Почему искрят щетки электродвигателя
Перейти к содержимому

Почему искрят щетки электродвигателя

  • автор:

Почему искрят щетки электродвигателя.

В процессе работы приборы с коллекторным электродвигателем могут искрить. Сильное искрение часто свидетельствует о скорой поломке инструмента. Необходимо своевременно разобраться в причинах появления повышенного искрообразования и принять меры к его устранению. В статье рассмотрены наиболее вероятные причины появления этого негативного явления.

щеточно-коллекторный электродвигатель

Основой устройств с электрическими двигателями переменного тока является щёточно-коллекторный модуль, который обеспечивает электроконтакт ротора со статической частью электроприбора. Данный модуль состоит из двух частей: коллектора, находящегося на роторе и щёток — скользящих контактов, расположенных за пределами роторной части и прижатых к коллектору. Искрение на коллекторном электродвигателе появляется в результате механического взаимодействия подвижной и неподвижной частей. Контакт между коллектором и щетками периодически прерывается, что приводит к переходному процессу в электроцепи и влечет за собой появление искры. Щетки коллектора электродвигателя являются самой недолговечной частью конструкции. Поэтому, со временем могут наблюдаться различные проблемы, связанные с их работой.

перфоратор в разрезе

Даже на исправном электродвигателе обычно присутствует слабое искрение щеток. Если электроприбор нормально включается, развивает обороты на полную мощность и при этом искрообразование малозаметно, то поводов для беспокойства нет.

Причины искрения щеток электродвигателя

Разберем наиболее часто встречающиеся неисправности щёточно-коллекторного узла.

1) Износ щеток.
При сильном износе этих элементов, электродвигатель не развивает обороты на полную мощность, а также может не включаться (постоянно или периодически). В этом случае, при включенном электроприборе отверткой с изолированной рукояткой можно прижать щетку к якорю. Если наблюдается увеличение оборотов двигателя, то проблема выявлена правильно. Скорее всего замена изношенных частей на новые исправит ситуацию. Иногда также требуется замена пружин щеткодержателей.

2) Межвитковое замыкание обмотки якоря.
Неисправностью приборов с электрическими двигателями может быть поломка якоря. В таком случае будет наблюдаться искрение в области обеих щёток, кроме того обмотка якоря будет сильно нагреваться из-за того, что на одни контакты поступает ток большей величины чем на другие. При ремонте этой неисправности перематывают обмотку якоря или полностью заменяют деталь.

3) Выход из строя статора.
При поломке статора обычно искрит только одна из щеток. Для его проверки необходимо замерить сопротивление обмоток. Одинаковое сопротивление обоих обмоток (как правило 4 Ом) свидетельствует об исправном статоре. Разное сопротивление на обмотках говорит о том, что статор неисправен и его обмотку необходимо перемотать.

4) Замыкание контактов коллектора.
В результате износа контактов образовывается графитовая пыль, которая скапливается между ними, замыкая их. В этом случае при работе электроприбора наблюдаются крупные искры. Для устранения поломки необходимо отчистить промежутки между контактами от графитовой пыли. Также необходимо проверить щетки коллектора, так как при их правильном расположении и правильно подобранной форме пыль появляется в минимальном количестве.

5) Загрязнение контактов коллектора.
При загрязнении контактов нагаром будут искрить обе щетки, электродвигатель не сможет развить обороты на полную мощность. Нагар на коллекторе появляется при его перегреве. Плохой электроконтакт приведёт к увеличению сопротивления в элемента, что в свою очередь приведет к еще большему искрообразованию и нагару. В этом случае необходимо произвести чистку контактов коллектора от нагара. Делается это наждачной бумагой минимальной зернистости. Важно при чистке не испортить форму контактов. Поэтому для чистки должны применяться специальные колодки. В домашних условиях для чистки можно использовать шуруповерт. В патрон зажимается якорь, вращая на минимальных оборотах аккуратно прислоняем наждачную бумагу к коллектору. Направление вращения якоря при чистке должно совпадать с направлением его вращения в электроприборе.

Электодвигатель, искрит одна щетка.

Величина искрения в коллекторных двигателях не нормируется и не измеряется. Не допускается появление «кругового огня» по коллектору, а локальное искрение — с этим можно жить.

