Техника часто подвергается перегрузкам и механическим повреждениям. Стоит всего раз уронить или что-нибудь пролить на инструмент, как на обмотке ротора появляется ржавчина, а сам якорь смещается. Последствия плачевны: электродвигатель перегревается, искрит и вибрирует. Работа с таким инструментом опасна.
Если у вас есть навыки ремонта техники и минимальный набор инструментов, то устранить неисправность поможет перемотка якоря в домашних условиях. Дело в том, что именно обмотка принимает на себя первые «удары» неправильной эксплуатации. Жилы проводника разрываются и обгорают. Их замена продлит жизнь техники и увеличит производительность двигателя.
Факторы износа изоляции
К причинам износа изолирующей оболочки относятся условия в которых находится статор электродвигателя. Интенсивное тепловое воздействие и сильные вибрации вызывают изменения в структуре изоляции и она постепенно истончается при этом увеличивается ее электропроводность. Пыль и другие загрязнения, попадающие на проводники как снаружи, так и от деталей двигателя также снижает сопротивление и способствует возникновению пробоев. Кроме этого, частое попадание влаги на изоляцию изменяет ее свойства и увеличивает вероятность возникновения короткого замыкания. После длительного воздействия этих факторов электроизоляция становится крайне чувствительной к механическим воздействиям. Такие процессы наиболее интенсивно происходят в электродвигателях, работающих в сложных погодных условиях и частыми изменениями нагрузок. Изменения требующие перемотки электродвигателя обычно проявляются во время работы — возникает повышенная вибрация, неустойчивая работа, затруднения при пуске. Для более точной диагностики измеряют сопротивление изоляции и корпуса электродвигателя.
Особенности функционирования коллекторного двигателя
Универсальные модели способны подпитываться как от переменного, так и от постоянного тока. Преимущество существенно распространило данные агрегаты в бытовом применении. Их устанавливают в различных электроинструментах, включая болгарки, шуроповерты, швейные и стиральные машинки.
Обмотки обоих компонентов, а именно статора и ротора выполняются в последовательном соединении. К последнему элементу, осуществляющему вращение, ток подводится через специальные щетки. Они соприкасаются с коллекторными пластинами, соединенными с концами катушек ротора.
Реверсивное воздействие происходит изменением полярности включения в электроснабжение статора и ротора, а скорость – варьированием объем возникшего в обмотках тока.
Недостатки:
- большое количество шума – подтверждением выступают стиральные машинки. В современных стиралках устанавливаются специальные детали, уменьшающие объема шума;
- значительная цена;
- трудное управление.
Машины, использующиеся в быту, отличительны механической коммутацией с катушками возбуждения (КБ). Последние бывают независимыми, параллельными, последовательными. Нередко задействуют детали смешанного типа. КД, оснащенные постоянными магнитами, лишены недостатка, связанного с высокой стоимостью и управлением. Их легко контролировать, а для изменения направления вращения достаточно поменять полярность.
Разборка, осмотр и подготовка статора
Перемотку можно выполнить своими руками или отправить электродвигатель на ремонт. Так как последний вариант часто требует больших денежных затрат и не всегда реализуем в небольших городах, то лучше всего перематывать обмотку самому. В условиях домашней мастерской это вполне осуществимо. Сейчас широкое распространение получили трехфазные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым или фазным ротором. Поэтому ниже будет рассмотрен процесс перематывания электродвигателей именно такого типа. Перематывание, как и замена большинства других деталей двигателя начинается с его разборки.
Выполнив все приготовления по технике безопасности (отключить питание, отсоединить привод и другое), электродвигатель тщательно очищают и отмывают для того, чтобы минимизировать попадание грязи внутрь.
Затем откручивают несколько болтов вентилятора и его кожуха, а после, фиксирующие подшипниковые щиты. Они расположены на торцевых частях двигателя.
Разобрав двигатель, приступают к извлечению старой обмотки. Для этого выступающие ее части (лобовые) сдалбливают зубилом со стороны выводов обмоток.
Лобовую часть срубают по всей окружности статора.
После этого выбивают из пазов клинья, которые фиксируют обмотку в пазах, а потом извлекают ее.
В электродвигателях небольшого размера клиньев, как правило, нет и оставшуюся обмотку можно сразу вытащить плоскогубцами.
Освободив статор от поврежденной обмотки его нужно тщательно осмотреть, почистить и если есть возможность продуть воздухом. Так, часто после замыканий на корпус в этом месте остаются наплавления меди, заусенцы и другие дефекты металла.
