный момент.

В схемах с использованием симистора реализован принцип действия, основанный на двухполупериодном фазовом регулировании, при котором величина подаваемого на мотор напряжения привязана к импульсам, поступающим на управляющий электрод. Частота вращения якоря при этом прямо пропорциональна приложенному к обмоткам напряжению. Принцип работы схемы управления коллекторным двигателем упрощенно описывается следующими пунктами:

• электронная схема подает сигнал на затвор симистора;
• затвор открывается, по обмоткам статора течет ток, придавая вращение якорю М двигателя;
• тахогенератор преобразует в электрические сигналы мгновенные величины частоты вращения, в результате формируется обратная связь с импульсами управления;
• в результате ротор вращается равномерно при любых нагрузках;
• реверс электродвигателя осуществляется с помощью реле R1 и R

Помимо симисторной существует фазоимпульсная тиристорная схема управления.

Преимущества и недостатки

К неоспоримым достоинствам таких машин следует отнести:

• компактные габариты;
• увеличенный пусковой момент; «универсальность» — работа на переменном и постоянном напряжении;
• быстрота и независимость от частоты сети;
• мягкая регулировка оборотов в большом диапазоне с помощью варьирования напряжения питания.

Недостатком этих двигателей принято считать использование щеточно-коллекторного перехода, который обуславливает:

• снижение долговечности механизма;
• искрение между и коллектором и щетками;
• повышенный уровень шумов;
• большое количество элементов коллектора.

Типичные неисправности

Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором наблюдается искрение даже при работе нового двигателя. Сработанные щетки следует заменить для предотвращения более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может произойти межвитковое замыкание обмоток якоря или статора, в результате которого происходит значительное падение магнитного поля или сильное искрение коллекторно-щеточного перехода.

Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя может грамотная эксплуатация устройства и профессионализм изготовителя в процессе сборки изделия.

Щёткодержатель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Составной щёткодержатель угольной щётки с индивидуальными зажимами и регулировками натяжения для каждого угольного блока

Щёткодержатель — элемент щёточно-коллекторного узла электрической машины, служит для крепления и правильного расположения электрощётки машины^[1] (электродвигателя либо генератора), прижимает её к коллектору или контактному кольцу. Состоит из обоймы, системы нажатия и элемента крепления^[1].

Пружина обычно используется со щёткой, чтобы поддерживать постоянный контакт с коллектором. По мере износа щётки и коллектора пружина постепенно прижимает щётку вниз к коллектору. В конце концов, щётка изнашивается и становится настолько маленькой и тонкой, что устойчивый контакт становится невозможен, а щётка далее не может надёжно удерживаться в щёткодержателе, и поэтому её необходимо заменить.

Обычно гибкий силовой кабель прикрепляется непосредственно к щётке, поскольку ток, протекающий через опорную пружину, вызывает нагрев, что может привести к потере закалки металла и утрате натяжения пружины.

Когда коммутируемый двигатель или генератор потребляет больше энергии, чем способна провести одна щётка, на поверхности очень большого коллектора параллельно устанавливается несколько щёткодержателей. Этот параллельный держатель равномерно распределяет ток по всем щёткам и позволяет оператору осторожно удалить неисправную щётку и заменить её новой, даже если машина продолжает вращаться с полной мощностью и под нагрузкой.

В настоящее время оборудование с высокой мощностью и коммутируемым током встречается нечасто из-за менее сложной конструкции генераторов переменного тока, позволяющих использовать низковольтную катушку с вращающимся полем высокого напряжения для питания сильноточных катушек статора с фиксированным положением. Это позволяет использовать в конструкции генератора очень маленькие одиночные щётки. В этом случае вращающиеся контакты представляют собой сплошные непрерывные кольца, называемые контактными кольцами, и никакого переключения не происходит.

Современные устройства, использующие угольные щётки, обычно имеют конструкцию, не требующую технического обслуживания, которая не требует регулировки в течение всего срока службы устройства, с использованием гнезда для держателя щётки с фиксированным положением и комбинированного узла щётка-пружина-кабель, который вставляется в паз. Изношенную щётку вынимают и вставляют новую.

