Неисправности коллекторно-щеточного аппарата двигателей переменного тока

Коллекторный двигатель переменного тока можно с уверенностью назвать распространенным в быту. Подавляющая часть ручного электроинструмента имеет электропривод с двигателем этого типа.

При этом, двигатели переменного тока остаются относительно сложными электрическими машинами, требующими определенных специальных знаний для диагностики своего состояния и ремонта.

Однако, ряд неисправностей данных двигателей вполне возможно устранить или хотя бы выявить в домашних условиях. Это важно тем более, что неисправности эти имеют отношение к самому «нежному» конструктивному элементу коллекторного привода – коллекторно-щеточному аппарату.

С уверенностью можно сказать, что отказ ручной дрели или «болгарки» в 90% случаев связан с неисправностью именно этого конструктивного элемента привода.

А наиболее распространенная неисправность коллекторно-щеточного аппарата – это элементарный износ токосъемных щеток. Собственно говоря, сами графитовые щетки можно считать расходным материалом, а многие производители ручного инструмента даже предоставляют покупателю своей продукции дополнительную пару щеток бесплатно в качестве ремкомплекта.

Износ щеток приводит к потере контакта в паре «коллектор-щетка» и к разрыву цепи двигателя. Если контакт утерян не полностью, то возможно возникновение усиленного искрения под щетками (небольшое искрение может считаться нормой).

Может возникнуть «подергивание», привод будет работать неравномерно. В самых тяжелых случаях привод вообще невозможно запустить – когда силовая цепь полностью разомкнута.

Тогда эту неисправность легко определить при помощи мультиметра или даже обыкновенного индикатора: включив переключатель и не включая штепсель в розетку, проверяем целостность цепи «первая часть обмотки возбуждения — обмотка якоря — вторая часть обмотки возбуждения».

Состояние щеток можно оценить и визуально, поскольку чрезмерный износ графита виден невооруженным глазом. Нередко возникают случаи, когда щетки просто «зависают», то есть, грубо говоря, «застревают» в своих направляющих, и пружина не может поджать их к коллектору для надежного контакта. Решение этой проблемы заключается в замене щеток, или их повторной установке с притиркой.

Причиной проблем со щетками может стать и их несоответствие по размерам и форме. Поэтому, приобретая щетки на замену, важно знать марку и модель техники, электропривод которой планируется ремонтировать. После замены щеток их необходимо «прикатать» работой на холостых оборотах в течение 10-15 минут.

Еще одна характерная неисправность коллекторно-щеточного аппарата электродвигателя – это загрязнения на поверхности пластин или чрезмерный износ этих пластин. «Симптомами» этого явления также может быть неравномерная работа привода, а в самых запущенных случаях – яркий круговой огонь на коллекторе, красноречиво говорящий о том, что двигатель свое, что называется отработал.

Ввиду того, что коллекторные приводы переменного тока обычно имеют небольшую мощность и стоимость; ремонт коллектора с заменой изношенных пластин редко бывает целесообразным – проще заменить двигатель.

Выявить износ пластин двигателя несложно: борозды от длительного прохождения щеток видны невооруженным глазом. Видны и истонченные пластины, между которыми, возможно, уже имеются пробои изоляции.

Загрязнение коллектора бывает связано с условиями эксплуатации привода, а также с приходом в негодность щеток. Для удаления загрязнений часто бывает достаточно протереть коллектор ветошью, смоченной в бензине. Сильные загрязнения можно предварительно удалить при помощи обычного школьного ластика.

Возможно и изменение формы самого коллектора, приобретение им овальной формы. Причиной этому может стать биение якоря из-за неисправных подшипниковых узлов и, как следствие, неравномерный износ щетками. К сожалению, подобную неисправность маломощных двигателей переменного тока тоже бывает нецелесообразно устранять, а якорь с деформированным коллектором обычно подлежит замене.

