Глава 25 Обмотки якоря машин постоянного тока
§ 25.1. Петлевые обмотки якоря
Основные понятия. Обмотка якоря машины постоянного тока представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору.
Элементом обмотки якоря является секция (катушка), присоединенная к двум коллекторным пластинам. Расстояние между пазовыми частями секции должно быть равно или мало отличаться от полюсного деления [см. (7.1)] (рис. 25.1):
. (25.1)
Здесь
Рис. 25.1. Расположение пазовых сторон секции на сердечнике якоря
Обмотки якоря обычно выполняют двухслойными. Они характеризуются следующими параметрами: числом секций S; числом пазов (реальных) Z; числом секций, приходящихся на один паз, ; числом витков секции ; числом пазовых сторон вобмотке N; числом пазовых сторон в одном пазу
Рис. 25.2. Элементарные пазы
Схемы обмоток якоря делают развернутыми, при этом все секции показывают одновитковыми. В этом случае каждой секции, содержащей две пазовые стороны, соответствует один элементарный паз. Концы секций присоединяют к коллекторным пластинам, при этом к каждой пластине присоединяют начало одной секции и конец другой, т. е. на каждую секцию приходится одна коллекторная пластина. Таким образом, для обмотки якоря справедливо , где — число элементарных пазов;
Простая петлевая обмотка якоря. В простой петлевой обмотке якоря каждая секция присоединена к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. При укладке секций на сердечнике якоря начало каждой последующей секции соединяется с концом предыдущей, постепенно перемещаясь при этом по поверхности якоря (и коллектора) так, что за один обход якоря укладывают все секции обмотки. В результате конец последней секции оказывается присоединенным к началу первой секции, т. е. обмотка якоря замыкается.
На рис. 25.3, а, б изображены части развернутой схемы простой петлевой обмотки, на которых показаны шаги обмотки — расстояния между пазовыми сторонами секций по якорю: первый частичный шаг по якорю , второй частичный шаг по якорю и результирующий шаг по якорю.Если укладка секций обмотки ведется слева направо по якорю, то обмотка называется правоходовой (рис. 25.3,
. (25.2)
Рис. 25.3. Простая петлевая обмотка:
а — правоходовая; б — левоходовая; в — развернутая схема
Расстояние между двумя коллекторными пластинами, к которым присоединены начало и конец одной секции, называют
Начало и конец каждой секции в простой петлевой обмотке присоединены к рядом лежащим коллекторным пластинам, следовательно, , где знак плюс соответствует правоходовой обмотке, а знак минус — левоходовой.
Для определения всех шагов простой петлевой обмотки достаточно рассчитать первый частичный шаг по якорю:
, (25.3)
где — некоторая величина, меньшая единицы, вычитая или суммируя которую получают значение шага , равное целому числу.
Второй частичный шаг обмотки по якорю
Пример 25.1. Рассчитать шаги и выполнить развернутую схему простой петлевой обмотки якоря для четырехполюсной машины (2=4) постоянного тока. Обмотка правоходовая, содержит 12 секций.
Решение. Первый частичный шаг по якорю по (25.3)
3 паза.
Второй частичный шаг по якорю по (25.4)
Прежде чем приступить к выполнению схемы обмотки, необходимо отметить и пронумеровать все пазы и секции, нанести на предполагаемую схему контуры магнитных полюсов и указать их полярность (25.3, в). При этом нужно иметь в виду, что отмеченный на схеме контур является не полюсом, а зеркальным отображением полюса, находящегося над якорем. Затем изображают коллекторные пластины и наносят на схему первую секцию, пазовые части которой располагают в пазах 1 и 4. Коллекторные пластины, к которым присоединены начало и конец этой секции, обозначают 1 и
Далее на схеме изображают щетки. Расстояние между щетками А и В должно быть равно К/(2) =12/4 = 3, т. е. должно соответствовать полюсному делению. Что же касается расположения щеток на коллекторе, то при этом следует руководствоваться следующим. Предположим, что электрический контакт обмотки якоря с внешней цепью осуществляется не через коллектор, а непосредственно через пазовые части обмотки, на которые наложены «условные» щетки (рис. 25.4,
Рис. 25.4. Расположение условных (
При определении полярности щеток предполагают, что машина работает в генераторном режиме и ее якорь вращается в направлении стрелки (см. рис. 25.3, в). Воспользовавшись правилом «правой руки», находят направление ЭДС (тока), наведенной в секциях. В итоге получаем, что щетки и , от которых ток отводится во внешнюю цепь, являются положительными, а щетки и B2 — отрицательными. Щетки одинаковой полярности присоединяют параллельно к выводам соответствующей полярности.
Параллельные ветви обмотки якоря. Если проследить за прохождением тока в секциях обмотки якоря (см. рис. 25.3, в), то можно заметить, что обмотка состоит из четырех участков, соединенных параллельно друг другу и называемых параллельными ветвями. Каждая параллельная ветвь содержит несколько последовательно соединенных секций с одинаковым направлением тока в них. Распределение секций в параллельных ветвях показано на электрической схеме обмотки (рис. 25.5). Эту схему получают из развернутой схемы обмотки (см. рис. 25.3,) следующим образом. На листе бумаги изображают щетки и имеющие с ними контакт коллекторные пластины, как это показано на рис. 25.5. Затем совершают обход секций обмотки начиная с секции 1, которая оказывается замкнутой накоротко щеткой . Далее идут секции 2 и 3, которые образуют параллельную ветвь. Таким же образом обходят все остальные секции. В результате получаем схему с четырьмя параллельными ветвями, по две секции в каждой ветви.
Рис. 25.5. Электрическая схема обмотки рис. 25.3, в.
Из полученной схемы следует, что ЭДС обмотки якоря определяется значением ЭДС одной параллельной ветви, тогда как значение тока обмотки определяется суммой токов всех ветвей обмотки:
, (25.5)
где 2 — число параллельных ветвей обмотки якоря; — ток одной параллельной ветви.
В простой петлевой обмотке число параллельных ветвей равно числу главных полюсов машины: 2 = 2.
Нетрудно заметить, что число параллельных ветвей в обмотке якоря определяет значение основных параметров машины — тока и напряжения.
Пример 25.2. Шестиполюсная машина постоянного тока имеет на якоре простую петлевую обмотку из 36 секций. Определить ЭДС и силу тока в обмотке якоря машины, если в каждой секции наводится ЭДС 10 В, а сечение провода секции рассчитано на ток не более 15 А.
Решение. Число параллельных ветвей в обмотке 2 = 2 = 6, при этом в каждой параллельной ветви = 36/6 = 6 секций. Следовательно, ЭДСобмотки якоря = 6∙10 = 60 В, а допустимый ток машины = 6∙15 = 90 А.
Если бы машина при прочих неизменных условиях имела восемь полюсов, то ее ЭДС уменьшилась бы до 40 В, а ток увеличился бы до 120 А.
Сложная петлевая обмотка. При необходимости получить петлевую обмотку с большим числом параллельных ветвей, как это требуется, например, низковольтных машинах постоянного тока, применяют сложную петлевую обмотку. Такая обмотка представляет собой несколько (обычно две) простых петлевых обмоток, уложенных на одном якоре и присоединенных к одному коллектору. Число параллельных ветвей в сложной петлевой обмотке 2=2, где т — число простых петлевых обмоток, из которых составлена сложная обмотка (обычно т = 2). Ширина щеток при сложной петлевой обмотке принимается такой, чтобы каждая щетка одновременно перекрывала т коллекторных пластин, т. е. столько пластин, сколько простых обмоток в сложной. При этом простые обмотки оказываются присоединенными параллельно друг другу. На рис. 25.6 показана развернутая схема сложной петлевой обмотки, состоящей из двух простых (т = 2): 2 = 4; = 16.Результирующий шаг обмотки по якорю и шаг по коллектору сложной петлевой обмотки принимают равным у = ук = т. Первый частичный шаг по якорю определяют по (25.3).
Пример 25.3. Четырехполюсная машина имеет сложную петлевую обмотку якоря из 16 секций. Выполнить развернутую схему этой обмотки, приняв т — 2. Решение. Шаги обмотки: = =16/4 = 4 паза; у = = 2 паза;=— у = 4-2 = 2 паза.
Сначала располагаем все секции одной из простых обмоток (секции с нечетными номерами: 1, 3, 5 и т. д.), а концы этих секций присоединением к нечетным пластинам коллектора (рис. 25.6). Затем располагаем на якоре секции другой петлевой обмотки с номерами 2, 4, 6 и т. д. Изображаем на схеме щетки шириной в два коллекторных деления. Число параллельных ветвей обмотки 2=2=4-2 = 8.
Рис. 25.6. Развернутая схема сложной петлевой обмотки
Схема намотки ротора 12 пазов 24 ламели
Мелкосерийное литье изделий из пластика на термопластавтоматах
Узнать цену!
44. СХЕМЫ РУЧНЫХ ОБМОТОК ЯКОРЯ
Среди ручных обмоток, применяемых для якорей, можно выделить три типа: простая ручная, «в елочку» и юбочная.
Обмотку «в елочку» называют также иногда двуххордовой, так как у нее секции разделены на две равные части (две полусекции), образующие на виде с торца две хорды, расходящиеся из одного паза. Число сторон секции в пазу якоря при ручной обмотке может быть равно двум (при uп=1) и более (при uп = 2 и более).
Рис. 98. Простая ручная обмотка при uп=1: а — намотка первой секции и образование петли для намотки второй секции, б — намотка второй секции, в — рабочая схема, г — вид с торца; 1 — начало намотки, 2 — первая секция, 3 — вторая секция, 4 — первая петля, 5 —вторая петля
Простая ручная обмотка при uп=1 наматывается следующим образом. Вначале наматывается первая секция 2 (рис. 98, а), затем делается петля 4 для присоединения к коллектору, после чего наматывается вторая секция (рис. 98, б, г) в рядом лежащие пазы, делается петля 5 и т. д. При четырех сторонах в пазу (uп=2) вторая секция наматывается в те же пазы, что и первая (рис. 99), причем петли для присоединения к коллектору делают после намотки каждой секции.