По функционалу щёткодержатели делятся на две группы: обычные, которые выполняют функцию корпусной детали, удерживая щётки и обеспечивая контакт, и щёткодержатели, которые объединены с регулятором напряжения. Также выделяют следующие типы щёткодержателей по конструкции:

• двойные — для двигателей малой и средней мощности,
• наклонные — для двигателей с высокой скоростью вращения,
• радиально-наклонные («тандем») — для коллекторных двигателей высоких мощностей,
• подвижные — для асинхронных двигателей,
• цилиндрические — для бытовых приборов малой мощности и электроинструментов,
• радиальные — для двигателей со скоростью вращения ротора до 5–6 тыс. оборотов/мин.

Компоненты щёткодержателя^[1]:

• один или несколько корпусов, в которых размещены электрощётки,
• прижимной рычаг,
• одна или несколько пружин, которые создают через рычаг давление на электрощётку,
• посадочные места для бракетов или пальцев,
• места крепление щёткодержателя.

• ГОСТ 21888-82 — Щётки, щёткодержатели, коллекторы и контактные кольца электрических машин
• ГОСТ 24720-81 — на щёткодержатели вращающихся электрических машин
• ГОСТ 24808-81 — Щёткодержатели и кронштейны тяговых электрических машин. Нарезка зубчатая — на зубчатую нарезку на крепежной поверхности вновь разрабатываемых щеткодержателей и кронштейнов для тяговых электрических машин железнодорожного, городского и заводского рельсового и безрельсового транспорта, кроме щеткодержателей и кронштейнов, взаимозаменяемых с ранее выпущенными
• ГОСТ 27370-87 — Щёткодержатели для контактных колец группы Р типа РА, на щёткодержатели асинхронных электрических машин с высотой оси вращения от 160 до 400 мм<

• Hawkins Electrical Guide, Theo. Audel and Co., 2nd ed. 1917, vol. 1, ch. 21: Brushes and the Brush Gear, p. 307, fig. 335

Щетки электродвигателя: назначение, виды, замена

Коллекторный узел электродвигателя необходим, чтобы передать электроэнергию на обмотки якоря. Так как якорь производит вращательное движение во время работы, передача осуществляется через специальный контакт. Для организации подвижного контакта во всех бытовых и промышленных двигателях не используют пластины из металла. Это обусловлено высокими оборотами, при которых трение металла об металл производило бы дополнительный нагрев рабочей поверхности и быструю выработку коллектора. Поэтому в качестве контакта был выбран графит либо уголь. Получил он название — электрическая щетка.

Щетки электродвигателя

Контакт скользящего типа, предназначенный для подведения и отведения электричества на коллекторах либо кольцевых контактах всех типов электрических машин (электродвигатели и генераторы), получил название электрощетки.

Щетки электродвигателя выпускают как с проводниками из металла, так и без них. Закрепление провода в щетке выполняют методом развальцовки, впрессовки либо при помощи пайки. Тоководы щеточные бывают таких марок:

• МПЩ – специальный тип провода многожильный, изготовленный из проволоки медной;
• ПЩ – гибкий тип провода медного проволочного плетения;
• ПЩС – провод универсальный с повышенным показателем гибкости.

На подводящем проводе предусмотрены контактные наконечники. С помощью них провод закрепляется болтом щеточного держателя. Наконечники бывают вилочного, флажкового, двойного и пластинчатого типа.