Движок на выброс. Он будет работать, но возникновение кругового огня неминуемо через несколько минут работы. Потом запахнет озоном. потом бабахнет, если нет предохранителя.
По фото видно выгорание разделительных дорожек из эпоксидного компаунда между пластинами коллектора. Из-за этого работе не поможет ни пришлифовка щеток. ни шлифовка самого коллектора.
Первично возникло скорее всего из-за межвиткового замыкания одной из обмоток ротора. Достаточно замкнуть одному витку (что практически не определить сравнительным измерением сопротивлений обмоток) и собственная индуктивность обмотки и пульсирующий ток при вращении коллектора приводят к его постепенному разогреву и выжиганию.
И потом он начинает действовать как пила на щетки — выгоревшие промежуточные канавки забиваются махом углем со щеток. начинают проводить ток на соседние ламели коллектора, возникает круговой огонь. плохой старт и т.д.
Попадание воды (особенно если раствора-электролита и т.д.) на коллектор тоже могло привести к такому же результату
Кстати, у старых коллекторных двигателей такое явление — редкость. У современных же часто.
Недавно товарищ снял со свежей крутой БМВ двигатель выдвижения фаркопа (там при нажатии кнопки редуктор выдвигает фаркоп из-под заднего бампера)
Зимой при постановке с улицы в гараж, видимо достаточно было скопиться небольшому конденсату на холодных частях и мотор привода сгорел. причем оплавился весь щеточный узел и залип на коллекторе намертво в виде куска говна — впервые видел расплавившиеся щетки и корпус щеткодержателя из углепластика .

Почему искрят щетки электродвигателя

Коллекторные электродвигатели отличаются от двигателей других типов наличием коллекторно-щеточного узла. Узел обеспечивает электрическое соединение цепи ротора с цепями, расположенными в неподвижной части мотора, и включает в себя коллектор (набор контактов, расположенных непосредственно на роторе) и щётки (скользящие контакты, расположенные вне ротора и прижатые к коллектору).

Во время работы коллекторного двигателя в электроинструменте, иногда можно наблюдать искрение щеток. В некоторых случаях этот симптом приводит к скорой поломке электроинструмента, а в некоторых — не сулит ничего плохого. Так или иначе, полезно в каждом случае понимать, в чем причина искрения, чтобы при необходимости принять правильные меры своевременно. В данной статье мы рассмотрим причины искрения щеток, а также меры борьбы с проблемами, вызывающими это явление.

Первопричина

Устройство электродвигателя

Очевидно, что прерывистый механический контакт щеток с коллектором не может не приводить к искрению, ведь по сути много раз в секунду разрывается и замыкается вновь электрическая цепь ротора.

Ротор содержит на себе обмотку, которая является нагрузкой преимущественно индуктивного характера. Разрыв такой цепи неизбежно сопровождается переходным процессом, который связан с появлением маленьких дуг от самоиндукции обмотки ротора или обмоток ротора и статора. Разумеется, щетки со временем изнашиваются, как и пластины коллектора, но порой проблемы возникают еще до момента износа.

Справедливости ради отметим, что по названной выше причине, даже исправный коллекторный двигатель не может работать вообще без искр, небольшое искрение всегда на коллекторе есть. Полностью исправный прибор нормально выходит на полную мощность, развивает рабочие обороты и чуть-чуть все равно искрит. Другое дело, если искрение сильное — здесь возникает обоснованное беспокойство.

Искрение щеток как признак их износа

Щетки электродвигателя

Если щетки уже сильно изношены, просто в силу возраста двигателя, то двигатель не сможет развить полные обороты и выйти на полную мощность. При этом искрение будет очень сильным, а заводиться двигатель будет не с первого раза.

Как проверить, что это именно так? Если изношенные щетки прижать отверткой к коллектору — контакт станет плотным, и двигатель заработает. Но стоит прижим ослабить, как вновь появятся искры — расстояние между пластинами и щетками станет заполнено маленькими дугами. Щетки явно изношены — их следует заменить новыми. Иногда замена возможна только всего вместе — с щеткодержателями и с пружинами.

Возможно в обмотке ротора возникло замыкание

Обмотка якоря (ротора) коллекторного двигателя традиционно содержит в себе несколько секций. Если хотя бы одна повреждена, если имеет место межвитковое замыкание, то в одну секцию будет подаваться больший ток, чем в другие. Это приведет к перегреву обмотки в одном месте, и к неравномерному искрению на коллекторе — на отдельных переходах на пластинах искры будут сильнее, чем на других. Здесь требуется перемотка якоря или целиком новый якорь.

Исправна ли обмотка статора

Статор и ротор электродвигателя

Похожая неисправность возможна внутри статора, когда часть обмотки перегревается, и возле одной из щеток наблюдается сильное искрение. Проверьте сопротивления обеих половин обмотки статора, они должны быть одинаковыми. Если одна из частей обмотки статора имеет сопротивление сильно меньшее чем у другой, то требуется перемотка либо замена статора.