При обмотке «в елочку» каждая секция разбивается на две полусекции. Сначала наматывают первую полусекцию обмотки (рис. 100, а), затем переходят в следующий по шагу паз (7-й паз на рис. 100,б) и наматывают вторую полусекцию 4. После образования
петли 5 наматывают подобным же образом следующие секции. При uп=2 вторая секция наматывается в те же пазы, что и первая. Число витков в полусекции при обмотке «в елочку» определяется делением общего числа витков в пазу на 4uп. Например, при общем числе витков в пазу 72 и uп=2 число витков в полусекции
Рабочие схемы обмоток «в елочку» при uп=2 представлены на рис. 101. При скосе пазов пакета якоря разметка ручных обмоток, так же как и шаблонных, производится по среднему сечению пакета.
Рис. 99. Простая ручная обмотка при uп=2: а — намотка первой секции и образование петли для намотки второй секции, б — намотка второй секции, в — рабочая схема, г — вид с торпа; 1 — начало намотки, 2 — первая секция, 3 — вторая секция, 4 — первая петля, 5 — вторая петля
Юбочная обмотка применяется при небольшом числе витков в секции (обычно не более трех). Для ее намотки заранее отрезают от бухты куски проводов, число которых должно быть равно числу секций. Длина каждого куска провода должна быть равна развернутой длине секции. Концы всех отрезанных проводов 2 (рис. 102) закладывают в пластины коллектора 1, провода изгибают и укладывают в пазы в соответствии со схемой обмотки. По выходе из паза со стороны, противоположной коллектору, все провода одновременно опять изгибают, на них накладывают для закрепления бандаж 4 из чулка. Затем со стороны, противоположной коллектору, провода изгибают вокруг бандажа 4, образуют лобовую часть, после чего их укладывают в пазы в соответствии с шагом обмотки по-
Рис. 100. Ручная обмотка «в елочку»: а — намотка первой полусекции и переход для намотки второй полусекции, б — намотка второй полусекции и образование петли, в — рабочая схема, г — вид с торца; 1 — начало намотки, 2 — первая полусекция, 3 — переход к второй полусекции, 4 — вторая полусекция, 5 — петля
Рис. 101. Рабочая схема обмотки «в елочку» при ип= 2: а — без скоса пазов, б — со скосом пазов на 1/2 пазового деления
верх уже находящихся там проводов первого слоя. Таким образом, получается петля 3 (юбка) со стороны, противоположной коллектору, и образуется первый виток.
Для получения второго витка провод со стороны коллектора изгибают, закрепляют бандажом 5 и вторично укладывают в те же пазы с изгибом и закреплением лобовой части новым бандажом с противоположной стороны. Операции изгиба и бандажировки повто-
Рис. 102. Юбочная обмотка: 1 — пластина коллектора, 2— провода, 3 — петля, 4, 5 — бандажи
ряют столько раз, сколько витков в секции. После намотки всех витков концы проводов закладывают в шлицы коллектора в соответствии со схемой обмотки.
Число петель (юбок) обмотки на стороне, противоположной коллектору, равно числу витков, а со стороны коллектора — на один меньше.
Юбочные обмотки выполняют, как петлевые и как волновые. Их схемы ничем не отличаются от обычных шаблонных обмоток.
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 (606), 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 хб 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.
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.
В этой статье будет рассказано, как намотать якорь, используя сброс вправо и укладку вправо, а также укладку влево и сброс вправо.
Сброс вправо, укладка вправо
Чтобы осуществить намотку якоря, используя сброс вправо и укладку вправо, при шаге 1-6, нужно произвести следующие действия:
1 шаг. Гильзуем пазы
Мы имеем якорь, очищенный от старой обмотки. Необходимо отметить первый начальный паз и загильзовать его. Гильзуем паз гильзой из электротехнического картона. Так как применяется сброс вправо, то гильзуем и шестой паз, расположенный правее первого паза, если смотреть со стороны коллектора. Паз гильзуется аналогично первому пазу.
2 шаг. Делаем обмотку
Затем берем катушку с проводом, отмечаем начало катушки узелком и наматываем нужное количество витков. Количество витков определяется или схемой намотки, или количеством, посчитанным при разборке якоря. В данном случае, количество витков 30 и диаметр провода 0,25. Наматываем одну катушку в пазы 1 и 6.
3 шаг. Делаем отвод
Мы видим якорь, в котором намотана одна катушка в пазы 1 и 6, ну а, поскольку соотношение между количеством ламелей коллектора и числом пазов – два к одному, то есть 24 ламели на 12 пазов, следовательно в эту пару пазов нужно намотать еще одну катушку, но перед этим необходимо сделать отвод. Отвод представляет собой конец первой катушки и начало второй катушки. Делаем отвод и наматываем в пазы 1 и 6 еще 30 витков провода (то есть вторую катушку).
4 шаг. Снова гильзуем
Намотали вторую катушку. Поскольку мы условились, что укладку будем производить вправо, необходимо загильзовать следующую пару пазов. Следующей парой пазов будет являться 2 паз и, естественно, при укладке вправо, 7 паз.
5 шаг. Снова наматываем
Затем берем провод и, перед тем, как завести провод во вторую пару пазов, необходимо снова сделать отвод. Выпускаем некоторое количество провода, делаем скрутку и завязываем узелок для того, чтобы можно было в дальнейшем отличать эти отводы друг от друга. Данный отвод представляет собой конец второй катушки предыдущей пары пазов и начало первой катушки последующей пары. В данном случае пары пазов 2 и 7. Наматываем тридцать витков провода в пару пазов 2-7. Чтобы намотать еще одну катушку в эту же пару пазов, необходимо снова сделать отвод. Выпускаем немного провода, делаем скрутку и оставляем ее в таком же состоянии – без узелка. Значит, первая катушка у нас с узелком, а вторая – без узелка. И так на каждой паре пазов. Так мы их и будем отличать. Наматываем еще одну катушку.
Аналогично наматываем остальные пазы…
Заключение:
Как мы видим, уже вторая катушка второй пары пазов намотана и, обратите внимание, предыдущая катушка провода 1 и 6 перекрыта катушками пары пазов 2 и 7 и катушка пазов 2 и 7 смещена вправо, если смотреть со стороны коллектора. Такая укладка и называется укладкой вправо.
Теперь у нас из каждого паза выходит по две скрутки. Из первого паза у нас выходит единичный провод. Этот провод, в последствие, соединится с концом последней катушки намотки. Затем выходит скрутка без узелка – это конец первой катушки, начало второй катушки.
Присоединяются отводы следующим образом: наш пока что единичный провод попадает на контакт 1, обозначенный на коллекторе цифрой 1; скрутка без узелка, выходящая из первого паза попадает на контакт, обозначенный на коллекторе цифрой 2; на контакт коллектора, обозначенный цифрой 3, попадает скрутка с узелком; затем без узелка и затем – последовательно… Ошибиться практически невозможно, но не следует забывать приподнимать скрутки перед началом намотки последующих катушек, чтобы не примотать их вместе с катушкой.
Сброс вправо, укладка влево.
Аналогично, как при укладке вправо, повторяем Шаг 1, Шаг 2 и Шаг 2.
Шаг 4. Гильзуем пазы
У нас намотаны две катушки в пазы 1 и 6 и сейчас мы осуществим намотку якоря с укладкой влево. Поскольку катушки будут смещаться влево, соответственно будут смещаться пазы. Поэтому гильзуем 5 паз гильзой из электротехнического картона и гильзуем 12 паз.
Шаг 5. Делаем обмотку
Заводим провод в 12 паз, но перед этим необходимо сделать отвод. Отвод этот представляет собой конец второй катушки пазов 1 и 6 и начало первой катушки пазов 12 и 5. Заводим провод в 12 паз и мотаем нужное число витков.
Намотав нужное число витков, в данном случае 30 витков единичной катушки, получаем такую картину. Обратите внимание, когда последующая катушка, то есть катушка, в данном случае, пазов 12 и 5 перекрыла катушку пазов 1 и 6 и сместилась влево. Такая укладка называется укладкой влево.
Аналогично наматываем остальные пазы…
Заключение:
По техническим параметрам эти две укладки равноценны, но, при изменении направления укладки, изменяется и направление вращения якоря. Что касается подключения катушек якоря к ламелям коллектора, то, при укладке влево, порядок подключения несколько другой. Поскольку у нас катушки смещаются влево, то, естественно, и подключение к ламелям коллектора происходит справа – налево, то есть против часовой стрелки. Первым контактом 1 подключается начало первой катушки, затем к следующему подключается конец первой, начало второй катушки и так по порядку. Все катушки якоря должны быть соединены последовательно и в одинаковой фазе. В таком случае якорь будет нормально работать.
Тэги: Якорь, укладка, обмотка, катушка
§ 25.1. Петлевые обмотки якоря
Основные понятия. Обмотка якоря машины постоянного тока представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору.
Элементом обмотки якоря является секция (катушка), присоединенная к двум коллекторным пластинам. Расстояние между пазовыми частями секции должно быть равно или мало отличаться от полюсного деления[см. (7.1)] (рис. 25.1):
.(25.1)
Здесь — диаметр сердечника якоря, мм.
Рис. 25.1. Расположение пазовых сторон секции на сердечнике якоря
Обмотки якоря обычно выполняют двухслойными. Они характеризуются следующими параметрами: числом секций S; числом пазов (реальных) Z; числом секций, приходящихся на один паз, ; числом витков секции ; числом пазовых сторон вобмотке N; числом пазовых сторон в одном пазу . Верхняя пазовая сторона одной секции и нижняя пазовая сторона другой секции, лежащие в одном пазу, образуют элементарный паз. Число элементарных пазов в реальном пазе определяется числом секций, приходящихся на один паз: (рис. 25.2).
Рис. 25.2. Элементарные пазы
Схемы обмоток якоря делают развернутыми, при этом все секции показывают одновитковыми. В этом случае каждой секции, содержащей две пазовые стороны, соответствует один элементарный паз. Концы секций присоединяют к коллекторным пластинам, при этом к каждой пластине присоединяют начало одной секции и конец другой, т. е. на каждую секцию приходится одна коллекторная пластина. Таким образом, для обмотки якоря справедливо , где — число элементарных пазов; К — число коллекторных пластин в коллекторе. Число секций, приходящихся на один реальный паз, определяется отношением.