Большинство из них можно убрать наждачной бумагой с мелкой зернистостью.
Как прозвонить
Для качественной диагностики статора болгарки, следует выполнить полную разборку электроинструмента с целью устранения всех других конструктивных элементов, включая ротор, чтобы обеспечить свободный доступ ко всем его частям. На первоначальном этапе необходимо выполнить визуальный осмотр. Для более полной картины обязательно следует выполнить проверку наличия дефектов с помощью электрических приборов. Какими приборами и как прозвонить статор болгарки, подробно описано по ссылке «Как прозвонить статор болгарки».
Подготовка статора
Теперь в пазы статора нужно уложить изоляционный материал, предварительно подготовив его.
Для этого снимают мерку с паза — измеряют его длину и вырезают пробный участок материала, который помещается в паз.
Изоляция не должна выступать вовнутрь за пределы паза, а с творцов выступала длину более 5 мм, размер выступающей части зависит от материала и двигателя.
Фрагмент диэлектрика нужного размера называют изоляционной гильзой, а проведение ее в пазы — гильзовкой. Определившись с размером, вырезают нужное количество гильз.
Сразу же лучше вырезать и «стрелки» — изоляционный материал, покрывающий обмотку изнутри, с открытой части паза.
Они имеют такую же длину, как и у изоляционных гильз, а ширину в два раза меньше.
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.
Подготовка проводника
На следующем этапе формируют новую обмотку в соответствии с размерами созданного шаблона. Однако перед этим нужно узнать характеристики обмотки — диаметр провода и сколько в ней витков. Такую информацию можно найти в интернете или в инструкции к двигателю. В противном случае это нужно выяснить в процессе перемотки — после вырубания лобовой части обмотки. Количество витков считают по обрубленным проводам в одном пазу, а их диаметр измеряют микрометром.
Также надо иметь в виду, что новую обмотку следует формировать по характеристикам старой. При использовании провода из другого материала или сечения нужно пересчитать величину сопротивления. Для этого лучше использовать таблицы с соответствующими коэффициентами пересчета. Определившись с проводом, приступают к формированию обмотки. Сначала создают шаблон желательно из плотной проволоки, помня о том, что лобовые части обмотки не должны сильно выпирать, так как они могут касаться корпуса. Для намотки катушек используют специальные станки в конструкцию которых входят два шипа фиксируемые между собой распорками.
Их разводят на расстояние соответствующие шаблону и фиксируют. Затем, наматывают провод, вращая эти шипы. Провод нужно распределять равномерно, стараясь не перехлестывать, так как это усложнит дальнейшее всыпание обмотки в паз. Намотав требуемое количество витков, надо убрать распорку и снять готовую обмотку.
Необходимые инструменты
Слесарный цельнокованый молоток 500 гр. Inforce. Фото ВсеИнструменты.ру
Типовой набор инструмента для ремонта.
- Различные молотки: металлические, деревянные, нескольких типоразмеров.
- Для манипуляций с катушками применяются плоскогубцы, круглогубцы, пассатижи.
- Зачистка поверхностей статора от загрязнений и изоляции выполняется с помощью металлической щетки.
- Требуемую чистоту поверхности статора можно получить, используя электродрель с соответствующими насадками.
- Кроме микрометра для менее ответственных измерений применяются штангенциркуль и линейка.
- Контролировать электрические параметры катушек после перемотки можно мультиметром.
- Кембрики, изоляционный картон, киперная лента специальный лак для пропитки — вспомогательные материалы для технологии ремонта.
Укладка проводника и изоляция
Затем сформированные обмотки помещают в паз, используя для удобства специальный инструмент — трамбовка, которым утрамбовывают всыпанные в паз проводники.
Он представляет собой железную ручку, к которой приварена прямоугольная пластинка. Всыпание выполняют путем разделения пальцами обмотки на небольшие пучки и проведением их через открытую часть паза.
После того как одна сторона катушки всыпана в паз ее трамбуют вышеописанным инструментом и приступают к высыпанию другой части в соответствии с шагом обмотки.
После уложения обмотки закрывают обращенную к открытой части паза поверхность — вставляют стрелки, вырезанные ранее из изоляции. Таким образом, укладывают остальные секции обмотки.
После этого надо заизолировать друг от друга катушки разных фаз в лобовых частях. Для этой цели применяют электрокартон, из которого вырезают фигуры в виде круга и вставляют между фазными катушками.
Затем лобовую часть обвязывают таким образом, чтобы обмотки плотно прилегали друг к другу.