Загрязненный коллектор — причина ненужного замыкания на нем, в результате появляются лишние искры

Загрязненный коллектор

Пыль на коллекторе образуется в результате постепенного износа щеток — это графитовая пыль. Она накапливается между пластинами (ламелями) коллектора, и создает «несанкционированные» замыкания. Из-за замыканий появляются искры. Просто почистите коллектор наждачной бумагой, уберите грязь между ламелями.

Обязательно проверьте, как расположены щетки, не смещена ли одна из них относительно нормального положения, поправьте щетки в случае необходимости. Когда щетки расположены криво, графитовая пыль образуется в непомерно большом количестве, нежели при правильном расположении щеток.

Еще одна причина загрязнения — нагар на коллекторе из-за его перегрева. Когда все другие причины искрения устранены, необходимо почистить контакты от нагара чтобы улучшить контакт щеток с ними.

Если контакт хороший, сопротивление не увеличивается сверх номинала, и лишних искр не возникает. Счистить нагар можно как графитовую пыль — наждачной бумагой, только вращая ротор при зажатом в специальных колодках коллекторе.

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Ремонт бытовой техники, Электродвигатели и их применение

Искрение щеток электродвигателя пылесоса — почему происходит

Искрение щеток электродвигателя пылесоса — почему происходит

Небольшое количество искр между коллектором и щетками электродвигателя считается нормальной работой прибора. Но иногда искрение становится интенсивным. И это уже не норма. Причин, почему искрят щетки электродвигателя пылесоса, немало. И все они ведут к одному – снижению эксплуатационного ресурса бытовой техники.

Сильно искрят щетки электродвигателя пылесоса

Сильное искрение может привести к разным неисправностям:

  • снижается мощность пылесоса;
  • перегревается электродвигатель;
  • всасывание то снижается, то увеличивается.

Нормально ли это, принцип работы двигателя

Если прямоугольную рамку, по которой протекает электрический ток и которая в конструкции имеет ось вращения, поместить между полюсами электромагнита, то она начнет вращаться. Это физический закон. При этом направление вращения зависит от направления движения тока.

Последний подается на устройство через контакты в виде полуколец, которые прикреплены к рамке. Но перед ними установлены щетки, являющиеся проводниками электричества. Они же называются подпружиненными скользящими контактами.

В электродвигателях рамок не одна, а множество. Соответственно и большое количество полуколец. Это обеспечивает непрерывное вращение якоря, который и состоит из рамок.

Полукольца изготовлены из меди и собираются в коллектор, поэтому этот тип моторов так и называют – коллекторными. Щетки изготовлены из графита – материала не самого прочного, который со временем исстирается.

Почему искрят щетки, основные причины

Щетки – самая слабая деталь. Искрит мотор пылесоса чаще всего именно от них. Вот несколько причин искрения.

Износ деталей

Внутри щеток расположен металлический держатель. Когда графитовый слой истирается до металла, происходит соприкосновение меди коллектора со сталью держателя. Отсюда и искры.

Неправильный угол наклона

В конструкцию щеток входит пружина. Со временем ее прижимная способность ослабевает. Это приводит к перекосу. То есть щетки смещаются относительно плоскости соприкосновения с коллекторными элементами.

Держатель закреплен на корпусе двумя винтами. Они также в процессе долгой работы пылесоса могут ослабнуть. И это опять приведет к изменению угла наклона.

Плохой контакт

Две предыдущие причины становятся следствием неплотного контакта между графитовой поверхностью щеток и медной коллектора. Происходит разрыв электрической цепи. Он кратковременный, но его достаточно, чтобы электродвигатель стал работать скачкообразно. То есть, рывками.

Попадание грязи

Еще одна причина – почему горят щетки на пылесосе. Грязь собирается на поверхности коллектора. Обычно это пыль и остатки графита от работы старых щеток. Контакт между двумя проводниками ослабевает, что приводит к прерыванию электрической цепи.

Замыкание двигателя

Искры внутри пылесоса могут возникнуть не только по причине неисправности щеток или их плохого контакта с коллектором. Искрит обмотка – это медные провода, обработанные специальным лаком, не пропускающим электричество.

Искрение – это нарушение изоляции. При этом искры разлетаются по направлению движения якоря, то есть по кругу. Сам мотор начинает гудеть, появляются хлопки, мощность пылесоса падает.

Определить эту неисправность можно только с помощью мультиметра. Этим прибором замеряют напряжение и сопротивление обмотки.