Такие случаи неисправностей, как нарушение целостности поводка щетки, обломленная пружина, не способная поджать щетку к коллектору, а также механические повреждения коллекторно-щеточного аппарата здесь не рассмотрены, поскольку для их диагностики достаточно лишь беглого осмотра.

Источник

Характерные неисправности электродвигателей и способы их устранения.

Наиболее распространенные неисправности электрической части — короткие замыкания внутри обмоток электродвигателя и между ними, замыкания обмоток на корпус, а также обрывы в обмотках или во внешней цепи (питающие провода и пусковая аппаратура).

В результате указанных неисправностей электродвгателей могут иметь место: отсутствие возможности пуска электродвигателя; опасный нагрев его обмоток; ненормальная частота вращения электродвигателя; ненормальный шум (гудение и стук); неравенство токов в отдельных фазах.
Причины механического характера, вызывающие нарушение нормальной работы электродвигателей, чаще всего наблюдаются в неправильной работе подшипников: перегрев подшипников, вытекание из них масла, появление ненормального шума.

Основные виды неисправностей в электродвигателях и причины их возникновения.

Асинхронный электродвигатель не включается (перегорают предохранители или срабатывает защита). Причиной этого в электродвигателях с контактными кольцами могут быть закороченные положения пускового реостата или контактных колец. В первом случае необходимо пусковой реостат привести в нормальное (пусковое) положение, во втором — поднять приспособление, закорачивающее контактные кольца.

Включить электродвигатель не удается также из-за короткого замыкания в цепи статора. Обнаружить короткозамкнутую фазу можно на ощупь по повышенному нагреву обмотки (ощупывание следует производить, отключив предварительно электродвигатель от сети); по внешнему виду обуглившейся изоляции, а также измерением. Если фазы статора соединены в звезду, то измеряют величины токов, потребляемых из сети отдельными фазами. Фаза, имеющая короткозамкнутые витки, будет потреблять ток больший, чем неповрежденные фазы. При соединении отдельных фаз в треугольник токи в двух проводах, подключенных к дефектной фазе, будут иметь большие значения, чем в третьем, который соединяется только с неповрежденными фазами. При измерениях пользуются пониженным напряжением.

При включении асинхронный электродвигатель не трогается с места. Причиной этого может быть обрыв одной или двух фаз цепи питания. Для определения места обрыва сначала осматривают iiсе элементы цепи, питающей электродвигатель (проверяют целость предохранителей). Если при внешнем осмотре обнаружить обрыв фазы не удается, то мегомметром выполняют необходимые измерения. Для чего статор предварительно отключают от питающей сети. Если обмотки статора соединены в звезду, то один конец мегомметра соединяют с нулевой точкой звезды, после чего вторым концом мегомметра касаются поочередно других концов обмотки. Присоединение мегомметра к концу исправной фазы даст нулевое показание, присоединение к фазе, имеющей обрыв, покажет большое сопротивление цепи, т. е. наличие в ней обрыва. Если нулевая точка звезды недоступна, то двумя концами мегомметра касаются попарно всех выводов статора. Прикосновение мегомметра к концам исправных фаз покажет нулевое значение, прикосновение к концам двух фаз, одна из которых — дефектная, покажет большое сопротивление, т. е. обрыв в одной из этих фаз.

В случае соединения обмоток статора в треугольник необходимо обмотку разъединить в одной точке, после чего проверить целость каждой фазы в отдельности.
Фазу, имеющую обрыв, иногда обнаруживают на ощупь (остается холодной). Если обрыв произойдет в одной из фаз статора по время работы электродвигателя, он будет продолжать работать, но начнет гудеть сильнее, чем в обычных условиях. Отыскивать поврежденную фазу так, как это указано выше.

При работе асинхронного двигателя происходит сильный нагрев обмоток статора. Такое явление, сопровождаемое сильным гудением электродвигателя, наблюдается при коротком замыкании в какой-либо обмотке статора, а также при двойном замыкании обмотки статора на корпус.