Простая петлевая обмотка якоря. В простойпетлевой обмотке якоря каждая секция присоединена к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. При укладке секций на сердечнике якоря начало каждой последующей секции соединяется с концом предыдущей, постепенно перемещаясь при этом по поверхности якоря (и коллектора) так, что за один обход якоря укладывают все секции обмотки. В результате конец последней секции оказывается присоединенным к началу первой секции, т. е. обмотка якоря замыкается.
На рис. 25.3, а, б изображены части развернутой схемы простой петлевой обмотки, на которых показаны шаги обмотки — расстояния между пазовыми сторонами секций по якорю: первый частичный шаг по якорю , второй частичный шаг по якорю и результирующий шаг по якорю.
Если укладка секций обмотки ведется слева направо по якорю, то обмотка называется правоходовой (рис. 25.3, а), а если укладка секций ведется справа налево, то обмотка называется левоходовой (рис. 25.3,). Для правоходовой обмотки результирующий шаг
. (25.2)
Рис. 25.3. Простая петлевая обмотка:
а — правоходовая; б — левоходовая; в — развернутая схема
Расстояние между двумя коллекторными пластинами, к которым присоединены начало и конец одной секции, называют шагом обмотки по коллектору ук. Шаги обмотки по якорю выражают в элементарных пазах, а шаг по коллектору — в коллекторных делениях (пластинах).
Начало и конец каждой секции в простой петлевой обмотке присоединены к рядом лежащим коллекторным пластинам, следовательно,, где знак плюс соответствует правоходовой обмотке, а знак минус — левоходовой.
Для определения всех шагов простой петлевой обмотки достаточно рассчитать первый частичный шаг по якорю:
, (25.3)
где — некоторая величина, меньшая единицы, вычитая или суммируя которую получают значение шага , равное целому числу.
Второй частичный шаг обмотки по якорю
(25-4)
Параллельные ветви обмотки якоря. Если проследить за прохождением тока в секциях обмотки якоря (см. рис. 25.3, в), то можно заметить, что обмотка состоит из четырех участков, соединенных параллельно друг другу и называемых параллельными ветвями. Каждая параллельная ветвь содержит несколько последовательно соединенных секций с одинаковым направлением токав них. Распределение секций в параллельных ветвях показано на электрической схеме обмотки (рис. 25.5). Эту схему получают из развернутой схемы обмотки (см. рис. 25.3,) следующим образом. На листе бумаги изображают щетки и имеющие с ними контакт коллекторные пластины, как это показано на рис. 25.5. Затем совершают обход секций обмотки начиная с секции 1, которая оказывается замкнутой накоротко щеткой . Далее идут секции 2 и 3, которые образуют параллельную ветвь. Таким же образом обходят все остальные секции. В результате получаем схему с четырьмя параллельными ветвями, по две секции в каждой ветви.
Рис. 25.5. Электрическая схема обмотки рис. 25.3,в.
Из полученной схемы следует, что ЭДС обмотки якоря определяется значением ЭДС одной параллельной ветви, тогда как значение тока обмотки определяется суммой токов всех ветвей обмотки:
,(25.5)
где 2 — число параллельных ветвей обмотки якоря; — ток одной параллельной ветви.
В простой петлевой обмотке число параллельных ветвей равно числу главных полюсов машины: 2 = 2.
Нетрудно заметить, что число параллельных ветвей в обмотке якоря определяет значение основных параметров машины — тока и напряжения.
Сложная петлевая обмотка. При необходимости получить петлевую обмотку с большим числом параллельных ветвей, как это требуется, например, низковольтных машинах постоянного тока, применяют сложную петлевую обмотку. Такая обмотка представляет собой несколько (обычно две) простых петлевых обмоток, уложенных на одном якоре и присоединенных к одному коллектору. Число параллельных ветвей в сложной петлевой обмотке 2=2, где т — число простых петлевых обмоток, из которых составлена сложная обмотка (обычно т = 2). Ширина щеток при сложной петлевой обмотке принимается такой, чтобы каждая щетка одновременно перекрывала т коллекторных пластин, т. е. столько пластин, сколько простых обмоток в сложной. При этом простые обмотки оказываются присоединенными параллельно друг другу. На рис. 25.6 показана развернутая схема сложной петлевой обмотки, состоящей из двух простых(т = 2): 2 = 4;= 16.Результирующий шаг обмотки по якорю и шаг по коллектору сложной петлевой обмотки принимают равным у = ук = т. Первый частичный шаг по якорю определяют по (25.3).
Схема намотки ротора болгарки — Морской флот
Мелкосерийное литье изделий из пластика на термопластавтоматах
Узнать цену!
44. СХЕМЫ РУЧНЫХ ОБМОТОК ЯКОРЯ
Среди ручных обмоток, применяемых для якорей, можно выделить три типа: простая ручная, «в елочку» и юбочная.
Обмотку «в елочку» называют также иногда двуххордовой, так как у нее секции разделены на две равные части (две полусекции), образующие на виде с торца две хорды, расходящиеся из одного паза. Число сторон секции в пазу якоря при ручной обмотке может быть равно двум (при uп=1) и более (при uп = 2 и более).
Рис. 98. Простая ручная обмотка при uп=1: а — намотка первой секции и образование петли для намотки второй секции, б — намотка второй секции, в — рабочая схема, г — вид с торца; 1 — начало намотки, 2 — первая секция, 3 — вторая секция, 4 — первая петля, 5 —вторая петля
Простая ручная обмотка при uп=1 наматывается следующим образом. Вначале наматывается первая секция 2 (рис. 98, а), затем делается петля 4 для присоединения к коллектору, после чего наматывается вторая секция (рис. 98, б, г) в рядом лежащие пазы, делается петля 5 и т. д. При четырех сторонах в пазу (uп=2) вторая секция наматывается в те же пазы, что и первая (рис. 99), причем петли для присоединения к коллектору делают после намотки каждой секции.
При обмотке «в елочку» каждая секция разбивается на две полусекции. Сначала наматывают первую полусекцию обмотки (рис. 100, а), затем переходят в следующий по шагу паз (7-й паз на рис. 100,б) и наматывают вторую полусекцию 4. После образования
петли 5 наматывают подобным же образом следующие секции. При uп=2 вторая секция наматывается в те же пазы, что и первая. Число витков в полусекции при обмотке «в елочку» определяется делением общего числа витков в пазу на 4uп. Например, при общем числе витков в пазу 72 и uп=2 число витков в полусекции
Рабочие схемы обмоток «в елочку» при uп=2 представлены на рис. 101. При скосе пазов пакета якоря разметка ручных обмоток, так же как и шаблонных, производится по среднему сечению пакета.
Рис. 99. Простая ручная обмотка при uп=2: а — намотка первой секции и образование петли для намотки второй секции, б — намотка второй секции, в — рабочая схема, г — вид с торпа; 1 — начало намотки, 2 — первая секция, 3 — вторая секция, 4 — первая петля, 5 — вторая петля
Юбочная обмотка применяется при небольшом числе витков в секции (обычно не более трех). Для ее намотки заранее отрезают от бухты куски проводов, число которых должно быть равно числу секций. Длина каждого куска провода должна быть равна развернутой длине секции. Концы всех отрезанных проводов 2 (рис. 102) закладывают в пластины коллектора 1, провода изгибают и укладывают в пазы в соответствии со схемой обмотки. По выходе из паза со стороны, противоположной коллектору, все провода одновременно опять изгибают, на них накладывают для закрепления бандаж 4 из чулка. Затем со стороны, противоположной коллектору, провода изгибают вокруг бандажа 4, образуют лобовую часть, после чего их укладывают в пазы в соответствии с шагом обмотки по-
Рис. 100. Ручная обмотка «в елочку»: а — намотка первой полусекции и переход для намотки второй полусекции, б — намотка второй полусекции и образование петли, в — рабочая схема, г — вид с торца; 1 — начало намотки, 2 — первая полусекция, 3 — переход к второй полусекции, 4 — вторая полусекция, 5 — петля
Рис. 101. Рабочая схема обмотки «в елочку» при ип= 2: а — без скоса пазов, б — со скосом пазов на 1/2 пазового деления
верх уже находящихся там проводов первого слоя. Таким образом, получается петля 3 (юбка) со стороны, противоположной коллектору, и образуется первый виток.
Для получения второго витка провод со стороны коллектора изгибают, закрепляют бандажом 5 и вторично укладывают в те же пазы с изгибом и закреплением лобовой части новым бандажом с противоположной стороны. Операции изгиба и бандажировки повто-
Рис. 102. Юбочная обмотка: 1 — пластина коллектора, 2— провода, 3 — петля, 4, 5 — бандажи
ряют столько раз, сколько витков в секции. После намотки всех витков концы проводов закладывают в шлицы коллектора в соответствии со схемой обмотки.
Число петель (юбок) обмотки на стороне, противоположной коллектору, равно числу витков, а со стороны коллектора — на один меньше.
Юбочные обмотки выполняют, как петлевые и как волновые. Их схемы ничем не отличаются от обычных шаблонных обмоток.
Болгарка используется для выполнения многих задач в хозяйстве. Регулярное применение может привести к поломке устройства. Наиболее часто ломающимся элементом является якорь. На него действует высокая тепловая нагрузка, а также сказывается механическое и электромагнитное влияние. В итоге многим умельцам приходится думать о ремонте этой детали.
Устройство якоря
Якорь болгарки состоит из обмотки, которая проводит ток, и магнитопровода. В магнитопроводе находится вал, осуществляющий кручение. Конструкция магнитного провода образована пластинками и пазами, которые изолированы меж собой посредством покрытия лака. Разработана определенная последовательность укладки проводников якорной обмотки в пазы. Проводники образуют виток. Окончания его связываются на ламелях. Схема расположения начала стартового витка и окончания последнего составляется таким образом, что они замыкаются на одну ламель.
При постоянном перегреве мотора болгарки происходит оплавление якоря. В результате высокой температуры могут отпасть контакты проводов, которые соединяют первичную обмотку с коллектором. Все это приводит к тому, что ток не подается.
Неисправность якоря
Существуют критерии, на основании которых можно сделать вывод, что требуется ремонт якоря:
- увеличивается количество искр, исходящих от щеток на коллекторе двигателя;
- появляется вибрация при небольшой скорости;
- рабочий вал начинает перемещаться в разных положениях.
Наличие этих признаков свидетельствует о поломке якоря. Последующее пользование может быть опасным.
