Ремонт коллекторных электродвигателей своими руками

Что такое коллекторный электродвигатель

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

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

Все детали заключены в корпус.

Предварительная проверка коллекторного электродвигателя

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

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

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

Возможные неисправности коллекторного электродвигателя

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

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

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

Проверка коллекторного электродвигателя мультиметром

Допустим, визуальный осмотр не дал результатов – на первый взгляд все узлы целы, обрывы не обнаружены, запах горелого отсутствует. В этом случае проведите проверку прибора и его элементов с помощью специального прибора – мультиметра. Процесс состоит из нескольких этапов:

• Установите на приборе режим измерения сопротивления до 200 Ом.

• Прозвоните попарные выводы обмоток статора на ламели. Значения сопротивления должны быть одинаковыми.
• Проверьте корпус якоря и ламели. В идеале значение сопротивления стремится к бесконечности.
• Прозвоните выводы обмоток. Если сопротивление отсутствует в одном или нескольких контурах, двигатель неисправен.
• Проверьте цепь между корпусом статора и выводами обмотки. При наличии пробоя на корпусе эксплуатация агрегата невозможна.
• Прозвоните ротор, расположив щупы тестера на коллекторе на максимальном удалении друг от друга. Когда мультиметр покажет значение, слегка проверните ротор до момента соединения щупов со следующей обмоткой. Таким образом проверьте все обмотки. Если значение сопротивления в каждом контуре одинаково или отличается очень незначительно, узел исправен.

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

Порядок восстановления коллекторных пластин якоря

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Оставляем все в покое на время, указанное в инструкции.

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

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

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

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

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

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

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

Пошаговая инструкция перемотки электродвигателя своими руками

Необходимо сразу предупредить, что без спецоборудования и навыков работы перемотка катушек будет, скорее всего, бесполезным занятием. С другой стороны отрицательный опыт это тоже опыт. Понимание сложности процесса является лучшим объяснением его стоимости.

Первый этап — демонтаж

Мы приводим алгоритм действий для асинхронных машин, он следующий:

1. Отключаем привод от сети (380 или 220 В).
2. Демонтируем электромотор с конструкции, где он был установлен.
3. Снимаем задний защитный кожух охлаждающего вентилятора.
4. Демонтируем крыльчатку.
5. Откручиваем крепление торцевых крышек, после чего снимаем их. Начинать желательно с фронтальной части, после ее демонтажа ротор легко «выйдет» с тыловой крышки.
6. Вытаскиваем ротор.

Данный процесс можно существенно облегчить, если использовать специальное устройство – съемник. С его помощью легко освободить вал двигателя от шкива или шестерни, в также снять торцевые крышки.

Съемник для демонтажа

Мы не будем приводить инструкцию по разборке коллекторного двигателя, поскольку особо не отличается. Строение электромашины данного типа можно найти на нашем сайте.

Этап второй — снятие обмотки

Очередность действий следующая:

1. При помощи ножа снимаем бандажный крепеж и изоляционное покрытие с мест соединений проводов. В некоторых инструкциях рекомендуется зафиксировать схему соединений, например, сделав фотоснимок. Делать это особого смысла нет, поскольку это справочная информация и узнать ее по марке двигателя не составляет проблемы.
2. Используя зубило, сбиваем верхушки проводов с каждого торца статора.
3. Освобождаем пазы, используя пробойник соответствующего диаметра.
4. Очищаем статор от грязи, копоти, лака пропитки.

Ремонт асинхронного мотора

Видов электродвигателей очень много и каждый имеет свои особенности при проведении ремонтных работ. Вот и в случае с ремонтом асинхронного электродвигателя есть некоторые характерные черты. Любой двигатель может подвергаться проблемам электрического или механического типа.

Что касается механических поломок, то в основном это проблемная ситуация с подшипником. Это характеризуется сильным шумом, напоминающим стук и вибрацией прибора, в котором установлен двигатель.

В случае неисправности требуется как можно скорее устранить ее. Невыполнение данного условия может привести к проблемам с валом и, как следствие неисправностям обмотки.

При всем этом в большинстве случаев при проблемах механического характера, электрическая часть так же может заклинить.

При возникновении поломок это обычно заметно невооруженным глазом, так как прибор издает неприятный запах и гудит. Если же заметить неисправность не удалось, но работа стала не такой, как обычно, то потребуется полная разборка.

