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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Дельфины улавливают звуковые волны зубами 26.12.2024 Новые исследования, проведенные учеными из Университета Цуруми в Японии, раскрыли интересный механизм, с помощью которого дельфины могут улавливать звуковые волны под водой. Оказавшись в поисках ответов на вопросы о способах эхолокации этих морских млекопитающих, ученые обнаружили, что дельфины могут использовать свои зубы как своеобразные антенны для восприятия звуковых сигналов. Исследования были проведены на нижних челюстях нескольких видов зубатых китов, включая афалину, полосатого дельфина, тихоокеанского белобокого дельфина и малую косатку. Для контроля они также изучили челюсть домашней свиньи, чтобы провести сравнение с наземными млекопитающими. В ходе эксперимента ученые заметили, что у зубатых китов зубы в челюсти расположены гораздо свободнее, чем у наземных животных, а альвеолярные лунки, в которых находятся зубы, имеют более пористую и губчатую структуру. Самым важным открытием стало обнаружение длинных и толстых пучков нервных волокон, которые соединяются с зубами через эти пористые структуры. Руководитель исследования Ро Кодера объяснил, что нервные пучки дельфинов обладают особым строением: они оснащены сенсорными рецепторами на концах и окружены толстым слоем жировой ткани. Такая структура значительно ускоряет передачу электрохимических сигналов, что позволяет воспринимать звуковые волны более эффективно. Кроме того, ученые обнаружили, что кохлеарный нерв - ключевая часть внутреннего уха, отвечающая за обработку слуховых стимулов - соединяется с жировой тканью в нижней челюсти дельфина. Это открытие подтверждает, что зубы действительно могут выполнять роль своеобразных приемников звуковых волн в воде, передавая сигналы через нервные волокна в мозг. Тем не менее, для окончательного подтверждения этой теории и понимания полной роли зубов в процессе эхолокации дельфинов необходимо провести дополнительные эксперименты. В частности, ученые планируют провести физиологические и биомеханические исследования, чтобы более точно выяснить, как именно зубы взаимодействуют с другими элементами слуховой системы дельфинов. Открытие о том, что дельфины используют свои зубы для улавливания звуковых волн, значительно расширяет наши представления о механизмах их эхолокации. Это исследование подчеркивает, насколько уникальной и сложной может быть система восприятия у морских млекопитающих, и открывает новые пути для дальнейших исследований в области биологии и акустики.

Другие интересные новости:

▪ Фотокамеры Panasonic 10x

▪ Неандертальцы были обречены

▪ Превращение воды в металл

▪ Прививка от кошек

▪ Космический ветер растянулся на 228 тысяч световых лет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Гора родила мышь. Крылатое выражение

▪ статья Откуда появились звезды? Подробный ответ

▪ статья Начальник АХО. Должностная инструкция

▪ статья Три устройства на ОУ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Антенна ДМВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026