Известны следующие повреждения якоря:
- обрыв проводников электрического тока;
- замыкание между витками;
- нарушение изоляции, что приводит к замыканию обмотки на металлическую поверхность ротора;
- распаивание окончаний коллектора;
- неодинаковое истирание коллектора.
В итоге этих неисправностей двигатель постепенно перестает работать. Чтобы выяснить причину отказа работы углошлифовальной машины, следует провести диагностику. Она может быть осуществлена визуально или с применением соответствующих приборов.
Как проверить якорь на болгарке?
Правила визуального осмотра
Стандартная диагностика предполагает зрительный анализ устройства. Нужно проанализировать целостность провода и подачу тока на коллектор мотора. При нормальной подаче питания следует осмотреть болгарку изнутри. Разобрать устройство не составит большого труда. Лучше всего при разборе сфотографировать расположение основных модулей устройства. После разборки провести зрительную проверку якоря на такие свойства:
- ход якоря должен быть свободным;
- отсутствие черных пятен и запаха, которые могут говорить об оплавлении обмотки, изоляционный лак которой оставляет следы;
- отсутствие скомканных витков и остатков припоя, что приводит к короткому замыканию;
- на контактах ламели не должно быть выгорания, иначе следует проверить связывание петушка ламели и шинки обмотки;
- отсутствие изношенных или выгоревших пластинок;
- пространство между ламелями не должно содержать графитовые остатки от щеток.
Если при зрительном осмотре не выявлены недостатки, то необходимо провести проверку приборами. Якорь на болгарке можно проверить как при помощи тестера, так и воспользовавшись обычной лампочкой.
Осмотр с помощью тестера
Мультиметр выставляется в положение омметра. Задается сопротивление 200 Ом. Щупы подсоединяются к ламелям, находящимся рядом друг с другом. Если значение на приборе меньше 1 Ом, то присутствует короткое замыкание. При значении больше среднего возможно наличие обрыва витков. При высоком значении сопротивления или отсутствии какого-либо значения (в случае применения цифрового прибора) также можно судить об обрыве.
Бывают ситуации, когда обрыв не обнаруживается. Тогда делается пробой на массу. При максимальном сопротивлении один из щупов ставится на вал, а другой перемещается по пластинкам. Если значение нулевое, то повреждения нет. Потом мультиметром таким же образом проверяется ротор. Щуп в этом случае перемещается по ламелям. При невозможности выполнить проверку тестером применяется лампочка.
Контроль при помощи лампочки
При отсутствии под рукой прибора многих интересует вопрос, как проверить болгарку на возможные поломки якоря. Подающий питание провод разрывается, и в место разрыва одного провода помещается лампочка. Затем вращается вал. По смене яркости лампочки можно судить о замыкании между витками. В случае отсутствия горения, возможны такие выводы:
- расположение щеток не соответствует работающему положению, вследствие срабатывания подпорной пружины;
- разрыв питающего контура;
- замыкание либо разрыв в обмотке статора.
Можно прозвонить индикатором коротко замкнутых витков и прибором проверки якорей. Это может сделать опытный человек.
Возможен ли ремонт якоря
Ремонт якоря болгарки не может быть выполнен, если имеется вибрация, так как нарушается баланс. Такая ситуация требует провести замену. Возможно устранение короткого замыкания и замена обмотки.
Сначала нужно разобрать двигатель и вынуть ротор. Но перед этим отключить клеммы питания и снять щетки. Ротор болгарки достается вместе с опорным подшипником и крыльчаткой для охлаждения.
Перемотка якоря
Якоря для болгарок УШМ поддаются перемотке в домашних условиях. Для этого нужно иметь определенные умения при работе с паяльником. Чтобы осуществить перемотку якоря своими руками, потребуется:
- провод с медной жилой, которая соответствует предыдущему проводнику;
- диэлектрическая бумага, чтобы изолировать обмотку;
- лак для заливки катушек;
- паяльник.
Важно перед началом намотки якоря подсчитать число витков в старой намотке и выполнить столько же на новой катушке.
- убирание предыдущих обмоток – стараться не испортить поверхность корпуса. При появлении повреждений произвести шлифовку наждаком или напильником;
- осмотр коллектора – значение сопротивления контактов ламели в сравнении с оболочкой не должно превышать 0,25 Мом;
- подчищение коллектора от старых проводов – разработка пазов для вставки концов новых проводов;
- постановка гильз – они изготавливаются из материала, не проводящего ток, например, электротехнический картон. Размер их равен 0,3 мм;
- перемотка катушек – окончание нового провода присоединяется к концу ламели. Перематываем по направлению против часовой стрелки. Вблизи коллектора закрепить провода хлопчатобумажной ниткой;
- контроль на отсутствие замыканий – замерить сопротивление тестером;
- нанесение лака или эпоксидки для закрепления намотки – произвести сушку в духовке или использовать средства, которые быстро высыхают.
Если выполнить подобные действия не удается, то можно произвести замену якоря болгарки.
Смена якоря
Замена якоря на болгарке осуществляется одновременно с заменой опорных подшипников и крыльчатки охлаждения мотора. Для выполнения потребуются такие приспособления:
- новый якорь для болгарки, подходящий именно вашему устройству;
- отвертка и ключ;
- щетка с мягкими щетинами и салфетка для протирания элементов.
Этапы разборки:
- извлечение щеток;
- выкручивание редуктора;
- снятие крышки редуктора;
- снятие кольца, которое фиксирует маленькую шестеренку на якоре;
- извлечение якоря совместно с шестеренкой и подшипником;
- снятие подшипника специальным съемным приспособлением;
- снятие шестерни и диска закрепления;
- протирание основных элементов салфеткой.
Постановка новой детали для шлифовальной машины осуществляется в обратном порядке:
- установка закрепляющего диска на вал;
- напрессовка подшипника;
- установка маленькой шестерни и ее крепление при помощи стопорного кольца;
- помещение якоря в редуктор со стыковкой отверстий;
- закрепление редуктора в корпусе болгарки;
- установка щеток;
- проверка устройства.
Таким образом, ремонт якоря своими руками можно выполнить быстро и легко. Но чтобы не допускать таких случаев, пользоваться устройством нужно бережно и не подвергать длительным высоким нагрузкам. Содержание инструмента в сухом месте и необходимый уход продлят срок его эксплуатации.
Особенности работы асинхронного двигателя болгарки
Практически во всех электроприборах, использующихся в быту, применяется асинхронный электрический двигатель. Важным преимуществом этого типа мотора является то, что при изменении нагрузки на него, частота оборотов не меняется. Это означает, что если, к примеру, долго и без остановки резать камень бытовой болгаркой, никаких внешних признаков перегрузки двигателя заметно не будет. Скорость вращения диска будет постоянная, звук однотонным. Изменится только температура, но этого можно и не заметить, если руки одеты в перчатки.
При невнимательном отношении, преимущество может превратиться в недостаток. Асинхронные двигатели очень чувствительны к перегреву, значительное превышение рабочей температуры влечёт за собой оплавление изоляции на обмотках ротора. Вначале мотор будет работать с перебоями, а потом — когда произойдёт межвитковое короткое замыкание — двигатель остановится совсем. Стоит несколько раз сильно перегреть двигатель болгарки и, наиболее вероятно, что якорь оплавится. Кроме того, от высокой температуры отпаиваются контакты, соединяющие провода первичной обмотки с коллектором, что ведёт к прерыванию подачи электрического тока.
Как определить неисправность якоря болгарки
Признаками поломки якоря болгарки являются: повышенное искрение щёток на коллекторе мотора, вибрация мотора на малых оборотах, вращение рабочего вала в разные стороны. Если такие симптомы присутствуют, работу инструментом следует прекратить — это опасно. Подозрения легко проверить с помощью несложных тестов.
Визуальный осмотр снаружи
Поиск неисправности следует начать с визуального осмотра болгарки:
- Провести общий осмотр инструмента.
- Обратить внимание на целостность сетевого шнура, наличие напряжения в розетке.
- При помощи индикатора напряжения убедиться, что ток поступает на коллектор двигателя и кнопку пуска.
Осмотр прибора изнутри
Если с питанием всё в порядке, но болгарка не работает, придётся вскрыть корпус, чтобы получить доступ к мотору. Как правило, разборка не представляет сложностей. Но необходимо придерживаться простых правил, которые позволят избежать неприятностей во время обратной сборки:
- Обязательно отключить прибор от сети перед разборкой.
- Снять со шпинделя рабочий диск и защитный кожух.
- Произвести вскрытие корпуса в хорошо освещённом месте, на чистой поверхности стола.
- Запомнить расположение всех деталей и узлов перед разборкой. Рекомендуется зарисовать или сфотографировать внутреннее устройство прибора.
- Шурупы и винты крепления складывать в отдельном месте, чтобы не потерялись.
Осматривать мотор лучше всего под ярким освещением, чтобы все мелкие детали были хорошо различимы. Якорь должен свободно вращаться вокруг своей оси, правильно работающие подшипники не должны при работе издавать звук. На якоре не должно быть следов оплавившейся проводки, обмотки контура должны быть целыми, без разрывов. Можно понюхать ротор. При межвитковом замыкании изоляционный лак подгорает и издаёт устойчивый специфический запах. Но для такой диагностики необходим определённый опыт.
Прозвонка цепей тестером
Если визуальный осмотр не дал явных результатов, продолжить обследование рекомендуется при помощи мультиметра. Выставив тумблер переключения режимов в положение омметра (диапазон 200 Ом), необходимо двумя щупами «прозвонить» две соседние ламели якоря. Если сопротивление на всех витках одинаковое, это значит, что обмотки исправны. Если же на каких-то парах тестер показывает другое сопротивление или обрыв цепи — в этой катушке неисправность.
Разрыв проводки может произойти между обмоткой и сердечником. Следует внимательно обследовать места соединения катушек с ламелями коллектора в нижней части якоря, визуально проверить пайку контактов.
Проверка контактов лампочкой
Если нет тестера, выйти из положения можно с помощью простой лампочки на 12 вольт. Мощность может быть любой, оптимально 30–40 Вт. Напряжение от аккумулятора 12 вольт надо подать на вилку болгарки, вставив в разрыв одного провода лампочку. При исправном якоре, если вращать шпиндель рукой, лампочка должна гореть, не изменяя яркости. Если накал меняется — это верный признак межвиткового короткого замыкания.
Если же лампочка не горит, то это может говорить о следующем:
- Возможно зависание щёток в нерабочем положении. Сработалась подпорная пружина.
- Произошёл разрыв питающего контура.
- Произошло замыкание или разрыв в обмотке статора.
Существуют и другие способы диагностики, но они требуют более сложного оборудования, которое в домашних условиях обычно не применяют. Опытный мастер определит поломку с высокой степенью точности, используя «пробойник» или простейший трансформатор с разрезанным тороидальным сердечником и одной первичной обмоткой.
В каких случаях можно спасти якорь и восстановить его своими руками
Если повреждение якоря установлено с гарантированной точностью, деталь необходимо извлечь из электродвигателя. Разборку мотора надо производить с особой аккуратностью, предварительно сняв щётки и отсоединив клеммы питания. Вынимается ротор вместе с опорными подшипниками и крыльчаткой охлаждения мотора, они составляют с ним единое целое.
Если в якоре повреждена большая часть проводки и в результате перегрева нарушена балансировка, его лучше заменить целиком. О нарушении балансировки говорит повышенная вибрация и неравномерный гул при работе механизма.
Как перемотать якорь — пошаговая инструкция
Если балансировка якоря не нарушена, а проблема только в испорченных обмотках, то такой якорь можно восстановить самостоятельно, перемотав катушки. Перемотка ротора в домашних условиях требует большого терпения и аккуратности.
Мастер должен иметь навыки в работе с паяльником и приборами для диагностики электрических цепей. Если вы неуверены в своих силах, лучше отнести двигатель для ремонта в мастерскую или самостоятельно заменить весь якорь.
Для самостоятельной перемотки якоря понадобится:
- провод для новой обмотки. Используется медная жила с диаметром, точно соответствующим старому проводнику;
- диэлектрическая бумага для изоляции обмотки от сердечника;
- лак для заливки катушек;
- паяльник с оловянно-свинцовым припоем и канифолью.
Перед перемоткой важно сосчитать количество витков провода в обмотке и намотать на катушки такое же количество нового проводника.
Процесс перемотки состоит из следующих шагов:
- Демонтаж старых обмоток. Их надо аккуратно удалить, не повредив металлического корпуса якоря. Если на корпусе обнаружились какие-либо заусенцы или повреждения, их надо загладить напильником или зашлифовать наждаком. Иногда, для полной очистки корпуса от шлаков, мастера предпочитают обжигать его горелкой.
- Подготовка коллектора для подключения нового провода. Снимать коллектор нет необходимости. Следует осмотреть ламели и замерить мегомметром или мультиметром сопротивление контактов по отношению к корпусу. Оно должно быть не более 0,25 МОм.
- Удаление старой проводки на коллекторе. Тщательно убрать остатки проводов, прорезать пазы в части контактов. В дальнейшем в пазы будут вставлены окончания проводов катушек.
- Установка гильз для якоря. Гильзы делаются из диэлектрического материала толщиной 0,3 мм, например, электротехнического картона. Нарезать определённое количество гильз и вставить в пазы очищенного якоря.
- Перемотка катушек. Конец нового проводника приприпаивается к окончанию ламели и наматывается последовательными круговыми движениями, против часовой стрелки. Такая укладка называется «укладкой вправо». Намотка Повторить для всех катушек. Возле коллектора стянуть провода толстой нитью из х/б ткани (капрон применять запрещено, так как он плавится при нагреве).
- Проверка качества намотки. По окончании укладки всех обмоток, проверить мультиметром отсутствие межвитковых замыканий и возможных обрывов.
- Финишная обработка. Готовую катушку обработать лаком или эпоксидной смолой для скрепления обмотки. В заводских условиях пропитку сушат в специальных печах. Дома это можно сделать в духовке. Как вариант — применять для пропитки быстросохнущие лаки, нанося покрытие в несколько слоёв.
Замена якоря самостоятельно в домашних условиях
Практика показывает, что если решено заменить якорь болгарки, то менять его лучше всего вместе с опорными подшипниками и крыльчаткой охлаждения двигателя.
Для замены потребуются:
- Новый якорь УШМ. Должен соответствовать вашей модели. Взаимозамена с другими моделями — недопустима.
- Отвёртки, гаечные ключи.
- Мягкая щётка и ветошь для протирки механизма.
Как снять якорь
Замена якоря начинается с разборки болгарки. Выполняются следующие шаги:
- Отвёрткой выкручиваются щёточные узлы с двух сторон. Извлекаются щётки.
Видео: замена подшипников на болгарке
Как поставить якорь на место
Чтобы установить на место новый якорь болгарки следует взять новую деталь, после чего собрать инструмент в обратном порядке. Последователь действий следующая:
- На вал якоря устанавливается диск фиксации.
- Методом напрессовки устанавливается подшипник.
- Насаживается малая шестерня и фиксируется стопорным кольцом.
- Якорь заводится в корпус редуктора, совмещаются стыковочные отверстия.
- Закручиваются болты крепления редуктора.
- Якорь с редуктором вставляется в корпус болгарки и фиксируется.
- Щётки осаждаются на свои места, закрываются крышками.
После выполнения указанных действий болгарка готова к работе. Замена якоря произведена.
Видео: как проверить болгарку
Древняя суфийская мудрость гласит: «Умён тот человек, который способен выйти с достоинством из сложной ситуации. Но мудр тот, кто в такую ситуацию не попадает.» Соблюдая правила эксплуатации бытовой техники, не допуская перегрева мотора, можно избежать поломок и неурядиц в работе болгарки. Содержание и хранение инструмента в чистоте и сухости предотвратит его механизмы от загрязнения и окисления токонесущих элементов. Своевременное техническое обслуживание инструмента гарантированно избавит от неприятных сюрпризов во время работы.
Машины постоянного тока. Обмотки якорей машин постоянного тока.
Машина постоянного тока — электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (генератор) или для обратного преобразования (двигатель). Электрическая машина постоянного тока обратима. Для работы машины постоянного тока необходимо наличие в ней двух обмоток: обмотки возбуждения и обмотки якоря. Первая служит для создания в машине постоянного тока магнитного поля, т. е. для возбуждения, а посредством второй происходит преобразование энергии. Исключение составляют магнитоэлектрические машины постоянного тока, в которых имеется лишь одна (якорная) обмотка, так как магнитное поле (возбуждение) в этих машинах создается постоянными магнитами.
Обмотка якоря машины постоянного тока представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору.
Элементом обмотки якоря является секция, которая содержит один или несколько витков и присоединяется к двум коллекторным пластинам. Секция состоит из активных сторон, заложенных в пазы сердечника якоря, и лобовых частей, соединяющих эти стороны. При вращении якоря в каждой из активных сторон индуктируется э. д. с. В лобовых же частях секции э. д. с. не индуктируется.
Часть поверхности якоря, приходящаяся на один полюс, называется полюсным делением и выражается следующей формулой:
где t — полюсное деление;
D – диаметр якоря;
2p – число главных полюсов в машине.
Полюсное деление
Расположение активных сторон на сердечнике якоря
Чтобы э. д. с., индуктируемые в активных сторонах секций, складывались, т. е. действовали согласно, секцию следует расположить в пазах сердечника якоря так, чтобы ширина секции была равна или незначительно отличалась от полюсного деления.
Элементарные пазы: а) один элементарный паз; б) два элементарных паза; в) три элементарных паза
Изображение секции на развернутой схеме
Секции укладываются в пазах сердечника якоря в два слоя. При этом если одна из активных сторон секции находится в нижней части одного паза, то ее другая сторона находится в верхней части другого паза. Верхняя сторона одной секции и нижняя сторона другой, уложенные в одном пазу, образуют элементарный паз (Z3 ). В реальном пазу может быть и более двух активных сторон, например четыре, шесть, восемь и т. д. В этом случае реальный паз состоит из нескольких элементарных пазов.
Так как секция имеет две активные стороны, то каждой секции соответствует один элементарный паз. Концы секции присоединяются к коллекторным пластинам, при этом к каждой пластине присоединяется начало одной секции и конец другой, т. е. на каждую секцию приходится одна коллекторная пластина. Таким образом, для якорной обмотки можно записать следующее равенство:
где S – число секций в обмотке якоря;
Zэ – число элементарных пазов;
К – число коллекторных пластин.
Для более удобного и наглядного изображения схем якорных обмоток цилиндрическую поверхность якоря вместе с обмоткой условно развертывают на плоскости и все соединения проводников изображают прямыми линиями на плоскости чертежа. Выполненная в таком виде схема обмотки называется развернутой.
В зависимости от формы секций и от способа присоединения их к коллектору различают следующие типы якорных обмоток: простая петлевая, сложная петлевая, простая волновая, сложная волновал и комбинированная.
Простая петлевая обмотка
В простой петлевой обмотке якоря каждая секция присоединена к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. На рис. изображена одновитковая, и двухвитковая секция петлевой обмотки. При укладке секций на сердечник якоря начало каждой последующей секции соединяют с концом предыдущей секции, постепенно перемещаясь при этом по поверхности якоря (и коллектора) так, что за один обход укладывают все секции обмотки. В результате конец последней секции оказывается соединенным с началом первой, т. с. обмотка замыкается.
Одновитковая секция простой петлевой обмотки
Двухвитковая секция простой петлевой обмотки
На рис. изображена часть простой петлевой обмотки, на которой показаны шаги обмотки — расстояние между активными сторонами секций по якорю. Кратчайшее расстояние между активными сторонами одной секции на поверхности якоря называют первым частичным шагом обмотки по якорю и обозначают через y1 . Это расстояние измеряется в элементарных пазах и, как было указано ранее, должно быть равным пли незначительно отличаться от полюсного деления.
Расстояние между активной стороной нижнего слоя первой секции и активной стороной верхнего слоя второй секции называют вторым частичным шагом обмотки по якорю, обозначают через y2 и измеряют в элементарных пазах.
Знание шагов обмотки y1 и y2 дает возможность определить результирующий шаг обмотки по якорю у, который представляет собой расстояние между расположенными в одном слое активными сторонами двух следующих друг за другом секций.
