Поиск неисправностей в коллекторных электродвигателях с помощью генератора и осциллографа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Коллекторные электродвигатели составляют основу переносных электроинструментов: электродрелей, электроперфораторов, электропил, "болгарок’’, а также бытовых машин: пылесосов, кофемолок и т.д., все они работают от однофазного переменного тока. В этих электроинстументах обмотки возбуждения (статора) соединены через щетки последовательно с обмоткой якоря (рис.1).

Такие электродвигатели называют сериесными. Применение их в переносных электроинструментах вызвано возможностью регулировать в широких пределах их частоту вращения большим пусковым вращающим моментом, а также сравнительно малым их весом и габаритами. Однако коллекторные двигатели из-за наличия сложной якорной обмотки и коллектора со щетками являются трудоемкой, дорогой и менее надежной электромашиной по сравнению с бесколлекторными машинами переменного тока.

Коллекторые электродвигатели не выдерживают длительных перегрузок. Главными причинами, вызывающими их повреждение являются длительные перегрузки и частое заклинивание рабочего инструмента, например, сверла в бетонной стене. Именно по этим причинам через обмотки электродвигателя проходит большой переменный ток, который, во-первых, перегревает (прожигает) провод, а во-вторых, сильным переменным магнитным полем вызывает вибрацию витков обмоток статора и якоря. В результате всего этого происходит осыпание эмалевой изоляции провода и замыкание или обрыв витков в обмотках.

Внешними признаками повреждения коллекторного двигателя являются искрение по кругу (под щетками); уменьшение количества оборотов; падение мощности; быстрое нагревание (перегревание) обмоток статора и якоря и появление горелого запаха.

Осматривая разобранный электродвигатель можно выявить следы подгорания обмоток якоря и статора. Но истинную картину (что сгорело) можно получить, сделав измерения. Обе обмотки возбуждения (статора) проверяют электронным омметром, так как он имеет точность измерения до десятых долей ома. Если разность сопротивлений обмоток больше 0,2 Ом, то в обмотке с меньшим сопротивлением, есть замыкание витков, и ее следует заменить. Но на практике обмотка статора повреждается редко.

Электронным омметром можно иногда выявить и повреждения обмоток якоря, но чаще всего это сделать не удается из-за малого сопротивления его обмоток (мало витков и толстый провод). Поэтому по заданию мастерской по ремонту электроинструментов автор этой статьи разработал схему и методику проверки исправности якорей коллекторных электродвигателей с применением генератора и осциллографа. Подобная схема, по-видимому, где-то используется, но автору пришлось все начинать с нуля. Этим методом можно проверять якоря любых коллекторных электродвигателей включая и якоря автомобильных стартеров. Он обладает высокой чувствительностью и выявляет замыкание или обрыв витков обмоток якоря.

На рис.2 показана схема соединений генератора, осциллографа и обмоток якоря. Принцип работы установки заключается в следующем. С генератора переменное напряжение с частотой 50...200 кГц и стабильным уровнем подается на гнезда вертикального отклонения луча осциллографа Y (рис.2).

(нажмите для увеличения)

С другого гнезда того же генератора переменное напряжение с той же частотой, но с регулируемым уровнем подается через самодельные скользящие контакты на ламели коллектора (рис.2, 3) и далее на одну из обмоток якоря, где оно трансформируется во все обмотки того же якоря.

(нажмите для увеличения)

При помощи скользящих контактов это напряжение снимается из соседней ламели коллектора (соседней обмотки) и подается на гнезда горизонтального отклонения луча осциллографа X. Переключатель горизонтальной развертки при этом должен находиться в положении "Внешняя синхронизация" или "Внешняя развертка" (рис.2).

Изменяя частоту генератора (50...200 кГц), его уровень (0...0,25 В), положение переключателя осциллографа V/дел. (1 или 2 В), надо добиться изображения на экране осциллографа фигуры эллипса (рис.4,а). Далее, не спеша, вращая рукой установленный на станке якорь (рис.3), передвигая этим скользящие контакты по ламелям коллектора, наблюдают фигуры на экране осциллографа.

При передвижении на один шаг, на экране осциллографа появится эллипс немного меньших размеров (рис.4,б), при этом предыдущий размер эллипса на этом рисунке, показан пунктиром. У исправного якоря все эллипсы должны быть только этих двух размеров, чередуясь один за другим. Если в обмотках якоря есть замкнутые витки или обрыв, то при прохождении скользящих контактов по этим поврежденным обмоткам, на экране осциллографа будут появляться самые разнообразные фигуры (рис.5), сильно отличающиеся от фигур на рис.4.

(нажмите для увеличения)

Если таким способом обнаружен неисправный якорь, то восстановить работоспособность электродвигателя можно двумя путями: или заменить якорь на новый, заводского изготовления, или полностью перемотать все обмотки якоря (только в специализированной мастерской). В первом случае обойдется дороже, но надежнее (дольше будет работать), во втором - дешевле, но менее надежно.

Один из вариантов конструкции станка с установленным якорем, показан на рис.3. Скользящие контакты можно сделать из пластин реле рис.3 или пружинной проволоки (из булавки) рис.6.

В авторской установке использован генератор Г3-106 с перестраиваемой частотой 20 Гц ...200 кГц и регулируемым уровнем и осциллограф С1-114 с прямоугольным экраном 15 см по диагонали. При таком размере экрана удобнее наблюдать измеряемые фигуры.

Чтобы исключить влияние внешнего переменного электромагнитного поля на результаты измерений, все соединения в установке выполнены экранированным кабелем.

Автор выражает благодарность руководителю мастерской по ремонту электроинструментов Компанец Н. В. за оказанную помощь при подготовке этой статьи.

Автор: Н.П.Власюк

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Новый способ охлаждения полупроводников 28.05.2023 Инженеры из Корейского института передовых технологий (KAIST) повысили теплопроводность полупроводникового устройства посредством поверхностного плазмон-поляритона, образующегося на поверхности титановой пленки. Исследование открывает новый способ борьбы с перегревом в высокопроизводительной микроэлектронике. Поверхностный плазмон-поляритон - это волна, которая образуется на поверхности металла в результате сильного взаимодействия между электромагнитным полем на границе раздела между диэлектриком и металлом и свободными электронами на поверхности последнего. Эти волны напоминают колеблющиеся частицы, объясняют авторы исследования. Они использовали тонкую пленку из титана, нанесенную на стеклянную подложку для генерации поверхностных волн, способных переносить тепло. В серии опытов инженеры проявили, что, используя пленку шириной 100 нм и радиусом около 3 см, можно повысить теплопроводность на 25%. Поскольку новый режим теплопередачи возникает, когда на подложку наносится тонкая металлическая пленка, он очень удобен в процессе производства устройств, отмечают исследователи. Они считают, что новая технология поможет решить проблему неэффективного рассеяния тепла, выделяемого в горячих точках устройств, и повысить надежность и долговечность полупроводниковой микроэлектроники.

Другие интересные новости:

▪ Футбольный вирус

▪ Гибридный планшет Teclast X2 Pro

▪ Инновационный кремниевый суперконденсатор

▪ Процессор на базе двумерного полупроводника

▪ Новая формула соли

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Крупорушка-мельница. Чертеж, описание

▪ статья Что такое клетки? Подробный ответ

▪ статья Работа на сверлильном станке типа CITOBORMA. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Генераторы импульсов (мультивибраторы, автогенераторы). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ступенчатое зарядное-разрядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025