Валентин Волков - Замки - не лают, не кусают, но в дом не пускают. Канализационная сеть на приусадебном участке...(Сделай сам №3∙1996)

Ознакомившись с приемами балансировки, можно приступать к перемотке якоря. В нашей практике придется иметь дело с двигателем конкретной конструкции. Тем не менее неплохо иметь общее представление о разнообразии этой группы электрических машин. В быту коллекторные двигатели переменного тока применяются в электробритвах, пылесосах, кофемолках, электродрелях, в любительских кинопроекторах и т. д. Коллекторные двигатели постоянного тока — в электрифицированных игрушках, переносных магнитофонах. Целый ряд таких двигателей — от электростартера до омывателя лобовых стекол — в грузовых и легковых автомобилях. В настоящее время трудно найти квартиру или жилой дом, где бы ни применялись электродвигатели, в том числе коллекторные. Кроме этого, многие мастера-самодельщики применяют всевозможные двигатели мощностью от долей ватта до нескольких киловатт в своих конструкциях.

Коллекторные двигатели различаются по способу возбуждения (рис. 2).

Рис. 2

Здесь А и Б — двигатели с независимым возбуждением, причем А — с возбуждением от постоянных магнитов, Б — с возбуждением от источника U B, гальванически не связанного с источником рабочего напряжения U p. В, Г и Д — двигатели с зависимым возбуждением. В — последовательное соединение якоря и обмоток возбуждения, Г — параллельное, Д — смешанное, где одна обмотка соединена последовательно, вторая — параллельно якорю. Кроме этого, якори могут иметь разное число коллекторных пластин, полюсов и обмоток. Число коллекторных пластин бывает четным и нечетным. Конструкции и схемы обмоток тоже разнообразны. От всего этого зависят пусковые, тяговые и скоростные характеристики двигателей. Эти вопросы рассматривает специальный раздел электротехники — «Электропривод», наука достаточно сложная и интересная.

Для примера можно сказать, что микродвигатели большинства игрушек — с независимым возбуждением от постоянных магнитов, двигатели кофемолок — с последовательным возбуждением, пылесосов — с параллельным.

Следует заметить, что все коллекторные двигатели переменного тока прекрасно работают от постоянного, но двигатели с возбуждением от магнитов могут работать только от постоянного тока. Все двигатели можно реверсировать, т е. изменять направление вращения переключением обмоток.

Прежде чем разбирать двигатель, надо проверить легкость вращения якоря, отсутствие люфтов вала, прилегание щеток к коллектору. При длительной эксплуатации смазка подшипников загустевает, иногда до такой степени, что якорь не провернуть рукой за вал. Другая крайность — вал свободно болтается в подшипниках. Никаких заметных качаний вала, особенно в радиальном направлении, быть не должно. Если это наблюдается, то вполне возможно, что якорь при вращении задевает за статор, двигатель плохо работает и сильно нагревается. Из-за большого износа подшипников полюса якоря и статора могут деформироваться и нарушить целостность обмоток — замыкание их на корпус, обрыв, межвитковое замыкание. Недостаточный прижим щеток к коллектору или даже отсутствие контакта их с коллектором в случае большого износа — тоже одна из частых причин плохой работы или отказа двигателя.

После разборки двигателя особое внимание — якорю. Вынутый якорь осматриваем на наличие видимых снаружи неисправностей — «засален» коллектор, деформированы полюса или часть пластин полюсов, большая выработка коллекторных пластин, замыкание промежутков между пластинами токопроводящей грязью с частицами меди и графита, нарушены пайки выводов обмоток, обрывы, обугливание всей обмотки или ее части и др. Якорь коллекторного двигателя работает в довольно тяжелых температурных условиях, т. е. сильно нагревается. Поэтому не исключено, что пайки выводов нарушаются, особенно если они выполнены легкоплавким припоем типа ПОС-40, ПОС-61 и т. п.

Обобщенная электрическая схема якоря приведена на рис. 3.

Рис. 3. Обобщенная электрическая схема якори:

1— секции обмотки якоря; 2— коллекторные пластины

По схеме видно, что с каждой коллекторной пластиной соединяются два вывода обмоток — начало одной и

конец другой. Вся конструкция представляет собой замкнутую кольцевую схему. Поэтому омметром или тестером обнаружить обрыв практически трудно, но можно. Невозможно также обнаружить короткозамкнутые витки. Можно установить только факт пробоя на корпус без определения, в какой именно части обмотки произошло замыкание. Можно обнаружить, по увеличенному сопротивлению, нарушение пайки поочередной прозвонкой между коллекторными пластинами. Нормальное сопротивление, в зависимости от диаметра обмоточного провода, от десятых долей ома до нескольких десятков ом. Если омметр покажет отличное от остальных значение в несколько килоом, значит, какая-то из двух проверяемых паек нарушена. Покачиванием проводников, наблюдая одновременно за показаниями омметра, можно обнаружить место нарушения.

Для удобства все возможные неисправности сведем в таблицу. Следует иметь в виду, что чаще всего неисправность не бывает одна. Обычно их сразу несколько, например: износ коллектора, его загрязнение, плохое прилегание щеток из-за их износа, нарушения паек выводов, загустевшая смазка подшипников. Этот «букет» неисправностей приводит к неработоспособности двигателя.

Рассматривать будем двигатели по схемам А, В и Г , т. к. схемы Б и Д в бытовых приборах практически не применяются.

Якори и щетки двигателей типа В и Г (собственно Б и Д тоже) могут страдать точно такими же «болезнями», что и типа А . Якори двигателей с последовательным возбуждением (тип В ) можно проверять и прозванивать, не отключая обмотки возбуждения (ОВ). В двигателях с параллельным возбуждением ОВ перед прозвонкой якоря надо отсоединить от щеток. В электродвигателях с ОВ к неисправностям якоря могут добавиться неисправности статорных обмоток (ОВ). Их надо прозванивать и проверять отдельно. Обрыв в ОВ приводит к полной неработоспособности, межвитковое замыкание — к плохой работе и быстрому перегреву (вплоть до загорания), пробой на корпус будет вызывать те же явления, что и пробой якоря.

Придя к выводу, что якорь нуждается в перемотке, надо прежде всего замерить микрометром диаметр провода старой обмотки и запастись необходимым количеством такого же. Найдя конец обмотки, намотанной последней, отпаиваем его от коллектора и, удалив предварительно заглушки из пазов якоря, начинаем разматывать обмотки. При этом надо заметить относительное расположение пластины коллектора и паза якоря, в который пошел провод. Все это лучше зарисовать и записать, чтобы, наматывая новую обмотку, не ошибиться. Освобожденный от провода якорь очищают от засохшего лака, остатков изоляции и грязи. Изоляционные прокладки надо поставить новые, т. к. старые обычно становятся очень хрупкими и буквально рассыпаются в руках. Наматывать надо с достаточным натяжением, помня, что при вращении якоря возникают большие центробежные силы, слабо намотанная обмотка может вырваться из пазов. Намотав всю обмотку и припаяв все концы проводов к коллекторным пластинам, туго обматываем прочными нитками выводы между коллектором и обмоткой (накладываем бандаж), вставляем в пазы изоляционные предохранительные заглушки (если они предусмотрены) и пропитываем всю обмотку шеллачным лаком с последующей горячей просушкой. Пропитывать надо так, чтобы коллектор оставался чистым.