Как быстро разобрать электродвигатель

Совмещённые обмотки с параллельным соединением фаз.

Схема соединений совмещённых обмоток с параллельным соединением фаз.

Совмещённые обмотки с последовательным соединением фаз.

Схема соединений совмещённых обмоток с последовательным соединением фаз.

Составление схем укладки для совмещённых обмоток на основе шестифазных схем укладки.

Совмещённые обмотки выполняются по схемам укладки шестифазных электродвигателей, в которых первые три фазы соединяются в звезду, а четвёртая пятая и шестая фазы в треугольник. Данная обмотка подключается к трёхфазной сети, поэтому требуется соответствующий пересчёт обмоточных данных. Ширина сплошной фазной зоны в шестифазных обмотках 30 электрических градусов.

Для примера выполним расчёт шестифазной обмотки для электродвигателя 3000 об/мин ,Z1=24 .

Ширина сплошной фазной зоны шестифазной обмотки в электрических градусах:

Число пазов на полюс и фазу и количество пазов в сплошной фазной зоне шестифазной обмотки:

Диаметральный шаг по пазам:

На Рис. 1 схема укладки шестифазной равносекционной однослойной обмотки. Средний шаг по пазам диаметральный. Катушка№1 = Первая фаза, Катушка№3 = Вторая фаза, Катушка№5 = Третья фаза, Катушка№2 = Четвёртая фаза, Катушка№4 = Пятая фаза, Катушка№6 = Шестая фаза.

Рис. 1

Что бы подключить выше показанную шестифазную обмотку к трёхфазной сети и сохранить при этом направление мгновенных значений тока в фазных зонах и полюсах, нужно изменить начало фаз по пазам в четвёртой, пятой и шестой фазах т.е. в катушках №2 ,№4 и№6 .

На Рис. 2 схема укладки равносекционной трёхфазной однослойной совмещённой обмотки. Средний шаг по пазам диаметральный. Катушки с нечётными номерами№1 ,№3 и№5 соединяются в звезду, это основная обмотка. Катушки с чётными номерами№2 ,№4 и№6 соединяются в треугольник, это совмещённая обмотка. Далее потребуется соответствующий пересчёт обмоточных данных.Так как ширина сплошной фазной зоны в шестифазных обмотках 30 электрических градусов, то и сдвиг между основной и совмещённой обмоткой всегда будет 30 электрических градусов.

Рис. 2

Если у выше показанной схемы последовательно соединить катушки №1 с№2 ,№3 с№4 ,№5 с№6 , получится обычная трёхфазная обмотка с диаметральным шагом.

Составление схем укладки для совмещённых обмоток на основе пространственного сдвига обмоток.

Для уменьшения вылета лобовой части и экономии провода лучше использовать обмотку вразвалку. Для примера возьмём схему укладки однослойной обмотки вразвалку 1500 об/мин ,Z1=36 с шагому=9;7+7 .

Число пазов на полюс и фазу q=3 .Для расчёта числа пазов сдвига обмоток нужно число пазов на полюс и фазу разделить на 2 :

Сдвиг совмещённой обмотки от основной в данном случае мы можем выполнить на один или два паза.

Перемотка якоря

Процесс замены обмотки коллекторного двигателя несколько похож за исключением небольших нюансов, связанных с особенностью исполнения. Например, на перемотку отправляют якорь, а не корпус, при условии, что проблема возникла не с катушками возбуждения. Помимо этого имеются следующие отличия:

• Для намотки применяется специальный станок, более сложной конфигурации.
• Обязательно необходима проточка, балансировка якоря (в финальной части процесса), а также его чистка и шлифовка.
• При помощи специального фрезерного станка производится нарезка коллектора.

Для перечисленных процессов требует спецоборудование, без него перемотка электродвигателей — пустая трата времени.

Обычно в бытовой технике применяются коллекторные моторы с постоянным током и бесколлекторные асинхронные модели с переменным током. Сейчас мы разберемся, как осуществлять ремонт именно такого оборудования. Конструктивные особенности и принципы работы систем асинхронного и коллекторного типа можно найти у нас на сайте.

Защита статора с помощью теплового реле

Суть такой защиты состоит в применении реле с пластиной из биметалла. Металлическая полоса, под действием электрического тока, начинает работать на изгиб. По достижению определенной температуры пластина, под действием пружины, расцепляется со специальной защелкой и разъединяет всю электрическую схему.