Из рис. следует, что
у= y1 — y2
Шаги петлевой обмотки:
а) – правоходовая обмотка: б) левоходовая обмотка
Укладывая секции обмотки, мы как бы перемещаемся не только по сердечнику якоря, но и по коллектору. Расстояние между двумя коллекторными пластинами, к которым присоединены начало и конец одной секции, называется шагом обмотки по коллектору и обозначается через ук .
Шаги обмотки по якорю измеряются элементарными пазами, а шаг по коллектору — коллекторными делениями (пластинами). Обмотка, часть которой показана на рис. называется правоходовой, так как укладка секций этой обмотки происходит слева на право но якорю, в отличие ог левоходовой, в которой укладка секций обмотки по якорю идет справа налево. Как следует из определения, начало н конец каждой секции простой петлевой обмотки присоединяется к рядом лежащим коллекторным пластинам, следовательно,
y = yк = ± 1.
В этом выражении знак «плюс» соответствует правоходовой обмотке, а знак «минус» — левоходовой.
Для определения всех шагов простой петлевой обмотки достаточно рассчитать первый частичный шаг по якорю
,
где ε – велечина, меньшая единицы, вычитая или суммируя которую можно получить шаг у1 , выраженный целым числом.
y2 = y1 ± y = y1 ± 1
Прежде чем приступить к выполнению схемы, необходимо отметить следующее:
1. Все пазы сердечника якоря н секции обмотки нумеруются. При этом номер секции определяется номером паза, в верхней части которого находится одна из ее активных сторон.
2. Активные стороны верхнего слоя изображают на схеме сплошными линиями, а стороны нижнего слоя — пунктирными так, что одна половина секции, относящаяся к верхнему слою,
показывается на схеме сплошной линией, а другая, относящаяся к нижнему слою, — пунктирной.
Для удобства вычерчивания схемы следует предварительно составить таблицу соединений. В этой таблице (табл. 2.1) горизонтальные линии изображают секции, а наклонные указывают на порядок соединения секции со стороны коллектора. При правильно вычисленных шагах таблица включает в себя все активные стороны верхнего и нижнего слоев обмотки .
Развернутую схему обмотки (рис. 2.8) строят в следующей последовательности. На листе бумаги размечают пазы, и наносят контуры полюсов. При этом следует учесть, что изображенный на схеме полюс представляет собой как бы зеркальное отражение полюса, находящегося над якорем. При выполнении схемы обмотки ширину полюса следует принять равной приблизительно 0,8 т. Полярность полюсов чередуется: N—S—N—S. Затем изображают коллекторные пластины и наносят на схему первую секцию, активные стороны которой расположатся в пазах 1 и 4. Коллекторные пластины, к которым присоединены концы первой секции, обозначают цифрами 1 и 2. Затем нумеруют остальные коллекторные пластины и последовательно наносят на схему другие секции (2, 3 и т. д.). Последняя секция (12) должна замкнуть обмотку, что будет свидетельствовать о правильно выполненной схеме.
Далее на схеме изображают щетки. Расстояние между щетками А и В должно соответствовать полюсному делению, т. е. должно соответствовать полюсному делению, т. е. должно составлять коллекторных делений. В нашем примере это расстояние равно коллекторным делениям. Что же касается расположения щеток на коллекторе, то при этом следует руководствоваться следующим. Предположим, что электрический контакт якорной обмотки с внешней цепью осуществлялся не через коллектор и щетки, а при помощи так называемых условных щеток, расположенных на поверхности якоря. В этом случае наибольшее значение э. д. с. машины соответствует положению условных щеток на геометрической нейтрали. Но так как коллекторные пластины, к которым присоединены секции, смещены относительно активных сторон этих секций приблизительно на 1/2τ, топереходя от условных щеток к реальным, следует расположить их на коллекторе по оси главных полюсов машины.
Развернутая схема простой петлевой обмотки:
2p = 4; Zэ = 12
Расположение условных щеток на якоре
Расположение щеток на коллекторе по оси главных полюсов
Предположим, что машина работает в режиме генератора и ее якорь вращается в направлении слева направо. Воспользовавшись правилом «правой руки», определяем направление э. д. с. (тока), индуктируемой в активных сторонах секций. Это дает нам возможность установить полярность Щеток: щетки А1 и А2 , от которых ток отводится во внешнюю цепь, являются положительными, а щетки B1 и B2 — — отрицательными. Щетки одинаковой полярности соединяют параллельно и подключают к соответствующим выводам машины.
Схема намотки якоря болгарки вручную
Якорь болгарки больше всех узлов подвергается температурным, механическим и электромагнитным нагрузкам. Поэтому он является частой причиной отказа работы инструмента, и как следствие, часто нуждается в ремонте. Как проверить якорь на работоспособность и починить элемент своими руками — в нашей статье.
Устройство якоря болгарки
Якорь двигателя болгарки представляет собой токопроводящую обмотку и магнитопровод, в который запрессован вал вращения. Он имеет на одном конце ведущую шестерню, на другом коллектор с ламелями. Магнитопровод состоит из пазов и мягких пластин, покрытых лаком для изоляции друг от друга.
Схема якоря болгарки
В пазы по специальной схеме уложены по два проводника якорной обмотки. Каждый проводник составляет половинку витка, концы которого попарно соединяются на ламелях. Начало первого витка и конец последнего находятся в одном пазу, поэтому они замкнуты на одну ламель.
Как проверить якорь болгарки на исправность
Виды неисправностей якоря:
Если якорь неисправен, происходит перегрев двигателя, оплавляется изоляция обмотки, витки коротко замыкаются. Отпаиваются контакты, соединяющие обмотку якоря с пластинами коллектора. Прекращается подача тока и двигатель перестаёт работать.
Виды диагностики якоря:
- визуально;
- мультиметром;
- лампочкой;
- специальными приборами.
Стандартная диагностика
Прежде чем взять прибор для диагностики, осмотрите якорь. На нём могут быть повреждения. Если проводка оплавилась, подгоревший изоляционный лак оставит чёрные следы или специфический запах. Можно увидеть погнутые и смятые витки либо токопроводящие частицы, например, остатки припоя. Эти частицы являются причиной короткого замыкания между витками. Ламели имеют загнутые края, называемые петушками, для соединения с обмоткой.
Из-за нарушения этих контактов ламели выгорают.
Другие повреждения коллектора: приподнятые, изношенные или пригоревшие пластины. Между ламелями может скапливаться графит от щёток, что тоже указывает на короткое замыкание.
Загнутые пластины коллектора
Как проверить с помощью мультиметра
- Поставьте сопротивление 200 Ом. Соедините щупы прибора с двумя соседними ламелями. Если сопротивление одинаковое между всеми соседними пластинами, значит, обмотка исправна. Если сопротивление менее 1 Ом и очень близко к нулю, есть короткое замыкание между витками. Если сопротивление выше среднего в два и более раз, значит, есть обрыв витков обмотки. Иногда при обрыве сопротивление настолько велико, что прибор зашкаливает. На аналоговом мультиметре стрелка уйдёт до конца вправо. А на цифровом ничего не покажет.
Диагностика обмотки якоря мультиметром
Видео: как проходит проверка
Если у вас нет тестера, воспользуйтесь лампочкой с напряжением 12 вольт мощностью до 40 Вт.
Как проверить ротор болгарки с помощью лампочки
- Возьмите два провода и соедините их с лампой.
- На минусовом проводе сделайте разрыв.
- Подайте на провода напряжение. Концы разрыва приложите к пластинам коллектора и прокрутите его. Если лампочка горит, не меняя яркости, значит, короткого замыкания нет.
- Проведите тест замыкания на железо. Соединяйте один провод с ламелями, а другой с железом ротора. Потом с валом. Если лампочка будет гореть, значит, есть пробой на массу. Обмотка замыкает на корпус ротора или вал.
Эта процедура аналогична диагностике мультиметром.
Проверка индикатором короткозамкнутых витков (ИКЗ)
Попадаются якоря, у которых не видно проводов, подсоединённых к коллектору из-за заливки непрозрачным компаундом или из-за бандажа. Поэтому трудно определить коммутацию на коллекторе относительно пазов. Поможет в этом индикатор короткозамкнутых витков.
Этот прибор имеет небольшие размеры и прост в эксплуатации.
Сначала проверьте якорь на отсутствие обрывов. Иначе, индикатор не сможет определить короткое замыкание. Для этого тестером измерьте сопротивление между двумя соседними ламелями. Если сопротивление превышает среднее хотя бы в два раза, значит, есть обрыв. При отсутствии обрыва переходите к следующему этапу.
Регулятор сопротивления позволяет выбрать чувствительность прибора. У него имеются две лампочки: красная и зелёная. Настройте регулятор так, чтобы красная лампочка начала гореть. На корпусе индикатора есть два датчика в виде белых точек, расположенных на расстоянии 3 сантиметра друг от друга. Приложите индикатор датчиками к обмотке. Медленно крутите якорь. Если загорится красная лампочка, значит, есть короткое замыкание.
Видео: ИКЗ в работе
Диагностика прибором проверки якорей (дросселем)
Прибором проверки якорей определяют наличие межвиткового замыкания обмотки. Дроссель представляет собой трансформатор, у которого есть только первичная обмотка и вырезан магнитный зазор в сердечнике.
Схема прибора проверки якорей
Когда мы кладём ротор в этот зазор, его обмотка начинает работать как вторичная обмотка трансформатора. Включите прибор и положите на якорь металлическую пластину, например, металлическую линейку или ножовочное полотно. Если имеется межвитковое замыкание, от местного перенасыщения железа пластина будет вибрировать либо намагничиваться к корпусу якоря. Поворачивайте якорь вокруг оси, перемещая пластину так, чтобы она лежала на разных витках. Если замыкания нет, то пластина будет свободно перемещаться по ротору.
Прибор проверки якорей
Видео: Как сделать дроссель своими руками и проверить якорь
Как отремонтировать якорь в домашних условиях
Из-за якоря происходит треть поломок шуруповёрта. При каждодневном интенсивном режиме работы неисправности могут возникнуть уже в первые полгода, например, при несвоевременной замене щёток. При щадящем использовании шуруповёрт продержится год и более.