Работающий асинхронный электродвигатель начал гудеть. При этом его скорость и мощность снижаются. Причиной нарушения режима работы электродвигателя является обрыв одной фазы.
При включении двигателя постоянного тока он не трогается с места. Причиной этого могут служить перегорание предохранителей, обрыв в цепях питания, обрыв сопротивлений в пусковом реостате. Сначала внимательно осматривают, затем проверяют с помощью мегомметра или контрольной лампы напряжением не выше 36 В целость указанных элементов. Если указанным путем не удается определить место обрыва, переходят к проверке целости обмотки якоря. Обрыв в обмотке якоря чаще всего наблюдается в местах соединений коллектора с секциями обмотки. Измеряя падения напряжения между коллекторными пластинами, находят место повреждения.

Другой причиной указанного явления может быть перегрузка электродвигателя. Проверить это можно с помощью пуска электродвигателя вхолостую, предварительно разобщив его с приводным механизмом.

При включении электродвигателя постоянного тока перегорают предохранители или срабатывает максимальная защита. Закороченное положение пускового реостата может быть одной из причин указанного явления. В этом случае реостат переводят в нормальное пусковое положение. Это явление может наблюдаться также при слишком быстром выводе рукоятки реостата, поэтому при повторном включении электродвигателя реостат выводят более медленно.

При работе электродвигателя наблюдается повышенный нагрев подшипника. Причиной повышенного нагрева подшипника может быть недостаточная величина зазора между шейкой вала и вкладышем подшипника, недостаточное или лишнее количество масла в подшипнике (проверяют уровень масла), загрязнение масла или применение масла несоответствующих марок. В последних случаях масло заменяют, промыв предварительно подшипник бензином.
При пуске или во время работы электродвигателя из зазора между ротором и статором появляются искры и дым. Возможной причиной этого явления может быть задевание ротора за статор. Это происходит при значительном срабатывании подшипников.

При работе электродвигателя постоянного тока наблюдается искрение под щетками. Причинами такого явления могут служить неправильный подбор щеток, слабое нажатие их на коллектор, недостаточно гладкая поверхность коллектора и неправильное расположение щеток. В последнем случае необходимо передвинуть щетки, расположив их на нейтральной линии.
При работе электродвигателя наблюдается усиленная вибрация, которая может появляться, например, из-за недостаточной прочности закрепления электродвигателя на фундаментной плите. Если вибрация сопровождается перегревом подшипника, это указывает на наличие осевого давления на подшипник.

Таблица 1 . Неисправности асинхронных электродвигателей и способы их устранения

Щетки искрят, некоторые щетки и их арматура сильно нагреваются и обгорают

Источник

Почему Электродвигатель Не Набирает Обороты

Предпосылки для серьезных дефектов двигателя

Электродвигатели, как и все механизмы, подвержены износу и часто работают с проблемами, поломками или работой с параметрами, отличными от номинальных значений. Поскольку электрическая энергия преобразуется в механическую энергию в электродвигателе, нельзя сказать, что неисправности двигателя могут быть вызваны проблемами в электронных и электрических системах, а также дефектами механизмов.

Электронный компонент проблемы подразделяется на внутренние. неисправности в обмотках и контактах коллектора двигателя, а внешние. на неисправности в компонентах стартера и в токопроводящих жилах.

Изношенные (справа) и совершенно новые (слева) коллекторные щетки

Существует множество алгоритмов проверки электронных двигателей в зависимости от их конструкции, типа, размера, веса, местоположения и текущего режима работы.

Не может быть единого правильного примечания для проверки электродвигателей, например, один двигатель свободно опирается на ладони рук, а другой должен быть поднят краном, хотя принцип их работы может быть аналогичным.

Разница в размерах моторов

Сделайте начальный моторный диагноз

Предположим, что на рабочем столе находится электродвигатель среднего размера до 10 кВт. По крайней мере, какой-нибудь мастер попробует это первым вращать вал вручную. если он вращается свободно, практически без шума, сохраняя инерционное вращение достаточно долго (10 секунд), то мы можем сначала сделать вывод, что с механической частью все возможно.