Виды щеток

Существует несколько классов щеток, удовлетворяющих разным коммутационным условиям:

• Графитовые щетки. Изготовлены они на основе графита с добавлением наполнителя в виде сажи и других веществ. Предназначены щетки для коммутации легкой степени в генераторах и двигателях. Выпускаются марок ЭГ61А и Г20.
• Угольно-графитового типа. Щетки малой прочности для небольших механических нагрузок. Марки Г21, Г22.
• Электрографитного типа. Щетки повышенной механической прочности, насыщенные углеродом. Выполняют коммутацию средней степени сложности. Выдерживают большие токовые нагрузки. Бывают марок ЭГ2А, ЭГ74, ЭГ14, ЭГ4, ЭГ841.
• Металло-графитового типа (меднографитовые щетки для электродвигателей). Основным компонентом щетки является медный, оловянный и графитовый порошок. К ним идут разные наполнители. Щетки обладают высокой прочностью, не пропускают газовую и жидкую среду. Применимы в высокой и средней сложности условиях коммутации. Обеспечивают функционирование генераторов низкого напряжения. Марки имеют МГ, МГС, МГС 5, МГС 20, МГС 51, МГСОА, МГСО, МГСО1М, М1А, М1.

Описанные щеточные контакты применимы в промышленности, для бытового оборудования выпускают щетки марок Г33МИ, Г33, Г30, Г31.

Выбор щеточного контакта

Самое важное при подборе щеток электродвигателя — знать параметры выработанных щеток. Кроме геометрических размеров, новая щетка должна совпадать по марке графита, типу и сечению провода. Необязательно брать ту же марку, как у оригинала, но твердость щетки электродвигателя и режимы работы должны совпадать. Толщина провода не должна быть меньше оригинала, а гибкость соответствовать. Основные ошибки при подборе щеточного контакта:

• Установка более жесткого графитового контакта туда, где использовались более мягкие. Результатом может стать быстрый износ коллектора.
• Установка «универсальных» щеток повсеместно. Это может нарушить режим работы устройства.
• Ориентировка при покупке щетки на маркировку графита сбоку старой щетки электродвигателя. Маркировка графита – это не маркировка параметров контакта!

Почему щетки искрят

Искрение щеток, скользящих по коллектору, закономерно, ведь в момент перехода от одной ламели к другой происходит дуговой микроразряд. При правильном функционировании двигателя, исправности и соответствии всех элементов оно едва уловимо глазом. Но если сильно искрит щетка электродвигателя, причина говорит о неполадках в работе. Игнорирование этого процесса чревато выходом из строя якоря.

Причины, из-за которых искрят щетки, следующие:

• Образование нагара либо загрязнений на коллекторе. Возможно при продолжительной работе двигателя без технического обслуживания на контактах коллектора образовалась тонкая пленка из нагара. Она имеет повышенное сопротивление, что приводит к искрообразованию. Устранить неполадку можно, обработав коллектор наждачной бумагой нулевой зернистости (в направлении, куда вращаются щетки).
• Замыкание соседних контактов коллектора пылью от графита или мелким медным порошком. В этом случае в цепях возрастают токи, что приводит к сильному искрообразованию. Перемычки следует аккуратно устранить острым предметом.
• Неправильный подбор параметров щеток. В результате несоответствия сопротивления контактов также будут искры на коллекторе. Нужно заменить графитовые щетки, основываясь на технической документации двигателя.
• Выработка щеток.
• Межвитковое замыкание в обмотках якоря. Проверить якорь и заменить в случае неисправности.

Замена щеток электродвигателя

Менять щетки необходимо тогда, когда от рабочей части осталось не менее трети, а также следовать правилам:

• Подбирать щетки, соответствующие параметрам предыдущих.
• Проводить визуальный осмотр коллектора и чистку при надобности.
• Если рабочая поверхность щеток имеет скос, не путать его расположение.
• Дать щеткам время на притирку, включая мотор без нагрузок, и затем удалить притирочную пыль с коллектора.

Заключение

Кроме всех перечисленных мероприятий по уходу за щетками, также существуют специальные смазки коллекторного узла. Они позволяют снизить механическую нагрузку на контакт и препятствуют образованию нагара.

Как притереть щетки электродвигателя — ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Замена щеток в электродвигателе требуется достаточно часто, поскольку их износ – одна из наиболее часто встречающихся неисправностей. При замене щеток для обеспечения правильной работы агрегата необходимо выполнить их притирку. Как притереть щетки электродвигателя и осуществить эту процедуру грамотно?