Для этого используют капроновый, специальный обвязочный шнур или тафтяную ленту. Перед обвязкой лобовой части ей придают форму, отбивая резиновым молотком. Все процедуры выполняют с обеих творцов — со стороны схемы и с противоположной.
Основная часть перемотки практически закончена. Для изоляции выводов катушек применяют трубки из диэлектрического материала. Лучше использовать трубки марки ТКР, так как они обладают большей термостойкостью и в дальнейшем не оплавятся при эксплуатации.
Перед сборкой нужной схемы делают прозвонку между фазами, используя мегомметр, то есть измеряют сопротивление между катушками относящихся к разным фазам. Также прозвонку делают между фазами и корпусом. Если мегомметр в обоих случаях показывает бесконечно большое сопротивление, то все в порядке и можно спаивать или сваривать концы фазных обмоток в по нужной схеме. На спаянные концы проводов надевают изоляционные трубки, но с большим диаметром. Не надо забывать утрамбовывать стрелки, так как они часто выступают из пазов.
Конденсаторные схемы запуска
Сразу оговорюсь, что в электротехнике существует довольно большое количество их разработок. Рассматриваю только наиболее популярные. Для них необходимо подобрать конденсаторы по емкости и рабочему напряжению.
Поскольку амплитуда синусоиды постоянно изменяет свой знак, то безопасно эксплуатировать можно только конденсаторы, изоляция которых рассчитана на 500 вольт или больше.
Схема запуска для звезды
Потенциалы фазы и нуля прикладывают к началам двух обмоток, а третью подключают через конденсаторы. Разделяют их на две цепочки: рабочую, смонтированную постоянно и пусковую, задействуемую через выключатель.
Иногда цепь запуска используется для преодоления мощных нагрузок. Но длительно работать так нельзя: обмотка двигателя перегревается, изоляция может сгореть.
Схема запуска для треугольника
Принцип подачи напряжения через цепочки конденсаторов и выключатель остался прежним. Особенность только в том, что потенциалы подводятся на сборки начал и концов обмоток.
Схема запуска через самодельный преобразователь
Привожу вариант разработки подачи сдвинутых по фазе токов на обмотки треугольника.
· активное сопротивление резистора на одной фазе создает ток, совпадающий с подводимым напряжением;
· конденсатор обеспечивает опережение тока на 90 градусов;
Комплексный подход обеспечивает довольно хорошую работу двигателя с высокой устойчивостью к нагрузкам.
Однако здесь в целом низкий КПД и большие потери электричества: сам преобразователь потребляет столько же энергии, как и трехфазный двигатель. Ее двойной расход вряд ли окупится. Анализ работы этой схемы изложен в статье, приведенной по первой ссылке.
Пропитка и сушка
Далее, можно приступить к пропитке статора электродвигателя. Перед пропиткой двигатель лучше собрать и снова выполнить прозвонку между катушками и корпусом, а также измерить величину тока во время холостой работы при помощи измерительных клещей.
Для пропитки используют лак МЛ-92, вместо него при пропитке в домашних условиях можно применить марку НЦ, который сохнет быстрее и не имеет в составе добавок на водной основе.
Статор погружается в емкость с лаком, а затем подвешивается для удаления излишек. Пропитанный статор сушится в печи в течение 2 часов при температуре 120 °C. Если использовался лак типа НЦ, то сушка в печи длится 20—30 минут. Также статор можно сушить на открытом воздухе 3—4 часа.
- Заключительным этапом является сборка двигателя, после которой опять выполняют прозвонку обмотки.
Это нужно сделать потому, что в процессе сушки изоляция катушек может деформироваться и касаться корпуса электродвигателя. Таким образом, перемотка электродвигателя своими руками в домашних условиях вполне осуществима при наличии некоторых навыков, материалов и инструментов.
Причины поломок
408-105 Статор для УШМ Hitachi G18SE3 и HAMMER. Фото 220Вольт
Наиболее частой причиной выхода из строя статора болгарки является нарушение условий эксплуатации. Асинхронные двигатели обладают способностью сохранять обороты вне зависимости от величины действующей нагрузки. Это является одновременно и достоинством, и недостатком.
Возможность выполнить работу при больших нагрузках сопровождается перегревом инструмента, что способствует при длительной эксплуатации к возникновению неисправностей в обмотках ротора и статора. Под действием высокой температуры выгорает защитный слой изоляционного покрытия, что приводит к выходу электрических узлов из строя.