Хотя проблему в механизмах можно обнаружить только на работе номинальная частота вращения двигателя, но если вы проворачиваете вал рукой, вы уже чувствуете «стук» и слышите лязг, скрип и постукивание, вы можете заключить, что необходимым условием для этих явлений является износ подшипников. Если диагностируется двигатель с фазным ротором или двигатель постоянного тока, дефекты в токопроводящих кольцах или щетках коллектора могут быть необходимым условием для необычных звуков.

Фазо-роторная контактная система

Другой способ проверки подшипников состоит в том, чтобы тянуть вал двигателя вбок, перпендикулярно и параллельно его оси. Почему двигатель не вращается? Если чувство вал качается, скорее всего подшипники изношены. Но опору сиденья можно спроектировать,

Подшипник в крышке двигателя

реже. стирание самого вала. такие проблемы характерны для двигателей, которые работают с большой нагрузкой на стороне шкива или прикреплены к плохо центрированной муфте (оси привода и фланцы привода не совпадают).

Очень изношенный и деформированный вал двигателя

Причины и последствия износа подшипников в двигателе

Таким образом, даже не подключая и не разбирая двигатель и не отслеживая его во время работы, вы можете выполнить первоначальную диагностику без измерительных приборов и инструментов, пытаясь вручную вращать вал и слушать его звуки.

Чтобы выяснить происхождение звуков, производимых работающим двигателем, необходимо отключить питание. электрическая природа шума исчезнет и останется только трение или биение вращающихся устройств. Если есть скрип или скрип, который не наблюдался на низких скоростях, может быть необходимым отсутствие смазки в подшипниках или их сильное загрязнение.

Очень грязный подшипник

Сильная вибрация вала двигателя, вращающегося по инерции, указывает на износ подшипника или дисбаланс колеса вентилятора, из-за которого может оторваться одно из лопастей. Почему двигатель не вращает двигатель. Снятие вала на изношенных подшипниках больше, чем на соседних поверхностях, что может спровоцировать еще одну проблему. ротор коснется статора во время вращения, и все это оставит стружку, увеличив трение.

Последствия биения вала ротора через сломанные подшипники

Следовательно, невозможно управлять двигателем с изношенными подшипниками, в противном случае коллекторные пластины и магнитопровод ротора и статора будут серьезно повреждены, что значительно ухудшит их электрические свойства.

Износ подшипников приводит к чрезмерному выделению тепла и потребляемой мощности при снижении его эффективности. В асинхронных двигателях ротор с белковыми элементами контактирует со статором только через подшипники, поэтому износ или дефекты являются предпосылкой для механических проблем.

Разборка асинхронная электродвигатель белки клетка белка

Деформация вала или трещины в корпусе встречаются значительно реже.

Разборка типичного асинхронного двигателя

Поскольку существует множество конструкций электронных двигателей, необходимо изучить их чертежи и починить аннотации, познакомиться с симпатичными видеороликами, разобрать тот или иной электрический двигатель.

Но в целом двигатели повседневной жизни в конструкции электродвигателей одинаковы. на валу ротора установлены подшипники качения, наружные клетки которых прижимаются к седлам на внутренних поверхностях торцевых щитков (крышек).

Трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель

Сами экраны центрированы механически обработанным цилиндрическим краем, размер которого совпадает с размером канавки на корпусе статора. Лицевые щитки фиксируются болтами. Двигатель не поднимается, Почему двигатель двигатель? без натяжения. При разборке двигателя его вал отсоединяется от вышеперечисленных механизмов, а двигатель снимается со станины.

Разборка мотора с рабочего места

Затем механический элемент передачи (шкив, шестерня, фланец и т. Д.) Необходимо снять с вала. При снятии стопорных болтов снимите концевые экраны с подшипников с помощью съемника, затем осторожно вытяните ротор.

Эмери нет получение обороты

Двигатель FORTE VFL-50 (2008) 2,23 кВт. Компрессор не работал хорошо обороты право на полную остановку было.