Процесс притирки щеток электродвигателя

Есть несколько способов притирки щеток. Выбирать, который из них использовать, следует исходя из типа двигателя и ваших предпочтений.

Первый способ.

Прежде всего, требуется грубая подгонка щеток по коллектору – ее проводят с помощью напильника и крупнозернистой бумаги. Затем:

• Щетки устанавливаются на место, и под них подкладывается специальная шлифовальная стеклянная бумага (№ 00). Ее рабочая поверхность должна быть обращена к щеткам. Отрезок бумаги отмеряется таким образом, чтобы по длине он был равен приблизительно 1.5 длине окружности коллектора.
• Якорь поворачивается вручную до того момента, когда бумага станет соприкасаться со всей поверхностью щеток и шлифовать ее.
• Механизм очищается от угольной пыли и продувается сильной струей сжатого воздуха.
• Двигатель включается с нагрузкой 25-30 % от номинальной для более тщательной пришлифовки щеток.

Так как наличие в двигателе пыли и продуктов износа щеток может привести к замыканию на массу кронштейна щеткодержателя, после выполнения притирки необходимо продуть сжатым воздухом генератор.

Второй способ.

Ваши действия должны выглядеть следующим образом:

• На коллектор наматывается и тщательно закрепляется полоска стеклянной шкурки.
• Крышка со вставленными в щеткодержатели щетками вращается вокруг неподвижного якоря вручную в том же направлении, в каком сам якорь вращается в собранном генераторе.

Третий способ.

Стеклянная бумага кладется на коллектор (абразивной стороной вверх) и несколько раз протягивается вперед и назад. Одновременно осуществляется не слишком сильный нажим на щетки. Процесс прекращается после того, как щетки начнут равномерно прилегать к коллектору. Ширина полоски бумаги должна быть больше ширины щетки.

Применение карборундового или наждачного полотна для выполнения притирки недопустимо, поскольку попадание абразивных частиц между пластинами коллектора может спровоцировать замыкание.

Когда требуется притирка щеток электродвигателя

Эту процедуру нужно проводить при:

• Установке новых щеток взамен износившихся.
• Их неравномерном износе по длине.
• Неправильном скосе рабочей поверхности щеток при допустимой высоте.

Во избежание короткого замыкания и поломки двигателя следует регулярно проверять состояние щеткодержателей и щеток. Упругость пружин щеткодержателей проверяется с помощью рычажного или пружинного динамометра. Если показатель упругости меньше, чем указано в ТУ, щетки будут вибрировать, а коллектор быстрее изнашиваться.

Показатели правильного подбора и грамотной установки щеток – это:

• Соответствие щеток марке двигателя.
• Их свободное вращение на оси щеткодержателя.
• Полное прилегание поверхности деталей к коллектору.

Признаки плохой притирки щеток

Плохую притирку щеток можно определить по следующим признакам:

• искрение;
• сильный шум;
• нарушение коммутации механизма;
• вибрация.

Правильная притирка щеток обеспечивает равномерность распределения тока по рабочей поверхности, что приводит к улучшению рабочих показателей электродвигателя.

Освоив процесс притирки щеток, вы сможете самостоятельно устранять мелкие неполадки в агрегате и проводить его профилактику, не прибегая к помощи специалистов.