Самодельная щетка

Ни в коем случае нельзя устанавливать в бытовую технику, особенно в пылесосы, самодельные узлы и детали, связанные с электропитанием. Сделать своими руками графитовую щетку можно. Но подогнать ее под требуемые технические и электрические параметры практически невозможно.

Мотор пылесоса выполняет функции компрессора. Поэтому он работает все время под нагрузкой. И для него неважно, с какой частотой на него подается напряжение. Для электродвигателя важно, чтобы все время присутствовало равновесие между нагрузкой и мощностью прибора.

  1. И если нагрузка будет отсутствовать, то движок пойдет «в разнос». Его просто сорвет с креплений за доли секунды.
  2. Если будет снижена мощность, а это связано напрямую с щетками, то пылесос теряет свои функциональные качества. То есть он просто перестает всасывать пыль.

Самодельные щетки как раз и приведут ко второму пункту. То есть велика вероятность, что прибор будет просто бесполезен в хозяйстве. К тому же никто не отменял технику безопасности. С самодельными деталями ее требования снижаются до минимума.

Что делать, способы устранения неисправностей

Иногда найти причину, почему искрят графитовые щетки электродвигателя пылесоса, непросто. Поэтому рекомендуется начинать с отсечения тех, которые явно не подходят к выше обозначенным пунктам.

К примеру, если искрит всего одна щетка, или одна интенсивнее другой, то причина только в ней. Все остальное не считается:

  • дефекты элементов коллектора;
  • истирание изоляции обмотки;
  • проседание подшипников.

Чтобы убедиться, что именно одна щетка искрит сильнее, необходимо посмотреть на работающий коллектор в радиальном направлении, то есть вдоль. У той щетки, которая имеет сильный дефект, искры будут двигаться внутрь или наружу электродвигателя. Потому что имеется смещение элемента относительно коллектора, плюс – изменился угол прижима. Эту щетку и надо поменять на новую.

Очень важный момент – притирка щеток к коллектору. Новые детали не имеют стопроцентную плоскость прижима, поэтому надо провести подгонку. Для этого используют наждачную бумагу нулевку. Небольшой ее кусочек устанавливается между подгоняемыми плоскостями, после чего вал электродвигателя вручную прокручивается в сторону его стандартного вращения. Пять или шесть оборотов будет достаточно, чтобы притереть обе плоскости. Все это проделывается при отключенном пылесосе.

Если искрение сильное, но при вскрытии прибора большого износа щеток не обнаружено, то причина в пружинах и держателях. С последними все просто:

  • если обнаружен серьезный дефект, к примеру, трещина, то держатель надо заменить на новый;
  • если ослабло крепление, то сначала надо точно выставить угол наклона, а затем притянуть к корпусу крепежные винты;
  • можно использовать дополнительные крепежи для усиления крепления, к примеру, жаростойкий клей или шайбу Гровера.

Если прижим ослаб из-за пружины, то первое, что можно сделать – растянуть ее. Но этого хватит ненадолго. Оптимально – установить новую. Особенно бесполезно что-либо делать с теми, которые подверглись сильному нагреву. Это уже не пружины.

Проблемы с коллектором решаются в зависимости от того, каков размер дефектов. Если это просто небольшие царапины, то наждачкой их можно легко устранить. Если изъяны большие, то проводят расточку на токарном станке, выравнивая плоскость соприкосновения с щетками. Это делается только в мастерской.

Если вышли из строя подшипники, то пылесос также придется нести в мастерскую. Самостоятельно без специальных инструментов их не заменить.

Правила выбора деталей

Щетки надо покупать только родные. То есть они должны быть идентичны по цвету и иметь те же размеры, что и старые. И хотя один и тот же цвет не гарантирует идентичности состава. Все равно это считается критерием выбора, потому что другой окрас – это явно другой состав.

Здесь важно не слушать продавца в магазине, который уверяет, что предлагаемые им щетки лучше. Потому что в торговле «лучше» – это часто противоположность хорошему.

В этом плане пружину можно использовать «неродную», если решено заменить именно ее. Здесь важна сила сжатия и прижима. То есть она должна быть идентичной старой. Плюс – необходимо выдержать длину детали. И, хотя ее можно подрезать под требуемый параметр, это может сказаться на силе прижима. Поэтому лучше искать родные детали.

Искрение электродвигателя пылесоса связано с несколькими причинами. Чаще это щетки, реже обмотка и подшипники. Некоторые проблемы решаются легко и самостоятельно, другие – под силу только мастерам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *