Намотка_ротора_коллекторного_двигателя

Намотка_ротора_коллекторного_двигателя

Намотка якорей мелких машин

Обмотки якорей мелких машин укладываются непосредственно в пазы якоря без предварительной заготовки секций. Достоинства такой обмотки следующие:

минимальные размеры вылетов лобовых частей обмотки, что дает значительную экономию обмоточного провода (для двухполюсных машин);

намотка ведется одним концом, что представляет известные удобства при работе и не дает отходов.

Подготовка якоря к обмотке

Подготовка якоря к обмотке заключается в осмотре исправности стали якоря и в его изолировке.

Изолировка якоря состоит из трех основных процессов:

1) изолировки пазов; 2) изолировки вала; 3) изолировки лобовых частей стали якоря.

Пазовая изоляция состоит обычно из лакоткани, электрокартона, синтокартона или гибкого миканита толщиной 0,1—0,2 мм и бывает одинарная, двойная или тройная. Одинарная изоляция состоит из одного слоя электрокартона, двойная — из одного слоя лакоткани и одного слоя электрокартона, тройная — дополнительно из одного слоя лакоткани.

Одинарная изоляция применяется для якорей с небольшим рабочим напряжением (12—24 в). Двойная и тройная изоляция используется для якорей с рабочим напряжением 110—220 в.

Нарезка пазовой изоляции (коробочек) производится с таким расчетом, чтобы вставленная в пазы якоря изоляция выступала за пределы стали на 1—2 мм в каждую сторону.

Наружная электрокартонная коробочка, обычно называемая проходной, нарезается шире лакоткани на 8—10 мм, для того

чтобы удобнее было вкладывать проводники обмотки через шлиц стали, предотвращая этим порчу изоляции проводника. Вложенные в пазы изоляционные коробочки обжимаются на месте при помощи деревянных оправок, после чего стороны их плотно, прилегают к стенкам пазов. Этим устраняется возможность порвать коробочки, в особенности на углах, при осаживании обмотки клиньями.

. Для изолировки задней стороны вала со стороны, противоположной коллектору, где с ним может соприкасаться обмотка, на вал надевается изоляционная трубка из бакелизированной бумаги. Вал со стороны коллектора должен быть изолирован двумя-тремя слоями лакоткани.

Для защиты лобовых частей обмотки их закрепляют при помощи куска батиста, разрезанного так, как показано на рис. 11-1. Батист надевают на вал, обертывают вокруг него и закрепляют шнуром. По окончании намотки якоря концами батиста (1, 2, 3 и т. д.) обертывают лобовые части обмотки и укладывают их в пазы под клинья, которыми крепится обмотка.

После изолировки пазов и вала приступают к намотке якоря.

При ручной намотке малых якорей их держат в одной руке, а другой ведут намотку по часовой стрелке. Катушка с проводником устанавливается возле обмотчика на деревянной подставке, на которой она может вращаться.

По мере заполнения пазов проводником необходимо обмотку в пазу осаживать фибровым клином. Чтобы при этой осадке не повредить обмотки, фибровый клин натирают парафином.

Намотку следует вести с натяжением и избегать перекрещивающихся витков как в пазах, так и в лобовой части, чтобы обмотка не занимала слишком много места.

При намотке необходимо следить за целостью изоляции проводника, а также за тем, чтобы вложенная в пазы изоляция не сдвинулась с места и не завернулась внутрь паза. Впоследствии, при испытании на корпус, это может вызвать пробой.

Для изолировки верхних секций от нижних в пазы помещают электрокартонные прокладки толщиной от 0,1 до 0,15 мм.

Рассмотрим для примера намотку якоря двухполюсной машины, имеющей следующие электрические данные:

число сторон секций в пазу 6;

число секций в якоре 30;

число витков в секции 37;

шаг по стали 4 (из 1-го в 5-й);

шаг по коллектору 1 (из 1-го во 2-й);

число коллекторных пластин 30;

число проводников в пазу 6-37=222.