Компрессор не может набрать обороты РЕМОНТ Плохого старта FORTE VFL-50

Подшипники очищаются, повторно смазываются или заменяются, поверхности ротора и статора очищаются, а двигатель снова собирается. Существует огромное количество способов снятия подшипников, методов и инструментов.

Недостаточная частота вращения двигателя

Как правило, обнаружение механических дефектов в подшипниках не дает ответа на вопрос, почему двигатель не работает. Это может быть связано с неисправностью контролируемой нагрузки. Но если подшипники без двигателя нагрузки настолько загрязнены и изношены, что вал не может вращаться, то это явление не будет наблюдаться в течение длительного времени. из-за трения и высокого тепловыделения стальные шарикоподшипники нагреваются и буквально нагреваются. земля, которая в конечном итоге приведет к застреванию.

Часть роликовых подшипников буквально «размазана» по кольцу клетки

Следовательно, причина недостаточного вращения должна быть найдена во внутренних или внешних электрических проблемах. Прежде всего необходимо проверить качество электричества, подаваемого на клеммы двигателя. напряжение должно быть на уровне номинального значения.

Межфазное напряжение в пределах нормы

Также следует проверить контактные площадки контакторов стартера. при больших токах они могут сгореть, что приведет к падению напряжения на них. Изношенные контакторы могут вызвать контакт, что приведет к прерыванию тока.

Осциллограф отображает разрыв контактов, что приводит к постоянному прерыванию

Популярный способ проверки стартера состоит в подключении другого исправного двигателя того же типа, такой же или чуть меньшей мощности.

Основные неисправности внутренней электрической системы, которые влияют на частоту вращения двигателя.

После устранения внешних электрических проблем необходимо проверить обмотки двигателя на предмет поломки и поломки. Мультиметр переключается в режим мегаомметра, и сопротивление изоляции обмоток измеряется путем попеременного подключения датчиков к каждой клемме и корпусу. Если на дисплее отображается ноль, то происходит явный разрыв. где-то нарушена изоляция, и провод непосредственно касается корпуса.

Иллюстрация процесса измерения сопротивления обмоток двигателя

Благодаря этим измерениям дисплей может показывать сопротивление в течение нескольких мегамм. в этом случае вам необходимо просмотреть документацию по двигателю и проверить диаграмму сопротивления изоляции.

Таблица для оценки качества сопротивления изоляции электродвигателей

Возможно, что повышенная влажность, наличие мелких металлических стружек в двигателе ухудшат диэлектрические свойства изоляционных материалов. Эти токи утечки, протекающие через неисправную изоляцию, отрицательно влияют как на производительность двигателя, так и на электрическую безопасность его работы.

Поиск неисправностей в обмотках двигателя

Разрыв в одной из обмоток может привести к тому, что двигатель вообще не запустится и не начнет гудеть, пока не сгорят защитные отключения или другие катушки. Чтобы обнаружить зазор в обмотках трехфазного асинхронного двигателя, необходимо отсоединить перемычки, которые образуют соединение звезды или треугольника, и проверить каждую обмотку отдельно.

Иллюстрация процесса намотки двигателя

Этот метод будет самым надежным и не позволит новичку запутаться. Тест проводится в режиме омметра. В зависимости от качества устройства и мощности двигателя, показания омметра будут близки к нулю, составляя несколько Ом.

Важно, чтобы сопротивление обмотки было одинаковым. Условие равного сопротивления обмотки также действует для двигателей постоянного тока. Эти двигатели имеют две или более обмотки статора и множество обмоток ротора, соединенных с контактными пластинами коллектора.

Обмотки поворотного ротора коллектора ротора двигателя

Если одна из обмоток имеет меньшее сопротивление, чем другие, это указывает на то, что между некоторыми витками катушки произошло короткое замыкание, называемое обратным.