В исходное положение пластина приходит при помощи ручного нажатия кнопки. Конструкция теплоизоляции статоров различна, исходя из области применения, показателей тока и устройства реле.

Для приборов, рассчитанных на узкий диапазон величины потребляемого тока, выбор защиты требует более ответственного подхода. С включением электродвигателя в сеть происходит нагрев металлической полосы путем прохождения заряда по намотанной спиралевидной проволоке.

Длиной этой проволоки и регулируется время автоматического срабатывания тепловой защиты. Увеличение длины спирали приводит к более позднему принудительному выключению электрооборудования. Не всегда превышение допустимой нагрузки обусловлено перегревом оборудования.

Иногда трудно сразу определить, по какой причине произошел сбой в работе электрической схемы. В этом случае следует произвести прозвон статора двигателя мультиметром.

Подбор реле производится с помощью технических характеристик станка, либо учитывая номинальное значение потребляемого тока. Все необходимые значения вы сможете найти в инструкции по эксплуатации оборудования.

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.

Процесс изготовления щёчек

На гайку необходимо положить бумагу, сверху следует пробить отверстие болтом. После надевания бумаги на болт в верхней части его ставится шайба. Всего следует проделать четыре такие детали. Накручивание гаек проводят на верхнюю щёчку, снизу следует подложить шайбочку и зафиксировать конструкцию с помощью термоклея. Конструкция каркаса готова.

Далее необходима перемотка проволоки для электродвигателей своими руками. Конец проволоки наматывают на каркас, скручивая при этом концы проволоки, чтобы катушка была красива и презентабельна. Далее следует раскрутить гайки  удалить болт. Начало и конец проволоки очищают от лака, а затем устанавливают конструкцию на болт.

Сделав подобным образом вторую катушку, необходимо соединить конструкцию и проверить, как работает электродвигатель. Шляпку болта подключают к плюсу. Следует провести плавный пуск электродвигателя, собранного своими руками.

Если катушки соединены параллельно, то происходит уменьшение суммарного сопротивления и возрастания электрического тока. Если соединяется конструкция последовательно. то суммарное сопротивление увеличивается, а электрический ток сильно уменьшается.

Проходя через конструкцию катушки, наблюдается увеличение электрического тока, что приводит к увеличению размеров магнитного поля. При этом электрический магнит сильно притягивает к себе электродвигательный якорь.

Если конструкция собрана правильно, то работа электродвигателя происходит быстро и эффективно. Чтобы собрать модель электродвигателя, не нужны какие-то специальные навыки и знания.

Можно на просторах интернета найти пошаговую инструкцию с  фото на каждом из этапов. Воспользовавшись этим, любой человек быстро может собрать электродвигатель из подручных материалов.

Проверка обмотки

В большинстве случаев проблема может быть обнаружена по внешнему виду и характерному запаху (см. рис. 1). Если эмпирическим путем неисправность установить не удается, переходим к диагностике, которая начинается с прозвонки на обрыв. Если таковая обнаруживается, выполняется разборка двигателя (этот процесс будет описан отдельно) и тщательный осмотр соединений. Когда дефект не обнаружен, можно констатировать обрыв в одной из катушек, что требует перемотки.

Если прозвонка не показала обрыва, следует переходить к измерению сопротивления обмоток, при этом учитывать следующие нюансы:

• сопротивление изоляции катушек на корпус должно стремиться к бесконечности;
• у трехфазного привода обмотки должны показывать одинаковое сопротивление;
• у однофазных машин сопротивление пусковых катушек превышает данные показания рабочих обмоток.

Помимо этого следует учитывать, что сопротивление статорных катушек довольно низкое, поэтому для его измерения бессмысленно использовать приборы с низким классом точности, к таковым относятся большинство мультиметров. Исправить ситуацию можно собрав несложную схему на потенциометре с добавлением дополнительного источника питания, например автомобильной аккумуляторной батареи.

Схема для измерения сопротивления обмоток

Методика измерений следующая:

1. Подключается катушка привода к схеме, представленной выше.
2. Потенциометром устанавливается ток 1 А.
3. Производится расчет сопротивления катушке по следующей формуле: , где R_К и U_ПИТ были описаны на рисунке 2. R – сопротивление потенциометра, – падение напряжения на измеряемой катушке (показывает вольтметр на схеме).