Согласно этим данным, в пазу имеется 6 секций, которые можно разделить на 3 верхние и 3 нижние. Приступая к обмотке, начальный конец проволоки оставляют удлиненным и закрепляют на валу. Обмотка ведется одним проводом следующим образом (см. рис. 11-2):

Намотав из 1-го в 5-й паз одну секцию, состоящую из 37 витков, следует выпустить первую петлю длиной примерно 40 мм. Из второй секции выпускают

петлю длиннее первой на

20—30 мм, а из третьей секции выпускается петля длиннее второй на 20—30мм. Вид выпущенных петель показан на рис. 11-2. Таким же способом наматываются 12 секций. 13-ю, 14-ю секции приходится наматывать из 5-го паза в 9-й. В 5-й паз на нижние стороны секций кладется электрокартонная прокладка, чтобы отделить верхние стороны секции во избежание витковых соединений. После намотки 13-й, 14-й и 15-й секций 5-й паз целиком заполнен, а 10-й паз совершенно свободен, остальные же пазы заполнены наполовину. Затем накладываются остальные 15 секций в указанном выше порядке, начиная с 6-го паза.

После намотки 30 секций конец провода обрезается и свертывается вместе с начальным выпущенным концом первой секции. Все выпущенные петли являются по существу началом одной секции и концом другой. Далее петли очищают от изоляции, надевают на них трубочки из лакоткани и вкладывают их в соответствующие шлицы коллекторных пластин.

Электрокартонные проходные коробки обрезают по высоте паза и с помощью фибрового клина осаживают обмотку, затем коробочки загибают вперекрой. Поверх загнутых коробок для укрепления обмотки в пазы забивают деревянным ручником фибровые клинья. На лобовую часть задней стороны якоря надевают чехол из батиста и укрепляют его путем подсовывания под забиваемые клинья по окружности якоря.

В некоторых типах якорей считают удобным насадку коллектора производить после намотки якоря. Коллектор до насадки на вал подвергается электрическому испытанию на корпус и на соединения между пластинами.

Соединение концов обмотки с коллектором и пайка их

Для удобства закладки концов обмотки якоря в шлицы коллекторных пластин якорь устанавливается на деревянную подставку. Промежуток между лобовой частью обмотки и коллектором заполняется тафтяной или киперной лентой с таким расчетом, чтобы высота переходов концов не получилась выше коллектора.

Лента берется такой длины, чтобы, обернув ее вокруг вала необходимым количеством оборотов, получить конец ленты, достаточный для закрепления сверху концов обмотки.

Перед вкладкой концов обмотки в шлицы следует расправить все петли так, чтобы они ложились в том порядке, в котором производилась намотка секций.

Приступая к соединению концов обмотки с коллектором, следует руководствоваться данными обмотки. Нам известно, что шаг по пазам равен 4, обмотка петлевая, шаг по коллектору 1—2. Схема соединения концов обмотки дана на рис 11-3, где отмечены также номера пазов и пластин коллектора.

Первая коллекторная пластина берется следующим образом. Проводим прямую линию посредине первой вложенной секции (эта линия проходит через паз 3) до пересечения с коллектором. Пересекаемая этой линией коллекторная пластина и будет первой. Если же линия попадает между пластинами, то первой считается левая. В эту пластину и должны быть вложены конец 30-й и начало 1-й секции. Во 2-ю пластину вкладывается, соответственно, конец 1-й и начало 2-й секции (петля между 1-й и 2-й секциями) и т. д.

Концы обмотки вкладывают в шлицы коллектора при помощи фибрового клина или тонкой деревянной лопаточки. На вложенные концы надевается резиновое кольцо, чтобы удержать их от выпадения.

При закладывании в шлицы каждый конец у коллектора змеевидно переплетается хлопчатобумажной лентой. Поверх переплетенных концов делается один оборот той же лентой. Поверх ленты ставится бандаж из крученого шнура толщиной 0,5—1 мм. Шнур накладывается сначала петлей А (рис. 11-4), на которую затем наматывается бандаж из того же шнура.

Начиная намотку, бандаж удерживают пальцем, пока не наложат 2—3 оборота шнура в направлении, указанном стрелкой. Затем конец Б пропускается в петлю А и концом В подтягивается под наложенный бандаж. Затянув петлю, концы Б и В отрезают и весь бандаж скрепления покрывают быстросохнущим лаком. Далее якорь передают на запайку концов обмотки в шлицах.

Механизированная укладка обмотки

Значительное повышение производительности труда при укладке обмотки якорей достигается применением специальных автоматических и полуавтоматических станков. Так как конструкция этих станков довольно сложна, а производительность велика, то их применение становится целесообразным при массовом производстве однотипных якорей. Имеющиеся станки позволяют механизировать процесс укладки обмотки якорей диаметром до 100— 160 мм и длиной до 400 мм с обмоткой из провода круглого сечения диаметром до 1,5 мм. При механизированной укладке обмотки последовательные операции производятся различными станками. Имеются станки для изолировки паза перед укладкой обмотки, станки для самой укладки обмотки и станки для крепления обмотки в пазах после укладки.

Читайте также:  Выкройка_мячика_из_ткани_своими_руками

Наиболее сложными являются станки для укладки обмотки. Механизация этого процесса в имеющихся станках осуществляется тремя различными способами.

По первому способу вращается якорь, при этом провод сматывается с неподвижной катушки и укладывается в соответствующие пазы с шагом, равным полюсному делению. После укладки необходимого числа витков одной катушки якорной обмотки концы проволоки отрезаются, якорь поворачивается в следующее положение и процесс повторяется до окончания обмотки всего якоря, По второму способу вокруг неподвижного якоря вращается устройство, направляющее провод и укладывающее витки катушки якорной обмотки в пазы.

По третьему способу провод подается в паз неподвижного якоря челноком, движущимся вдоль паза. После каждого хода челнока якорь поворачивается на одно полюсное деление, совершая колебательное движение. Таким образом, при прямом ходе челнока укладывается провод одной стороны катушки, а при обратном ходе — провод второй стороны той же катушки.

Как сказано выше, станки для укладки обмотки обладают высокой производительностью. Станок для укладки обмотки якоря с полузакрытым пазом имеет производительность в 10—12 раз больше, чем производительность при ручной укладке.

Значительно более простыми являются станки для изолировки паза и для крепления обмотки в пазу. На рис. 11-5 показана схема работы станка для изолировки паза. Изоляционная лента, ширина которой равна длине паза, заправляется в паз пуансоном 1, удерживаясь в соседних пазах прижимом 2. После заправки ленты в паз якорь автоматически поворачивается на одно пазовое деление. Станок более сложной конструкции производит разглаживание заложенной ленты и придает ей форму паза.

Схема работы станка для укрепления обмотки в пазу показана на рис. 11-6. Вместо клина применяется шнур, свернутый из

бумажных лент. Шнур сдавливается между губками 1 и вдавливается в паз пуансоном 2. Внутри паза шнур расправляется вследствие своей упругости и хорошо уплотняет обмотку в пазу. Операция производится последовательно во всех пазах, после чего станок автоматически останавливается. По описанному принципу работают станки для изолировки и крепления обмотки в пазу Московского машиностроительного завода.

В статье описаны технологические советы, уп­рощающие сложные и трудоемкие процессы на­мотки якорей и статоров электрифицированного инструмента. В статье кратко описаны конструкции электродвигателей ручного инструмента, приведе­ны схемы обмоток и их подключение, рисунки при­способления и подробное описание технологиче­ских процессов по их ремонту и монтажу.

Большинство ручного электрифицированного инструмента (в основном, это электродрели, пер­фораторы, «болгарки», циркульные пилы, шуруповерты, цепные пилы и т.п.) содержит сетевые кол­лекторные электродвигатели, которые, в основном, состоят из статора с двумя электромаг­нитными полюсами, якоря (рис.1) и щеточного механизма с двумя графитными щетками. Основ­ными причинами отказов электродвигателей явля­ются нарушение технологии при производстве, механические перегрузки и превышение длитель­ности непрерывной работы. В результате чего пе­регревается обмоточный провод, который при этом расширяется, что разрушает его изоляцию и приводит к замыканию витков. Возможны также обрывы концов обмоток от ламелей коллектора, если они не имеют бандажа. Описанные в литера­туре методы ремонта обмоток якорей и статоров рекомендуют сложную технологию перемотки проводом того же диаметра, в результате чего не­обходимо намотать 1000-2000 витков тонкого провода с помощью специальных приспособлений [1]. А это требует соответствующего опыта, знаний и кропотливого труда.

Чаще всего выходят из строя якоря двигателей, которые имеют более сложную конструкцию и бо­лее плотную укладку обмоточного провода в пазах якоря. Наличие короткозамкнутых витков или об­рывов концов обмоток в якоре при исправных щет­ках и коллекторе проявляется в виде кругового ис­крения щеток, быстрого нагрева инструмента и потере мощности двигателя. Обрывы концов об­моток устраняются путем пайки концов к ламелям коллектора, наложением бандажа из ниток и рав­номерной пропиткой его эпоксидным клеем. Сложность перемотки якоря на порядок выше по сравнению с перемоткой статора, к тому же тре­бует его статической и динамической балансиров­ки, поэтому чаще всего авторы публикаций пред­лагают заменять их новыми, заводского изготовления. Это проще всего, но дорого.