обнаружение схема переключения в обмотках двигателя

Просто так схема переключения очень часто причина недостаточной частоты вращения двигателя. Точность обычных мультиметров недостаточна для измерения 10 Ом. Поэтому используется дополнительное сопротивление реостата, формируя делитель напряжения вместе с проверенной обмоткой, стабилизированным источником питания, вольтметром и амперметром. Не может быть среднего мотора, почему двигатель не вращается. Измеряется падение напряжения на каждой обмотке. в случае их отказа вольтметр будет одинаковым. Более низкое напряжение будет указывать на наличие межотраслевой цепи, даже без расчета сопротивления обмотки, что можно сделать с помощью формулы, показанной на рисунке.

Расчет сопротивления обмотки при падении напряжения

При условии, что фазы равны, переключение цепи в обмотках работающего асинхронного трехфазного двигателя может быть обнаружено путем измерения токов в каждой фазе. Увеличение тока в одной фазе при подключении обмоток двигателя со звездой или увеличение тока в двух фазах при подключении обмоток с треугольником будет указывать схема переключения.

Иногда можно найти расположение цепи в асинхронном двигателе, используя популярный метод. они снимают ротор, а на обмотки подается трехфазное пониженное напряжение. не более 40 В (для обеспечения электробезопасности и т. Д.). что катушки не выгорают).

Металлический шар помещается в цилиндр горизонтального статора, который начинает катиться на внутренней поверхности статора после вращающегося магнитного поля.

обнаружение схема переключения используя стальной шар

Если шар внезапно намагничен в одном месте, его местоположение укажет на переключатель.

Основные проблемы коллекторных двигателей

Двигатели выключателей постоянного и переменного тока часто сталкиваются с проблемой износа контактных пластин и коллекторных щеток. При сильном износе и загрязнении контактных поверхностей сопротивление контактов коллектора будет увеличиваться, что приведет к снижению крутящего момента и эффективности двигателя.

Шлифовальные коллективные плиты

В конце концов, такой износ приводит к тому, что контакт между щеткой и пластиной периодически исчезает, и во время вращения наблюдается прерывистая работа двигателя.

Повреждены контактные пластины коллектора ротора

При запуске такой двигатель может вообще не запуститься. Если при продувке вала иногда запускается двигатель коллектора постоянного или переменного тока заменить щетки и почистить коллекторные пластины. Все ответы на вопрос: почему мотор простаивает? На сайте Ответоф.орг. Давай быстрее. Почему двигатель не вращается? Список. Иногда на одной из щеток возникает повышенная искра. это указывает на смещение щетки относительно перпендикулярной оси оси центральной линии, проходящей через центр. Выравнивание кистей поможет устранить этот дефект.

Установите коллекторные щетки правильно

Вы можете ознакомиться с процессом проверки коллекторных двигателей, посмотрев видео ниже

Неисправности магнитопровода, которые ухудшают работу двигателя

Если все в порядке с механическими и электрическими частями двигателя переменного тока, но он чувствует, что он не работает при максимальной мощности и наблюдается повышенное тепловыделение, то возможно короткое замыкание между пластинами магнитопровода.

Переменный ток в магнитной цепи вызывает вихревые токи, которые ухудшают работу двигателя, поэтому статор и ротор собирают специальную электротехническую сталь из многослойных пластин. Эти плиты покрыты утеплителем в виде оксидного слоя, спрея или лака.

Если изоляция между ламинированными плитами нарушена из-за механического повреждения или ржавчины, между ними происходит короткое замыкание.

Наличие ржавчины на поверхности сердечника ротора

Почти невозможно обнаружить короткие замыкания магнитных цепей с помощью домашних измерительных приборов, поэтому полная диагностика неисправностей двигателя необходима в специализированном магазине.

Иногда магнитная цепь может быть обнаружена путем тщательного осмотра поверхности или путем обнаружения локального усиленного нагрева магнитной цепи. Но без полной разборки всего двигателя, включая магнитопровод, этот дефект невозможно устранить.

В следующих таблицах обобщены наиболее распространенные проблемы с двигателем и неисправности, а также способы их решения.

Таблица неисправностей двигателя, часть первая

Стол неисправность двигателя, часть вторая

Источник