Стоит также рассказать о методике, позволяющей определить место межвиткового замыкания. Это делается следующим образом:

Проведение ремонта

Любому электрооборудованию, с течением времени, свойственны отказы в его работе. Причины поломок могут быть от банального загрязнения до воздействия внешних факторов.

В случае нарушения работы, ремонт электродвигателя начинайте с чистки или продувки элементов статора. Затем, после удаления грязи и пыли, приступите к съему корпуса изделия для замены обмотки. На токарном станке, либо с помощью стамески срезается лицевая часть перемотки статора.

Для размягчения изолирующего материала статор следует разогнать до температуры около 200 градусов, после которой снимается обмотка, извлекается катушка и прочищаются пазы. После разборки электродвигателя новая обмотка статора устанавливается с помощью готовых шаблонов.

После установки катушки, её покрывают лаком, с последующей сушкой при температуре 150 градусов по Цельсию не менее двух часов.

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.

Подключение электродвигателя 380В на 220В

Подключение электродвигателя 380В на 220В выполняется через конденсатор

Для такого подключения необходимо использовать бумажные (или пусковые) конденсаторы, при этом ВАЖНО чтобы номинальное напряжение конденсатора было больше либо равно напряжению сети. Могут применяться конденсаторы следующих марок (типов):

МБГО, МБГЧ, МБГП, МБГТ, МБГВ, КБГ, БГТ, ОМБГ, K42-4, К42-19 и др.

Емкость конденсатора можно определить по формулам приведенным ниже, либо с помощью онлайн расчета емкости.

Первое, что необходимо сделать — это правильно соединить выводы обмоток электродвигателя. Как уже известно из статьи: схемы соединения обмоток электродвигателя обмотки электродвигателя можно соединить по схеме «звезда» (обозначается — Y) или по схеме «треугольник» (обозначается — Δ), при этом, как правило для подключения электродвигателя на 220В применяется схема «треугольник» , что бы определиться со схемой соединения обмоток необходимо посмотреть паспортные данные электродвигателя на прикрепленном к нему шильдике:

Запись: «Δ/ Y 220/380V» обозначает, что для подключения данного электродвигателя на 220В необходимо соединить его обмотки по схеме «треугольник», а для подключения на 380В — по схеме «звезда», как это сделать читайте здесь.

Второе, с чем необходимо определиться — это как будет производиться запуск электродвигателя, под нагрузкой (когда уже в момент запуска электродвигателя к его валу приложена нагрузка и он не может свободно вращаться) либо без нагрузки (когда вал электродвигателя в момент запуска свободно вращается, например наждак, вентилятор, циркулярная пила и т.п.).

При запуске двигателя без нагрузки применяется 1 конденсатор который называется рабочим, а при необходимости запуска двигателя под нагрузкой в схеме, помимо рабочего, дополнительно применяется 2-ой конденсатор который называется пусковым, он включается только в момент запуска.

Разберем схемы подключения электродвигателя 380 на 220 для обоих случаев:

1) Подключение электродвигателя через конденсатор по схеме «треугольник», запуск — без нагрузки:

Емкость рабочего конденсатора для подключения электродвигателя при схеме соединения обмоток «треугольником» рассчитывается по формуле:

C_р=4800 * I_нU_с ; мкф

где: I_н—номинальный ток электродвигателя в Амперах (принимается в соответствии с паспортными данными электродвигателя); U_с — напряжение сети в Вольтах.

В схеме для включения электродвигателя применяется однополюсный автоматический выключатель, однако его использование необязательно, можно включать электродвигатель напрямую в сеть через розетку используя обычную штепсельную вилку или, например, включать его через обычный выключатель освещения.

2) Подключение электродвигателя через конденсатор по схеме «звезда», запуск — без нагрузки:

Емкость рабочего конденсатора для подключения электродвигателя при схеме соединения обмоток «звездой» рассчитывается по формуле:

C_р=2800 * I_нU_с ; мкф

где: I_н-номинальный ток электродвигателя в Амперах (принимается в соответствии с паспортными данными электродвигателя); U_с — напряжение сети в Вольтах.

В случае если запуск двигателя 380 на 220 Вольт происходит под нагрузкой, в схеме дополнительно должен применяться пусковой конденсатор иначе силы момента на валу электродвигателя не хватит для его раскрутки и двигатель не сможет запуститься.