Столкнувшись с аналогичной проблемой у мо­ей «болгарки» и определив, что ее механическая часть находится в хорошем состоянии, мне стало жалко ее выбрасывать, и было решено перемотать ее якорь, который имел обмотки с потемневшей изоляцией. О наличии короткозамкнутых витков я дополнительно убедился, измеряя индуктивность обмоток между соседними ламелями коллектора мультиметром типа MY6243 фирмы Mastech. Тестером это определить невозможно, так как доля сопротивления одного короткозамкнутого витка ничтожна по сравнению с сопротивлением целой обмотки, а вот на индуктивность обмотки коротко- замкнутый виток влияет существенно. Авторы публикаций в Интернете по ремонту электродви­гателей рекомендуют выжигать обмотки якорей, так как они пропитаны клеем или лаком — просто извлечь или размотать их невозможно. Процесс выжигания требует снятия шарикоподшипников и может привести к деформации вала, что рекомен­дуется устранять после путем высокоточной проточки якоря на токарном станке после его пере­мотки. Естественно, мной это было отвергнуто и использована другая технология.

Обхватив якорь полоской толстого мягкого картона, зажал его в тиски так, чтобы он плотно держался и не деформировался. Ножовкой по ме­таллу с мелкими зубьями вплотную к обоим тор­цам пазов рабочей части якоря обрезал обмотки, несколько раз проворачивая и переставляя якорь. Торцы обрезанных секций обмоток не должны вы­ступать из пазов якоря. После этого якорь слегка зажимается в тиски торцами рабочей части. Под­бирается стальной стержень с плоским торцом и диаметром, чуть меньшим ширины паза якоря. Этим стержнем и молотком выпрессовываются ча­сти обрезанных секций обмоток. При этом также выпрессовываются клинья, которыми крепятся обмотки в верхних частях пазов. Клинья необходи­мо сохранить. После этого якорь необходимо подготовить к намотке провода.

Для облегчения процесса намотки якоря было решено использовать более толстый, чем ис­пользованный в якоре, и имеющийся в наличии провод ПЭВ-2-0,5, в результате чего, с соответст­вующей перемоткой обмоток статора, двигатель станет низковольтным. Каким будет рабочее напряжение инструмента, не столь важно, и будет определено в процессе испытаний питанием его от ЛАТРа. Главное, чтобы инструмент работал. Учитывая, что двигатель будет низковольтным, было решено отказаться от изоляционных прокладок и создать изоляцию пазов и торцов якоря путем нанесением тонкого слоя эпоксидного клея. Все острые углы на стыках пазов и торцевой части якоря перед нанесением клея закругляются круглым надфилем. Желательно отполировать ламели коллектора нулевой наждачной шкуркой и прочистить зазоры между ними. Места подключения концов обмоток к ламелям необходимо зачистить и залудить. После нанесения и полимеризации клея якорь готов к намотке обмоток.

Данный якорь имеет 12 пазов и 24 коллектор­ные ламели. Щетки размещены перпендикулярно оси полюсов статора. Учитывая, что в якоре при­менена схема петлевой обмотки, в каждом пазу бу­дет размещено по четыре секции. Схема намотки для такого варианта двигателя показана на рис.2 [2]. Вверху показаны полюса якоря, а внизу — ла­мели коллектора. На схеме видно, что четыре сек­ции начинают появляться в пазу между полюсами 5 и 6, а заканчивают появляться в конце намотки между полюсами 4 и 5. Если щетки двигателя располагаются вдоль оси полюсов статора, то концы обмоток должны быть смещены на 90°, то есть кон­цы, подпаянные к ламели 1, должны быть подпа­яны к ламели 7 и т.д. Об этом важном моменте в литературе упоминается очень не внятно либо во­обще не упоминается [1].

Исходя из площади поперечного сечения паза, сечения нового обмоточного провода, и с учетом коэффициента заполнения, было определено, что в один паз помещается 40 витков. Количество вит­ков одной секции будет равно 10. Малое количество витков секции и повышенный диаметр провода до 0,5 мм позволяет производить намотку яко­ря вручную без специальных приспособлений и больших трудозатрат. Для намотки провода якорь аккуратно через мягкие прокладки зажимается в настольные тиски крыльчаткой вентилятора кол­лектором к себе. Катушка с проводом располага­ется внизу на горизонтальном стержне. Конец про­вода зачищается и припаивается к ламели 1.

