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.
Якорь готов к балансировке.
№№ ∙ Признаки неисправности ∙ Возможная неисправность ∙ Методы проверки ∙ Устранение неисправности
1. При подключении к источнику постоянного тока двигатель не работает
∙ Обрыв выводов щеток
∙ Прозвонить омметром, поворачивая вал якоря рукой. При любом положении якоря омметр показывает обрыв
∙ Восстановить оборванный вывод
2. -.-
∙ Нарушение электрического контакта в месте запрессовки вывода в щетке (если в двигателе применен такой тип щеток)
∙ Омметр может показан большое сопротивление. Снять щетки, осмотреть место запрессовки, покачивая вывод пинцетом
∙ Заменить неисправные щетки
3. -.-
∙ Износ щеток
∙ Подключив оммометр к выводам (клеммам) двигателя, поворачивать вал рукой. В некоторых положениях якоря стрелка омметра может «дернуться»
∙ Заменить щетки
4. -.-
∙ Обгорание участка коллектора
∙ Прозвонить двигатель, поворачивая вал. В одном положении якоря омметр показывает большое сопротивление или даже обрыв электрической цепи. Подключив питание и крутнув вал рукой, можно запустить двигатель
∙ Разработать двигатель, проточить на токарном станке в центрах коллектор, заполировать и протереть его тряпочкой, смоченной чистым бензином или растворителем
5. -.-
Двигатели с многополюсными якорями могут работать, но неравномерно, с пониженной мощностью
∙ Обрыв одного или нескольких выводов обмоток
∙ Прозвонить, поворачивая вал. При совмещении щетки с пластиной, где обрыв, омметр покажет увеличенное сопротивление, если оборван один провод, и отсутствие контакта при обрыве обоих проводов
∙ Восстановить разорванные цепи
6. -.-
—.-
∙ Внутренний обрыв одной из секций обмотки
∙ Омметром место обрыва не определить
∙ Отпаивая поочередно выводы от коллектора, прозваниваем каждую секцию, пока не найдется оборванная Якорь лучше перемотать весь. Сбалансировать
7. Двигатель не работает
∙ Сгоревшая обмотка
∙ Внешний осмотр показывает, что вся обмотка обуглена
∙ Перемотка якоря. Балансировка
8. -.-
∙ Заклинивание подшипников из-за грязной загустевшей смазки
∙ Омметр показывает одинаковое сопротивление во всех положениях якоря, если его удается повернуть. При переходах щеток через промежутки между пластинами стрелка омметра колеблется. Под напряжением якорь делает попытки вращения, но останавливается
∙ Двигатель разобрать, промыть подшипники, заложить свежую смазку. Если у двигателя подшипник скольжения — очистить шейки вала от затвердевших отложений. Коллектор тоже промыть
9. Двигатель работает, но обороты занижены, крутящий момент меньше, щетки сильно искрят, двигатель быстро перегревается
∙ Межвитковое замыкание внутри какой-либо секции
∙ Место замыкания определить затруднительно
∙ Перемотка якоря. Балансировка
10. Неравномерное вращение якоря, момент на валу резко снижен
∙ «Засален» коллектор
∙ Прозвонка показывает повышенное и неравномерное сопротивление при разных положениях якоря
∙ Протереть коллектор бензином или растворителем. При наличии подгорелостей — шлифовать мелкой шкуркой, заполировать
11. Двигатель работает плохо, повышенный потребляемый ток
∙ Промежутки между коллекторными пластинами забиты токопроводящей грязью с частицами меди и графита
∙ Осмотреть коллектор при помощи лупы
∙ Очистить коллектор
12. Сильное искрение щеток, запах озона. Мощность понижена
∙ Плохой прижим щеток из-за ослабших пружин. Стальная проволока при сильном нагреве «отпустилась»
∙ Поднять щетку и отпустить. Она должна возвратиться на место с резким щелчком. Прозвонить омметром
∙ Заменить пружины
13. Мала мощность двигателя
∙ Постоянные магниты возбуждения потеряли магнитные свойства из-за сильного нагрева или резкого удара. Неисправность редкая, но бывает
∙ При повороте якоря рукой должно ощущаться не плавное вращение, а рывки при переходах полюсов якоря мимо магнитов статора. Попробовать на притяжение магнитами стального предмета
∙ Восстановить магнитные свойства. Один из способов: на магниты намотать несколько десятков витков (чем больше, тем лучше) обмоточного провода диаметром 0,8–1 мм в одном направлении (рис. 4). Один конец соединяем с сетью 220 В, вторым через предохранитель — 1–3 А или через тонкую (0,1 мм) проволочку касаемся второй клеммы 220 В. Предохранитель сгорает, катушка создает мощный магнитный импульс. Максимальный импульс получается при совпадении амплитуды с моментом сгорания предохранителя. При необходимости операцию повторить. Эту операцию проводить в защитных очка