Щеткодержатели для любых электродвигателей и генераторов

МТ Крановые щеткодержатели МТ используются в крановых электродвигателей с фазным ротором серии MTF, MTH, 5MTH, ДMTF, ДMTH. Некоторые из них могут устанавливаться на различные габариты электродвигателей, так как эти щеткодержатели имеют возможность регулировки окна под различных размеров. Подробнее…	Импортные щеткодержатели Mersen (Carbone Lorraine) Импортные щеткодержатели производства Mersen используются в узлах токосъема различных электродвигателей преимущественно импортного производства. Крепятся данные щеткодержатели на специальные держатели которые в свою очередь одеваются на бракет (палец) округлой формы внутри электродвигателя. Подробнее…
Щеткодержатели типа (ДГП или ДПГ) Отечественные щеткодержатели типа ДРПк1 или ДГП (ДПГ) используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: П11М, П32, П41, П61, МП542-1/2, ГПА222, 2ПЭМ400, ПЭМ2000М, 4ГПЭМ141, ГПЭ13-14/2, ПЭМ151, ДРТ, ДРК, ДПТР, ЭДР. Подробнее…	Щеткодержатели типа (ДП) Отечественные щеткодержатели типа ДРПр1 или ДП используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: ДПЭ12, ДПМ12, ДП21, ДП31, ДЭ816, ДПЭ, ДПЭ52, Д21, Д22, Д23, ДП214, ДПВ, ДПВ52, ДП, ДЭ, ДЭВ, ДЭ812. Подробнее…
Щеткодержатели типа (ДГ) Отечественные щеткодержатели типа ДРПра1 или ДГ используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: ПН290, МП542, П7-П11, СД806, МП542, 2П2В250, ПН225, 4ПП2В250, ПН290, ПНГ225, П7-П11, ДК405, ДК604, НБ436, П, Д, СД, ПСМ (ПСМ55), ВТМ,П-7, П111, П112, СТД, СТДМ, ГПМ, 4ГПЭМ, МПЭ1000, МПЭ4000, ВТ450-3000, ПГ. Подробнее…	Щеткодержатели типа (ДГМ) Отечественные щеткодержатели типа ДРПрс1 или ДГМ используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: 2ПН, П, СД, ГПА, ДК604Б, Д, П7-П11, ВТМ, П-7, П111, П112, СТД, СТДМ, П12, П17. Подробнее…
Щеткодержатели типа (ДБ, ДБУ) Отечественные щеткодержатели типа ДРПс1, ДБ или ДБУ используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: ТВВ200, ТГВ100, АК, СДСЭ, СТМ, ТВВ, СДЭ, ТГВ, СДН, СД, МАД. Подробнее…	Щеткодержатели типа (ДТХ) Отечественные щеткодержатели типа ДРПк2 используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: П2, П2ПМ, ПВ2. Подробнее…
Щеткодержатели типа Отечественные щеткодержатели типа ДРПч используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: ГПЭ, ГС, ГП311Б, ДТ, ДТН12, ДТН45, ДТН33, ЭТ46, СДН, ЭТ31, ЭД118, ЭД107, ЭД120, ЭДП196. Подробнее…	Щеткодержатели типа ДТ Отечественные щеткодержатели типа ДТ используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Подробнее…
Щеткодержатели типа Отечественные щеткодержатели типа ДТнПк2 используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: ПГК, МП, ПБК, ГП312, ГП311, МПТ99/47, ГПА600. Подробнее…	Щеткодержатели типа ДК Отечественные щеткодержатели типа ДК используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях серии ДК. Подробнее…
Щеткодержатели типа НБ Отечественные щеткодержатели типа НБ используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях НБ412 и НБ511. Подробнее…	Щеткодержатели типа РТП Отечественные щеткодержатели типа РТП используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях: ВТМ, П, СТД, 4ГПЭМ, ПГМ, МПЭ1000, МПЭ4000. Подробнее…
Щеткодержатели типа ТКЭ Отечественные щеткодержатели типа ТКЭ используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в токоприемниках ТКК-85 и ТКЭ 12-5. Подробнее…	Щеткодержатели типа ЭТВ Отечественные щеткодержатели типа ЭТВ используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях ПБСТ-43. Подробнее…
Щеткодержатели типа АМНК, 4АМНК, 5АНК Отечественные щеткодержатели типа АМНК, 4АМНК, 5АНК используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Подробнее…	Щеткодержатели типа ЭК-590 Отечественные щеткодержатели типа ЭК-590 используются в узлах токосъема различных электродвигателей отечественного производства. Применяются в электродвигателях ЭК-590. Подробнее…
Щеткодержатели типа Отечественные щеткодержатели типа ЭМЩ-2А обеспечивают подачу электрического тока непосредственно к токосъемному кольцу различных муфт серии ЭМ или ЭТМ контактного исполнения. Подробнее…