В начале на­мотки провод возле коллек­тора левой ру­кой слегка прижимается в направлении вала, а правой рукой наматы­вается первый виток. Прогибы концов провода возле коллектора необходимы для намотки бандажа по окончанию намотки якоря и должны быть одинаковыми. В процессе намотки необходимо постоянно контролировать отсутствие замыканий наматываемого провода на корпус, чтобы потом не перематывать все заново. Для этого на коллектор и вал якоря наматывается по несколько витков оголенных проводов, к концам которых подключается омметр. Последующие витки продолжают наматываться правой рукой, а левой рукой провод равномерно укладывается на торцах якоря и придерживается для выравнивания и ук­ладки провода в пазы. Конец секции формуется под бандаж, зачищается, складывается вдвое, сжимается плоскогубцами, чтобы устранить пет­лю, припаивается к следующей ламели и являет­ся началом следующей секции.

Читайте также:  Укрывной_материал_на_потолок

По мере намотки якорь в тисках переставляет­ся на нужный угол, а провод в пазах уплотняется плоской деревянной палочкой. Конец последней секции припаивается к ламели 1. После намотки всех секций на провод возле коллектора наматы­вается бандаж из тонких ниток. После этого необ­ходимо обновить все пайки и сделать их по воз­можности одинаковыми. Это и последующая равномерная пропитка обмоток и бандажа необ­ходимы для сохранения статической и динамиче­ской балансировки якоря. В авторском варианте ремонта это удалось. Перед пропиткой можно якорь и эпоксидный клей нагреть примерно до 40°С на комнатной батарее или масляном радиа­торе. На коллектор, для защиты от попадания клея, намотать пару витков изоленты. Клей равномер­но наносится узким деревянным шпателем, сна­чала на бандаж затем на торцевые части секций со стороны коллектора. Якорь немного подержать вертикально вверх коллектором. После этого на­нести клей в пазы и вставить клинья. Далее закре­пить в тисках якорь вертикально коллектором вниз за шарикоподшипник через мягкий картон и нанести клей на торцевые части секций со сторо­ны крыльчатки вентилятора. Такое крепление даст возможность вращать якорь и следить за вытека­ющим клеем, чтобы своевременно убирать излиш­ки и выравнивать его поверхность.

Шпатель для этой цели необходимо пропитать машинным маслом. Процесс полимеризации эпоксидного клея происходит медленно и длится около 4 ч, поэтому после первых 30 мин следить за процессом можно реже и периодически пере­ворачивать якорь в вертикальном положении. По­сле полной полимеризации клея якорь готов к ус­тановке на свое место, но после перемотки обмоток статора.

Для перемотки статор необходимо извлечь из корпуса. В авторском варианте статор плотно вставлен в сформованное для него место в корпу­се, до упора задней части. Передняя его часть фиксируется пластмассовым цилиндром, кото­рый двумя высту­пами упирается в статор между об­мотками, а четырь­мя выступами — в съемный корпус редуктора. Для из­влечения статора необходимо отсо­единить четыре его вывода и вытя­нуть из корпуса.

Если статор не удается извлечь простым путем, то необходимо при­менить винтовой механизм, например, показан­ный на рис.З,

1 — верхняя опорная пластина;

2 — корпус статора;

3 — железо статора;

4 — центрирующая шайба;

5 — нижняя опорная пластина.

Возможно, между верхней пластиной и корпу­сом будет необходимо подкладывать деревянные рейки по бокам статора.

Исходя из того, что обмотки статора включены последовательно со щетками якоря, а верхняя и нижняя части обмоток якоря подключаются к щет­кам параллельно, сечение провода статора долж­но быть в два раза больше провода якоря. Учиты­вая, что обмотки статора менее плотны и лучше охлаждаются, это соотношение может быть умень­шено до 1,8-1,9. Соотношение количества витков статора к количеству витков в пазу якоря в реальном двигателе равно 3,4. В этом варианте обе об­мотки статора должны иметь 40×3,4=136 витков. В результате обмотки статора были намотаны про­водом ПЭВ-2-0,62 по 70 витков.

Для намотки обмоток необходимо изготовить оправку. Для этого из фанеры толщиной равной ширине паза статора вырезается прямоугольник с закругленными торцами. Ширина прямоугольни­ка равна ширине узкой части полюса плюс 5 мм, длина его на 2 см больше длины статора. Из тон­кой фанеры или текстолита вырезается две щеч­ки, ширина и длина которых на 2 см больше пре­дыдущей детали. По углам одна щечка крепится симметрично к внутренней детали короткими шу­рупами (4 шт.), в которой возле внутренней дета­ли сверлится отверстие для закрепления провода начала катушки (рис.4).