Обратите внимание на то, что перед разборкой нужно проверить электродвигатель на наличие разрывов. Если установлен таковой, то обязательно потребуется перемотка катушки.

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:

1. Новый якорь УШМ. Должен соответствовать вашей модели. Взаимозамена с другими моделями — недопустима.
2. Отвёртки, гаечные ключи.
3. Мягкая щётка и ветошь для протирки механизма.

Замена якоря начинается с разборки болгарки.

Внимание

Ремонт коллектора электродвигателя Капитальный ремонт с разборкой коллекторов производят в случаях: замыкания между смежными коллекторными пластинами; замыкания между коллекторными пластинами и втулками; замены поврежденных коллекторных пластин; полной замены изношенных пластин.

В первых трех случаях иногда удается устранить неисправность, не снимая коллектор с вала и не отпаивая все коллекторные пластины от обмотки якоря. Для сохранения в процессе ремонта правильной цилиндрической формы коллектора его стягивают по наружной поверхности хомутом, затем отворачивают гайку, сдвигают нажимной конус и осматривают внутреннюю поверхность коллектора.

Замыкание между пластинами чаще всего происходит вследствие попадания металлической стружки или капли припоя внутрь коллектора. Замыкание между пластинами и втулкой обычно происходит в углах миканитовой манжеты.

При ремонте в выточку «ласточкин хвост» вкладывают сегменты, вырезанные из формовочного миканита и выгнутые в горячем состоянии. Если перечисленные неисправности имеются на стороне коллектора, обращенной к якорю, то приходится отпаивать все соединения обмотки с коллекторными пластинами и снимать коллектор с вала с помощью винтового съемника. Для замены поврежденной коллекторной пластины ее отпаивают от обмотки, в стягивающем хомуте делают прорезь и устанавливают ее над поврежденной пластиной.

Повышенное биение коллектора на валу якоря может быть вызвано следующими причинами:

• большим люфтом подшипника или разбитым посадочным местом подшипника;
• износом резиновой амортизационной втулки заднего подшипника;
• плохой балансировкой самого якоря. В этом случае даже при исправных подшипниках и амортизационной втулке при включении машины ощущается повышенная вибрация и замечается повышенный шум от вращения якоря. Подобный дефект устраняется балансировкой якоря на специальном балансировочном станке;
• неравномерным износом коллектора или недостаточно точным изготовлением коллектора. Обнаружить повышенное биение коллектора можно с помощью микрометра, имеющего подпружиненную измерительную штангу. Измеренное таким образом биение коллектора не должно превышать 5 мкм. В противном случае поверхность коллектора нужно обработать в токарном приспособлении, в специальных призмах или другом приспособлении, дающем необходимую точность установки.
  Коллекторы якорей высокооборотных электродвигателей должны тщательно проверяться на величину биения.

Плохой прижим щеток к коллектору возможен при износе щеток, ослаблении упругости пружины в щеткодержателе, а также при люфте или заедании щетки в щеткодержателе.

Несоответствие между типом коллектора и материалом используемых щеток. Имеется четыре группы разновидностей щеток , различающихся типом материала и предназначенных для соответствующих видов коллекторов.

Возможно, этому поспособствовала трещина в корпусе, которую можно заметить только при нагрузке.

Разборка коллекторного двигателя

В автомобилях и бытовых инструментах (болгарки, перфораторы и т.п.) установлены коллекторные устройства. Как быстро разобрать электродвигатель такого типа? Порядок работ выглядит так:

• Разберите корпус инструмента и рассоедините половинки.
• Извлеките из гнезд щетки.
• Приподнимите конструкцию, которая находится в корпусе, и снимите статор с якоря.
• Извлеките его одновременно с подшипниками.

С автомобильным двигателем придется «повозиться» подольше:

• Снимите вентилятор. Для этого выкрутите пружинные скобы и подденьте опорную крышку отверткой.
• Выкрутив крепежные винты, снимите щеткодержатели и опору.
• Удалите щеткодержатель, вынув 2 закладные гайки.
• Осмотрите коллектор. При наличии загрязнений или царапин зачистите его мелкой шкуркой.

Установку деталей обратно начните с шайбы, которая надевается на вал. Затем из щеток нужно вынуть пружины и отогнуть края направляющих, куда щетки вставляются до упора. Установите щеткодержатель на двигатель, вставьте пружины и загните края направляющих. Опору вентилятора вставьте на место и зафиксируйте зажимами.