Пусковой конденсатор подключается параллельно рабочему и должен включаться только в момент запуска двигателя, после того как двигатель наберет обороты его необходимо отключать.

Емкость пускового конденсатора должна быть в 2,5 — 3 раза больше рабочего.

C_п= (2,5…3) * C_р; мкф

При данной схеме для запуска электродвигателя необходимо нажать и держать кнопку SB, после чего подать напряжение включив автоматический выключатель, как только двигатель запустится кнопку SB необходимо отпустить. В качестве кнопки так же можно использовать обычный выключатель.

Однако лучшим вариантом для подключения электродвигателя 380 на 220 является использование ПНВС-10 (пускатель нажимной с пусковым контактом):

Кнопки «пуск» в этих пускателя имеют 2 контакта один из них при отпускании кнопки «пуск» размыкается отключая пусковой конденсатор, а второй остается замкнутым и через него подается напряжение на электродвигатель через рабочий конденсатор, отключение производится кнопкой «стоп».

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

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.

Ниже представлен фрагмент таблицы с намоточными данными для электромашин типа 5A.

Что необходимо для перемотки переменного коллекторного двигателя своими руками?

Перед тем, как приступить к перемотке, нужно подготовить следующий список материалов и инструментов:

• радиотехнический мультиметр – приспособление измеряет показания тока и проводимости устройств. При его отсутствии можно воспользоваться любым индикатором напряжения: мегомметром, лампочкой на 12 В мощностью до 40 ВТ;
• новую намотку коллекторного ротора – при этом диаметр жилы должен быть тождественным аналогичному показателю старой обмотки;
• радиотехнический паяльник;
• картон диэлектрического типа – толщина до 0,3 мм включительно;
• строительный лак. Но допустимо использование эпоксидной смолы;
• моток х/б нитей;
• наждачка для лучшей подготовки материала.

Но, чтобы намотка коллекторного агрегата – двигателя не занимала дополнительное время, сперва необходимо определиться с проблемой, вызвавшей неисправность установки.

Проверка работоспособности двигателя

Первый этап – разборка силовой установки. При возникновении межвиткого замыкания появляется соответствующий запах. Он вызван оплавлением покрытия. Если таковы не были обнаружен, то следует проверить ламели якоря. Для этого использовать мультиметр. Его нужно переключить в режим работы омметра, поставить диапазон измерений в 200 Ом. Далее, щупами прозвонить структуру якорного механизма, смена сопротивления – поломка катушки индуктивности.

Нюанс: Роль омметра сыграет лампочка. Она подключается плюсом/минусом на клеммы мотора, а непосредственно в разрыве размещается. Рукой вращается вал, моргание лампы свидетельствует о межвитковом замыкании. Когда лампочка не горит, тогда – обрыв цепи, полное отсутствие сопротивления в ламели.

Стоит учесть, что сопротивление статорных катушек незначительное, а потому для измерения показателей нужно задействовать приборы, имеющие высокий класс точности. Они способны уловить малейшие колебания параметров. Как правило, используются приспособления, базирующиеся на потенциометре, дополнительном источнике питания.

Измерения проводятся следующим образом:

• катушка мотора подключается к схеме с потенциометром;
• прибором ставится ток в один ампер;
• осуществляется расчет по формуле, где R_k – сопротивление статорной катушки, U_пит – напряжение дополнительного источника питания, а R – сопротивление потенциометра, равняющиеся падению напряжения катушки (обозначение вольтметра).

Смена изношенной обмотки на новую позволит избежать перегорание двигателя. Это же способствует продлению срока службы. Повторную намотку рекомендовано осуществлять с периодичностью не реже, чем 1 раз в 2 года.

Алгоритм определения, где произошло межвитковое замыкание (МЗ). Технология следующая:

• статор отсоединяется от элемента, который находится во вращении (ВЭ);
• подключается к источнику пониженного питания – проводится за счет добавления трансформатора;
• к последнему помещается стальной шарик;
• работоспособные катушки провоцируют движение шарика по внутренней поверхности в непрерывном режиме. МЗ вызовет прилипание подшипника.

Вышеупомянутые советы помогут максимально точно определить неисправность. Но бывают ситуации, когда требуется использование специализированных метрологических установок – целесообразно, если необходимо провести диагностику работоспособности габаритных агрегатов переменного тока. Машины отличаются не только типом применения, но и рабочей средой взаимодействия, различные и схемы электрических обмоток. Поэтому аспекты ремонта различаются.