Вторая щечка крепится гайкой при сборке. По центру оправки сверлится сквозное отверстие диаметром 8,2 мм. В это от­верстие вставляется болт или шпилька с резьбой М8 и с помощью гаек оправка зажимается, как по­казано на рис.5, где обозначены:

4 — внутренняя деталь;

Для крепления этого приспособления исполь­зуется дрель, которая любым способом крепится к столу, например, привязывается к тискам так, чтобы ее патрон выступал за край столешницы.

Приспособление зажимается в патрон, и мож­но приступать к намотке катушек. Перед началом намотки с обоих торцов оправки необходимо лип­кой стороной внутрь приклеить полоски изоленты длиной около 8 см к внутренней детали и к щеч­кам для закрепления витков катушки после намот­ки. Провод начала катушки вставляется в отвер­стие, закрепляется на шпильке, и производится намотка путем вращения оправки одной рукой и укладки провода другой рукой без особой натяж­ки. После намотки гайку 7 отвинчивают, оправку с катушкой снимают со шпильки, кладут на стол и снимают верхнюю щечку. Нижние концы изолен­ты укорачивают так, чтобы они не загибались при наложении на их липкую поверхность верхних концов. После этого катушку снимают и ее витки окончательно закрепляют изолентой.

Точно также наматывают вторую катушку. Выводы катушек должны быть направлены в сторону коллектора и иметь запас по длине на случай переполюсовки выводов по отношению к щеткам коллектора, если двигатель будет вращаться не в нужном направлении. Статор двигателя кладут на стол полюсом вниз. На нем монтируют первую катушку. В пазы полюсов вклеивают полоски бумаж­ной изоляции быстросохнущим клеем. Сначала вставляют одну сторону катушки, затем путем рас­тяжки ее по ширине вставляют вторую сторону ка­тушки. После этого ста­тор переворачивают и точно также монтируют вторую катушку. Очень важно, чтобы при монта­же катушек, когда они находятся внизу, их на­чала были с одной и той же стороны. А в собран­ном виде начала катушек будут диаметрально про­тивоположны. Выступающие торцевые части кату­шек формуют так, как показано на рис.6, и пропитывают эпоксидным клеем вместе с боковы­ми частями.

После полимеризации клея двигатель собирают, концы статорных обмоток подпаивают к контактам щеткодержателей по схеме рис.7, проверяют сопротивление изоляции, которое должно быть не менее 1 МОм.

Графитные щетки заменяют медно-графитны­ми, так как при той же мощности и меньшем напря­жении питания увеличится ток двигателя, при ко­тором графитные щетки будут перегреваться. В авторском варианте были использованы обрабо­танные на заточном станке по размеру графитных щеток сработанные щетки от стартера автомоби­ля. После этого двигатель подключают к ЛАТРу и плавным повышением напряжения запускают. Ес­ли направление вращения окажется обратным, то необходимо выводы статора, подключенные к щеткам, поменять местами. После этого инстру­мент собирают окончательно и испытывают на ра­ботоспособность и нагрев в условиях реальной резки металла в течение примерно 10 мин. При этом измеряют вольтметром то напряжение, при котором инструмент работает так же, как и ранее, исходя из опыта прежней его эксплуатации. В ав­торском варианте инструмент нормально работа­ет от напряжения 50 В. Для удобства эксплуатации изготовлен понижающий трансформатор с выво­дами вторичной обмотки 40 В, 50 В и 60 В на слу­чаи колебаний напряжения сети. К тому же транс­форматор осуществляет развязку сети 220 В от инструмента, что повышает электробезопасность работ. Если питать инструмент постоянным током, то его мощность увеличится при меньшем питаю­щем напряжении, а нагрев уменьшится за счет от­сутствия токов Фуко в статоре.

В заключение полезно отметить, что увеличе­ние диаметра обмоточного провода повышает процент меди в пазу по отношению к его изоляции, так как несколько тонких проводников с таким же суммарным сечением содержат внутреннюю изо­ляцию, которая занимает больше места, чем изо­ляция одного толстого проводника. Соблюдая из­ложенные выше рекомендации и соотношение витков обмоток статора и якоря, можно таким об­разом ремонтировать большинство из перечис­ленных выше электроинструмента, а также при ре­монте изготовить инструмент на напряжение 12 В и питать его от бортовой сети автомобиля в мес­тах, где нет промышленной сети 220 В / 50 Гц.

Литература

  1. Кокорев А.С. Электрослесарь по ремонту эле­ктрических машин. — М.: Высшая школа, 1989. — С.40-51.
  2. Кремса Р.В. Ремонт якорей электродвигате­лей малой мощности // Электрик. — 2005. — №11-12. -С. 13.
  3. Хрущев В. В. Электрические машины систем ав­томатики. — Л.: Энергоатомиздат, 1985. — С. 124-126.

Автор: Анатолий Журенков, г. Запорожье

Источник: журнал Радиоаматор №9, 2015

Во многих бытовых устройствах и самодельных конструкциях в качестве привода используются электрические машины небольшой мощности. Несмотря на высокую надежность электромоторов, их выход из строя по ряду причин — не редкость. Учитывая относительно высокую стоимость этих устройств, практичнее осуществлять их ремонт, а не замену. Предлагаем рассмотреть возможность перемотки электродвигателей в домашних условиях.

Читайте также:  Теплоноситель_для_электрокотлов_эван

Виды электродвигателей и особенности их ремонта

Как правило, в быту используются коллекторные моторы постоянного тока и бесколлекторные асинхронные двигатели переменного тока. Именно ремонт этих приводов мы и будем рассматривать. Информацию о принципе действия и конструктивных особенностях асинхронных и коллекторных машин можно найти на нашем сайте.

Что касается синхронных приводов, то в быту они практически не используются, поэтому в данной публикации эта тема не затрагивается.

Особенности ремонта асинхронной машины

Проблемы с двигателем любого типа могут иметь механический или электрический характер. В первом случае свидетельствовать о неисправности может сильная вибрация и характерный шум, как правило, это говорит о проблемах с подшипником (обычно в торцевой крышке). Если вовремя не устранить неисправность, вал может заклинить, что неминуемо приведет к выходу из строя обмоток статора. При этом тепловая защита автоматического выключателя может не успеть сработать.

«Сгоревшие» провода обмотки статора

Исходя из практики, в 90% выход из строя асинхронных машин возникают проблемы с обмоткой статора (обрыв, межвитковое замыкание, КЗ на корпус). При этом короткозамкнутый якорь, как правило, остается в рабочем состоянии. Поэтому даже при механическом характере повреждений необходимо произвести проверку электрической части.

Проверка обмотки

В большинстве случаев проблема может быть обнаружена по внешнему виду и характерному запаху (см. рис. 1). Если эмпирическим путем неисправность установить не удается, переходим к диагностике, которая начинается с прозвонки на обрыв. Если таковая обнаруживается, выполняется разборка двигателя (этот процесс будет описан отдельно) и тщательный осмотр соединений. Когда дефект не обнаружен, можно констатировать обрыв в одной из катушек, что требует перемотки.

Если прозвонка не показала обрыва, следует переходить к измерению сопротивления обмоток, при этом учитывать следующие нюансы:

  • сопротивление изоляции катушек на корпус должно стремиться к бесконечности;
  • у трехфазного привода обмотки должны показывать одинаковое сопротивление;
  • у однофазных машин сопротивление пусковых катушек превышает данные показания рабочих обмоток.

Помимо этого следует учитывать, что сопротивление статорных катушек довольно низкое, поэтому для его измерения бессмысленно использовать приборы с низким классом точности, к таковым относятся большинство мультиметров. Исправить ситуацию можно собрав несложную схему на потенциометре с добавлением дополнительного источника питания, например автомобильной аккумуляторной батареи.

Схема для измерения сопротивления обмоток

Методика измерений следующая:

  1. Подключается катушка привода к схеме, представленной выше.
  2. Потенциометром устанавливается ток 1 А.
  3. Производится расчет сопротивления катушке по следующей формуле: , где RК и UПИТ были описаны на рисунке 2. R – сопротивление потенциометра, – падение напряжения на измеряемой катушке (показывает вольтметр на схеме).

Стоит также рассказать о методике, позволяющей определить место межвиткового замыкания. Это делается следующим образом:

Статор, освобожденный от ротора, подключается через трансформатор к пониженному питанию, предварительно поместив к нему стальной шарик (например, от подшипника). Если катушки рабочие, шарик будет циклически двигаться по внутренней поверхности безостановочно. При наличии межвиткового КЗ, он «прилипнет» к этому месту.

Особенности ремонта коллекторных приводов

У данного типа электромашин чаще возникают механические неисправности. Например, стирание щеток или засорение контактов коллектора. В таких ситуациях ремонт сводится к чистке контактного механизма или замене графитовых щеток.

Тестирование электрической части сводится к проверке сопротивления обмотки якоря. В этом случае щупы прибора двум соседним контактам (ламелям) коллектора, после снятия показаний производится измерение далее по кругу.

Проверка обмотки якоря коллекторного электродвигателя

Отображенное сопротивление должно быть примерно одинаковым (с учетом погрешности прибора). Если наблюдается серьезное отклонение, то это говорит, что имеет место быть межвитковое КЗ или обрыв, следовательно, необходима перемотка.

Обмоточные данные электродвигателей

Это справочные данные, поэтому самый надежный способ получить такую информацию – обратиться к соответствующим источникам. Эти данные также могут приводиться в паспорте к изделию.

В сети можно встретить советы, в которых рекомендуют при перемотке вручную пересчитать витки и измерить диаметр провода. Это трата времени. Значительно проще и надежней по маркировке двигателя найти всю необходимую информацию, в которой будут указаны следующие параметры:

  • номинальные рабочие характеристики (напряжение, мощность, потребляемый ток, число оборотов и т.д.);
  • количество проводов для одного паза;
  • Ø проволоки (как правило, в данном показателе изоляция не учитывается);
  • информация о внешнем и внутреннем диаметре статора;
  • количество пазов;
  • с каким шагом выполняется обмотка;
  • размеры ротора и т.д.

Ниже представлен фрагмент таблицы с намоточными данными для электромашин типа 5A.

Пример таблицы с намоточными данными

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.

Статор, освобожденный от обмотки

На этом этапе мы рекомендуем остановиться, взять корпус и отвезти его специалистам. Самостоятельный демонтаж позволит снизить стоимость восстановительных работ. Как уже упоминалось выше, без спецоборудования качественно перемотать катушки довольно сложно. Для понимания сложности процесса опишем его технологию, что позволит облегчить выбор.

Перемотка статора (финальная фаза)

Процесс состоит из следующих действий:

  1. Установка изоляторов в каждый паз (гильзование).
  2. Толщина материала и его характеристики подбираются по справочнику.
  3. Определяются обмоточные данные по марке двигателя.
  4. На специальном станке производится намотка необходимого количества витков всыпных катушек. В сети можно найти фото и параметры самодельных ручных станков, но качество их работ довольно сомнительное. Станок для намотки всыпной обмотки
  5. Катушечные группы укладываются в пазы, после чего производится их обвязка и соединение. Эти процессы довольно сложные и выполняются вручную.
  6. Осуществляется пропитка. Для этого корпус нагревается до температуры 45°С – 55°С и полностью погружается в емкость с пропиточным лаком. Заливать лаком провода не имеет смысла, поскольку в этом случае все равно останутся пустоты.
  7. После пропитки корпус помещают в специальную камеру, где осуществляется сушка при температуре 130-135°С.
  8. Финальное тестирование катушек омметром.
  9. Сборка и пробный запуск (если в ремонт передавались на только корпус, а и остальные детали и крепления).

Если на восстановление сдавался только корпус, рекомендуем перед тем, как включать мотор, проверить катушки.

Перемотка якоря

Процесс замены обмотки коллекторного двигателя несколько похож за исключением небольших нюансов, связанных с особенностью исполнения. Например, на перемотку отправляют якорь, а не корпус, при условии, что проблема возникла не с катушками возбуждения. Помимо этого имеются следующие отличия:

  • Для намотки применяется специальный станок, более сложной конфигурации.
  • Обязательно необходима проточка, балансировка якоря (в финальной части процесса), а также его чистка и шлифовка.
  • При помощи специального фрезерного станка производится нарезка коллектора.

Для перечисленных процессов требует спецоборудование, без него перемотка электродвигателей — пустая трата времени.

Ссылка на основную публикацию
На_что_приклеить_ногти_если_нет_клея
Мода на красивые и ухоженные ногти была всегда, есть и будет. Поэтому ногтям следует уделять большое внимание. Но что делать,...
Мультиметр_dt_831_схема
ЦИФРОВОЙ МУЛЬТИМЕТР DT-831/831B+ Мультиметры этой серии разработаны в соответствии с инструкцией IEC-1010, касающейся электронных измерительных приборов с категорией перенапряжения САТ...
На_кабеле_написано_ту_и_гост
Кабели для проводки – как отличить ТУ от ГОСТ? Выбирая новый кабель для проводки в доме (или другом здании), приготовьтесь...
Намотка_ротора_коллекторного_двигателя
Намотка якорей мелких машин Обмотки якорей мелких машин укладываются непосредственно в пазы якоря без предварительной заготовки секций. Достоинства такой обмотки...
Adblock detector