Якорь можно спасти, если не нарушена балансировка. Если во время работы прибора слышен прерывистый гул и идёт сильная вибрация, то это нарушение балансировки. Такой якорь подлежит замене. А отремонтировать можно обмотку и коллектор. Небольшие короткие замыкания устраняются. Если повреждена значительная часть обмотки, её можно перемотать. Изношенные и сильно повреждённые ламели проточить, нарастить или впаять. К тому же не стоит браться за ремонт якоря, если вы неуверены в своих возможностях. Лучше его заменить или отнести в мастерскую.
Проточка коллектора
Со временем на коллекторе образуется выработка от щёток. Чтобы от неё избавиться, необходимо:
- Проточить коллектор, используя резцы для продольного обтачивания, то есть проходные резцы.
Проходной прямой резец
Не забудьте очистить ротор от стружки, чтобы не произошло замыкания.
Видео по теме
Как перемотать якорь
Перед тем как разобрать якорь, запишите или зарисуйте направление обмотки. Оно может быть влево или вправо. Чтобы его определить правильно, посмотрите на торец якоря со стороны коллектора. Наденьте перчатки, возьмите острые кусачки или ножовку по металлу. Удалите лобовые части обмотки. Коллектор нужно почистить, а снимать необязательно. Аккуратно, не повреждая пазовые изоляторы, выбейте стержни оставшихся частей обмотки с помощью молотка и металлического зубила.
Видео: Снимаем обмотку
Надфилем, не повреждая плёнки изолятора, удалите остатки пропитки. Посчитайте проводники в пазу. Высчитайте число витков в секции и измерьте диаметр провода. Нарисуйте схему. Нарежьте из картона гильзы для изоляции и вставьте их в пазы.
Видео: Намотка влево и вправо
После намотки сварите выводы секций с петушками коллектора. Теперь проверьте обмотку тестером и индикатором короткого замыкания. Приступайте к пропитке.
Инструкция по пропитке (с учётом регулятора числа оборотов)
- Убедившись в отсутствии проблем, отправьте якорь в электродуховку на прогрев для лучшего протекания эпоксидной смолы.
- После прогрева поставьте якорь на стол под наклоном для лучшего растекания по проводам. Капните смолой на лобовую часть и медленно крутите якорь. Капайте до появления клея на противоположной лобовой части.
Пропитка под наклоном
Сушка якоря на воздухе до полимеризации
В конце процесса слегка проточите коллектор. Балансируйте якорь при помощи динамической балансировки и болгарки. Теперь проточите окончательно на подшипнике. Необходимо прочистить пазы между ламелями и отполируйте коллектор. Сделайте окончательную проверку на обрывы и замыкания.
Особенность обмотки для болгарок с регулируемым числом оборотов в том, что ротор намотан с запасом мощности. Плотность тока влияет на число оборотов. Сечение провода завышено, а количество витков занижено.
Ремонт: Устранение пробоя изоляции
Если пробой изоляции был небольшой и вы его нашли, необходимо очистить это место от нагара и проверить сопротивление. Если его значение нормальное, заизолируйте провода асбестом. Сверху капните быстросохнущим клеем типа «Супермомент». Он просочится через асбест и хорошо заизолирует провод.
Если вы так и не нашли место пробоя изоляции, то попробуйте аккуратно пропитать обмотку пропиточным электроизоляционным лаком. Пробитая и непробитая изоляция пропитается этим лаком и станет прочнее. Высушите якорь в газовой духовке при температуре около 150 градусов. Если и это не поможет, попробуйте перемотать обмотку или поменять якорь.
Пайка пластин коллектора
Ламели установлены на пластмассовую основу. Они могут быть стёрты до самой основы. Остаются только края, до которых щётки не достают.
Такой коллектор можно восстановить методом пайки.
- Из медной трубы или пластины нарежьте необходимое количество ламелей по размерам.
- После того как зачистили якорь от остатков меди, припаивайте обычным оловом с паяльной кислотой.
- Когда все ламели припаяны, сделайте шлифовку и полировку. Если нет токарного станка, воспользуйтесь дрелью или шуруповёртом. Вставьте вал якоря в патрон. Сначала отшлифуйте напильником. Потом отполируйте нулевой наждачной бумагой. Не забудьте прочистить пазы между ламелями и измерить сопротивление.
- Бывают не до конца повреждённые ламели. Чтобы их восстановить, необходимо провести более тщательную подготовку. Слегка проточите коллектор для очистки пластин.
Болгарка используется для выполнения многих задач в хозяйстве. Регулярное применение может привести к поломке устройства. Наиболее часто ломающимся элементом является якорь. На него действует высокая тепловая нагрузка, а также сказывается механическое и электромагнитное влияние. В итоге многим умельцам приходится думать о ремонте этой детали.
Устройство якоря
Якорь болгарки состоит из обмотки, которая проводит ток, и магнитопровода. В магнитопроводе находится вал, осуществляющий кручение. Конструкция магнитного провода образована пластинками и пазами, которые изолированы меж собой посредством покрытия лака. Разработана определенная последовательность укладки проводников якорной обмотки в пазы. Проводники образуют виток. Окончания его связываются на ламелях. Схема расположения начала стартового витка и окончания последнего составляется таким образом, что они замыкаются на одну ламель.
При постоянном перегреве мотора болгарки происходит оплавление якоря. В результате высокой температуры могут отпасть контакты проводов, которые соединяют первичную обмотку с коллектором. Все это приводит к тому, что ток не подается.
Неисправность якоря
Существуют критерии, на основании которых можно сделать вывод, что требуется ремонт якоря:
- увеличивается количество искр, исходящих от щеток на коллекторе двигателя;
- появляется вибрация при небольшой скорости;
- рабочий вал начинает перемещаться в разных положениях.
Наличие этих признаков свидетельствует о поломке якоря. Последующее пользование может быть опасным.
Известны следующие повреждения якоря:
- обрыв проводников электрического тока;
- замыкание между витками;
- нарушение изоляции, что приводит к замыканию обмотки на металлическую поверхность ротора;
- распаивание окончаний коллектора;
- неодинаковое истирание коллектора.
В итоге этих неисправностей двигатель постепенно перестает работать. Чтобы выяснить причину отказа работы углошлифовальной машины, следует провести диагностику. Она может быть осуществлена визуально или с применением соответствующих приборов.
Как проверить якорь на болгарке?
Правила визуального осмотра
Стандартная диагностика предполагает зрительный анализ устройства. Нужно проанализировать целостность провода и подачу тока на коллектор мотора. При нормальной подаче питания следует осмотреть болгарку изнутри. Разобрать устройство не составит большого труда. Лучше всего при разборе сфотографировать расположение основных модулей устройства. После разборки провести зрительную проверку якоря на такие свойства:
- ход якоря должен быть свободным;
- отсутствие черных пятен и запаха, которые могут говорить об оплавлении обмотки, изоляционный лак которой оставляет следы;
- отсутствие скомканных витков и остатков припоя, что приводит к короткому замыканию;
- на контактах ламели не должно быть выгорания, иначе следует проверить связывание петушка ламели и шинки обмотки;
- отсутствие изношенных или выгоревших пластинок;
- пространство между ламелями не должно содержать графитовые остатки от щеток.
Если при зрительном осмотре не выявлены недостатки, то необходимо провести проверку приборами. Якорь на болгарке можно проверить как при помощи тестера, так и воспользовавшись обычной лампочкой.
Осмотр с помощью тестера
Мультиметр выставляется в положение омметра. Задается сопротивление 200 Ом. Щупы подсоединяются к ламелям, находящимся рядом друг с другом. Если значение на приборе меньше 1 Ом, то присутствует короткое замыкание. При значении больше среднего возможно наличие обрыва витков. При высоком значении сопротивления или отсутствии какого-либо значения (в случае применения цифрового прибора) также можно судить об обрыве.
Бывают ситуации, когда обрыв не обнаруживается. Тогда делается пробой на массу. При максимальном сопротивлении один из щупов ставится на вал, а другой перемещается по пластинкам. Если значение нулевое, то повреждения нет. Потом мультиметром таким же образом проверяется ротор. Щуп в этом случае перемещается по ламелям. При невозможности выполнить проверку тестером применяется лампочка.
Контроль при помощи лампочки
При отсутствии под рукой прибора многих интересует вопрос, как проверить болгарку на возможные поломки якоря. Подающий питание провод разрывается, и в место разрыва одного провода помещается лампочка. Затем вращается вал. По смене яркости лампочки можно судить о замыкании между витками. В случае отсутствия горения, возможны такие выводы:
- расположение щеток не соответствует работающему положению, вследствие срабатывания подпорной пружины;
- разрыв питающего контура;
- замыкание либо разрыв в обмотке статора.
Можно прозвонить индикатором коротко замкнутых витков и прибором проверки якорей. Это может сделать опытный человек.
Возможен ли ремонт якоря
Ремонт якоря болгарки не может быть выполнен, если имеется вибрация, так как нарушается баланс. Такая ситуация требует провести замену. Возможно устранение короткого замыкания и замена обмотки.
Сначала нужно разобрать двигатель и вынуть ротор. Но перед этим отключить клеммы питания и снять щетки. Ротор болгарки достается вместе с опорным подшипником и крыльчаткой для охлаждения.
Перемотка якоря
Якоря для болгарок УШМ поддаются перемотке в домашних условиях. Для этого нужно иметь определенные умения при работе с паяльником. Чтобы осуществить перемотку якоря своими руками, потребуется:
- провод с медной жилой, которая соответствует предыдущему проводнику;
- диэлектрическая бумага, чтобы изолировать обмотку;
- лак для заливки катушек;
- паяльник.
Важно перед началом намотки якоря подсчитать число витков в старой намотке и выполнить столько же на новой катушке.
- убирание предыдущих обмоток – стараться не испортить поверхность корпуса. При появлении повреждений произвести шлифовку наждаком или напильником;
- осмотр коллектора – значение сопротивления контактов ламели в сравнении с оболочкой не должно превышать 0,25 Мом;
- подчищение коллектора от старых проводов – разработка пазов для вставки концов новых проводов;
- постановка гильз – они изготавливаются из материала, не проводящего ток, например, электротехнический картон. Размер их равен 0,3 мм;
- перемотка катушек – окончание нового провода присоединяется к концу ламели. Перематываем по направлению против часовой стрелки. Вблизи коллектора закрепить провода хлопчатобумажной ниткой;
- контроль на отсутствие замыканий – замерить сопротивление тестером;
- нанесение лака или эпоксидки для закрепления намотки – произвести сушку в духовке или использовать средства, которые быстро высыхают.