Детальный алгоритм перемотки

Для реализации новой намотки самостоятельно, необходимо соблюдать все шаги, которые мы уже описывали раньше и более детально опишем сейчас. Также, не стоит забывать о таких важных факторах, как специализированное оборудование и навыки. Давайте же более детально распишем каждый из этапов создания новой обмотки.

Демонтаж

Без этого действия невозможно установить новую, рабочую намотку, его еще называют подготовительным этапом. Вот как он осуществляется:

1. отсоединение электрического привода от сети питания. Параметры ее – 220 или 380 вольт;
2. снятие мотора с основы, на которую тот устанавливается;
3. демонтаж заднего кожуха системы вентиляторного охлаждения;
4. снятие крыльчатки;
5. откручивание монтажных компонентов крышек, расположенных на торце, полное их снятие. Рекомендуют начинать действия с фронтальной стороны, что существенно облегчит дальнейший выход ротора с тыловой крышки;
6. непосредственное снятие ротора. 

Если говорить о специальном оборудовании, то на этом шаге его уже можно использовать. Существенно облегчить демонтаж поможет съемник. Элемент дает возможность без особых трудностей освободить вал мотора из шкива и шестерен, а также быстро снять крышки торцевые. 

Съемник для демонтажа

Данный шаг практически аналогично реализуется и на силовых агрегатах коллекторной конструкции. 

Устранение обмотки 

Это шаг также реализуется по строгой последовательности действий:

1. снятие бандажного крепежа и покрытия изоляции с участков соединения проводов. Лучше всего это делать при помощи обыкновенного ножа. Можно дополнительно провести фиксацию схемы соединений, проще всего – сфотографировать. Но, это – скорее рекомендация, ведь вся актуальная информация, по поводу схемы, имеется в сопроводительной документации к двигателю;
2. снятие верхушек проводов со всех статорных торцов. Самый простой инструмент для этого – зубило;
3. освобождение пазов посредством пробойника с определенным диаметром;
4. очистка статора от загрязнений, копоти и старого пропиточного лака.

Статор, освобожденный от обмотки

Здесь мы получаем отдельный корпус, который подходит для дальнейшей обработки, или же для передачи специалистам. Самостоятельный демонтаж является довольно простым, да и способен существенно удешевить проведение работ по перемотке. 

Далее осуществляется непосредственно перемотка, которая кроме четкого соблюдения последовательности, требует также обеспечения особых условий среды, в которой  будет проходить замена. Рассмотрим же детально технологию процесса, чтобы иметь полное представление о нем и более простой выбор. 

Финальный шаг перемотки

Этап является ключевым во всем процессе перемотки, поэтому его, пожалуй, можно назвать  самым технически сложным среди всех. Реализуется он следующим образом:

1. монтаж изоляционных элементов в каждый паз – процесс гильзования;
2. подбор по справочнику расходных материалов: их толщины и технических характеристик;
3. определение обмоточных сведений по типу и марке двигателя;
4. осуществление наматывания точного числа витков всыпных катушек. Проводится все на специализированном станке. Рекомендуется использовать заводские модификации оборудования и не прибегать к самодельным устройствам. Результат последних оставляет желать лучшего и часто требует частичной или полной переработки;
5. укладывание в пазы катушечных групп. Обвязывание и соединение. Процессы требуют точности и аккуратности, поэтому выполняются только вручную;
6. пропитка. Перед началом, корпус стоит прогреть до температуры в промежутке от +45 до +55 градусов и полностью окунуть в емкость с пропиточным лаком. При этом, заливка материалом непосредственно проводов не будет иметь успеха, ведь в результате все равно останутся непокрытые участки;
7. следующий шаг – помещение конструкции в сушильную камеру, которая предварительно разогрета до температуры +130 — +135 градусов;
8. окончательное тестирование катушек при помощи измерительного прибора – омметра;
9. сборка конструктивных элементов в единое устройство и пробный старт. Последний шаг имеет место лишь в тех ситуациях, когда ремонт проводился полностью всех деталей, а не только корпуса;
10. когда модернизации подвергалась только оболочка, нужно перед запуском проконтролировать состояние катушек. 

Станок для намотки всыпной обмотки