Если выполнить подобные действия не удается, то можно произвести замену якоря болгарки.
Смена якоря
Замена якоря на болгарке осуществляется одновременно с заменой опорных подшипников и крыльчатки охлаждения мотора. Для выполнения потребуются такие приспособления:
- новый якорь для болгарки, подходящий именно вашему устройству;
- отвертка и ключ;
- щетка с мягкими щетинами и салфетка для протирания элементов.
Этапы разборки:
- извлечение щеток;
- выкручивание редуктора;
- снятие крышки редуктора;
- снятие кольца, которое фиксирует маленькую шестеренку на якоре;
- извлечение якоря совместно с шестеренкой и подшипником;
- снятие подшипника специальным съемным приспособлением;
- снятие шестерни и диска закрепления;
- протирание основных элементов салфеткой.
Постановка новой детали для шлифовальной машины осуществляется в обратном порядке:
- установка закрепляющего диска на вал;
- напрессовка подшипника;
- установка маленькой шестерни и ее крепление при помощи стопорного кольца;
- помещение якоря в редуктор со стыковкой отверстий;
- закрепление редуктора в корпусе болгарки;
- установка щеток;
- проверка устройства.
Таким образом, ремонт якоря своими руками можно выполнить быстро и легко. Но чтобы не допускать таких случаев, пользоваться устройством нужно бережно и не подвергать длительным высоким нагрузкам. Содержание инструмента в сухом месте и необходимый уход продлят срок его эксплуатации.
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 (606), 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 хб 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.
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.
в домашних условиях, схема, вручную, с помощью приспособлений, Интерскол, Бош и другие марки УШМ, подробная инструкция, видео
Исправный ротор для Бош УШМ GWS6-100/GWS 850 MAX. Фото 220Вольт
Ротор — один из самых сложных конструктивных элементов болгарки. При этом находится в постоянном вращающемся состоянии, что создает дополнительные проблемы в поддержании нормальных условий его эксплуатации. Поэтому причиной неисправности болгарки может служить поломка якоря. Однако, не стоит выбрасывать такую болгарку, реально выполнить ремонт своими руками. Перемотать вышедшие из строя катушки не такая сложная задача и многим сделать это вполне по силам.
Диагностика
Прежде чем приступать к ремонту, следует провести диагностику вышедшей из строя болгарки. Это позволит определить истинную причину, по которой произошли перебои в работе электроинструмента, и сделать его ремонт с минимальными затратами. Электрическая часть болгарки, в состав которой входит ротор, диагностируется по определенным правилам с применением доступных приборов. Информацию как проверить ротор на исправность можно получить по ссылке «Проверка, прозвонка якоря болгарки своими руками».
Необходимые инструменты
Мультиметр Зубр. Фото 220Вольт
Для перемотки обмоток ротора требуются следующие основные материалы, инструменты и приспособления.
1. Перемотка может осуществляться двумя способами:
- полностью в ручном режиме без применения какой-либо оснастки;
- производительность сильно повышается с применением простейших приспособлений.
2. Мультиметр или другие приборы.
3. Пользователь должен уметь обращаться с электрическим паяльником.
4. Наличие обмоточного провода, диаметр которого должен соответствовать проводу вышедшему из строя.
5. Электроизоляционный картон или другой подобный материал.
6. Наждачная бумага, текстолитовые пластины, дерево мягких пород и другие материалы для выполнения вспомогательных работ.
7. Эпоксидная смола или другой пропиточный лак.
8. Другой слесарный инструмент: молотки, набор отверток, ножовочные полотна, острые предметы, типа хорошо заточенного ножа, зубила и другие инструменты.
Схема укладки, намотка Интерскол 230, Макита 9558HN или 9558BN и прочих моделей
Порядок намотки обмоток ротора зависит от количества пазов в сердечнике ротора и ламелей коллектора. В число параметров, определяющих расположение намоточного провода на роторе, входит направление и шаг намотки. Вращение вала шпинделя (правое или левое) как раз связано с выбором того, в какую сторону укладывается провод. При выполнении ремонта ротора необходимо зафиксировать вышеуказанные данные сгоревшей обмотки.
Важно: определить визуально самую верхнюю катушку и от нее начать разматывать конец с целью определения схемы укладки обмоточного провода. Сохранение старой схемы является определяющим фактором в успешном ремонте якоря.
Количество витков и диаметр проволоки фиксируется после снятия лобовой части вышедшей из строя обмотки, что позволит аккуратно достать комплектный пучок провода, находящегося в пазу.
Большинство эксплуатируемых болгарок независимо от модели (Интерскол, Макита и другие) конструктивно выполнены с ламелями в количестве 24 штук и сердечником с 12 пазами. Шаг намотки выбирается равным 6.
12 пазов и 24 ламели
Ротор для ИНТЕРСКОЛ УШМ-2300M, HAMMER. Фото 220Вольт
Обмотка ротора с такими конструктивными параметрами выполняется следующим образом.
- Устанавливается направление обмотки (обычно по часовой стрелке, если смотреть со стороны коллектора).
- В очищенные пазы устанавливается изоляция из электрокартона и другого аналогичного материала. Обмоточный провод припаивается к ламели №1 в соответствии со старой схемой укладки.
- Провод укладывается в паз №1 напротив обозначенной первым номером ламелью и согласно шага намотки направляется в паз №6 возвращаясь обратно. Количество таких укладок соответствует величине витков обмотки.
- Схема с 12 пазами и 24 ламелями выстраивается после припаивания середины обмотки к ламели №2 и продолжением намотки обмоточного провода в тот же паз. Выдерживается требуемое количество витков и производится припаивание к ламели №3. Так получается первая комплектная катушка.
- Далее намотка производится в пазах №2 и №7 с припаиванием середины обмотки к ламели №4 и конца обмотки к ламели №5.
- Выполняя вышеперечисленным способом намотку катушек, последняя из которых заканчивается на ламели №1, все 12 пазов и 24 ламели будут задействованы в схеме укладки.
Как снять
Для качественной диагностики и возможного ремонта якорь следует полностью снять с болгарки. При необходимости для проведения работ можно воспользоваться информацией по ссылке «Как снять якорь с болгарки».
Как перемотать УШМ в домашних условиях, подробная инструкция, видео
В следующем видео описан ремонт болгарки модели Макита с повышенным искрообразованием в щеточно-коллекторном узле. Для определения причин дефекта была проведена полная диагностика электрической части болгарки.
Причиной повышенной искры оказался обрыв одной из обмоток якоря болгарки. Автор устраняет дефект перемоткой вышедшей из строя обмотки. После определения необходимых параметров укладки старых катушек и последующего их удаления, производится намотка новой обмотки. Она производится с помощью специального приспособления.
После окончания намотки катушки фиксируются в пазах при помощи клиньев из дерева или другого мягкого материала. Провода обмоток и выводы коллекторных ламелей («петушки») автор соединяет с помощью сварки. Обязательно после этой операции следует проверить электрическую цепь катушек мультиметром и индикатором короткого замыкания.
Если обрывов, пробоев и межвиткового замыкания не обнаружено, выполняется операция пропитки обмотки эпоксидной смолой. Для создания условий для качественной пропитки ротор предварительно нагревают. Автор достаточно подробно описывает технологические приемы способствующих лучшему протеканию смолы внутрь катушек.
Так как ротор вращается на больших оборотах, важно для уменьшения нагрузок на подшипниковые узлы обеспечить его хорошую балансировку. Автор видео лишь обозначает наличие данной технологической операции, более подробная информация не предоставляется. После балансировки коллектор протачивается в рабочем положении, то есть с базированием на подшипниковых узлах. При выполнении указанной обработки возможно попадание механических частиц на обмотку, поэтому следует провести проверку приборами на наличие обрывов и замыканий.
Один и тот же автор производит ремонт болгарок разных моделей: в первом видео ремонтируется модель «SKIL», а во втором видео модель «Бош». Поэтому методология ремонта в обоих случаях одинакова.
Важно правильно определить параметры и схему намотки вышедших из строя роторов на обеих моделях. Здесь, кроме визуального осмотра, автор применяет для определения нахождения замкнутой электрической цепи для провода из паза сердечника с соответствующим выводом «петушка» ламели тестер, который показывает минимальное сопротивление при наличии такого соединения. Автор рекомендует выполнить графическое изображение схемы укладки с указанием необходимых параметров.
В отличие от предыдущего видео, в этом автор конкретно демонстрирует свои действия при работе на токарном станке во время устранения старой обмотки, освобождения пазов от оставшихся пучков проводов и действия при намотке проволоки. Автор профессионально занимается ремонтом электроинструмента, поэтому в арсенале имеет специальное приспособление для намотки.
После окончания намотки концы закрепляются согласно схеме загибанием отводов «петушков» ламелей. Дополнительно выполняется бандажирование провода лобовой части якоря с помощью натуральных термостойких нитей (синтетику применять категорически нельзя). Далее выполняется сварка концов проводов с загнутыми концами ламелей и производится контроль на наличие обрывов и замыканий соответствующими приборами.
После нагрева ротора около 100°С (показания пирометра), выполняется пропитка обмотки эпоксидной смолой.
Важно: показан метод балансировки ротора, который основан на устранении действий заводской технологии. Выполняется проверка методом статической балансировки — прокручиванием ротора на токарном станке с фиксацией биения на индикаторной головке. Для динамической балансировки требуется специальное оборудование.
В следующем видео намотка обмотки якоря производится без применения приспособления, чисто вручную. В ручной намотке есть свои особенности, связанные с закреплением провода. В видео он закрепляется петлей на валу ротора сразу за коллектором. Концы обмоток к ламелям автор крепит без применения технологий пайки и сварки. Крючки ламелей осаживаются в местах соединения проводов с помощью специальных надставок ударным способом.
Ремонту якоря болгарки модели «МЕТАБО» посвящено несколько видео. В одном из них затрагивается вопрос о доработке поверхностей ротора после пропитки. Эта информация дополняет ранее изложенную. Во время выполнения этой технологической операции возможно попадание смолы на некоторые рабочие поверхности. В видео показан способ их чистки.
Разделы: Ремонт болгарок своими руками, Якоря болгарок