Почему горят щетки на электродвигателе

Почему искрят щетки электродвигателя

Довольно часто при работе щёток коллекторного двигателя можно наблюдать такое явление, как искрение. При этом в некоторых случаях искрение щёток расценивается как норма, в других же – сигнализирует о неисправности, которую необходимо как можно скорее устранить.

Когда искрение щёток коллекторного двигателя — норма

Алгоритм работы коллекторного электродвигателя таков, что в движении щётки постоянно вступают в контакт с коллектором, разрывая и вновь замыкая электрическую цепь. Именно такой механизм функционирования, напрямую связанный с конструктивными особенностями коллекторных механизмов, является неминуемой причиной появления искр при его работе, даже в случае, когда двигатель абсолютно исправен. Однако важно понимать, что искрение в этом случае минимально. Сильное же искрение, как правило, говорит о том, что работа коллекторного двигателя нарушена и для того, чтобы её наладить, важно выяснить причину неисправности.

Щётки искрят из-за сильного износа

Сильное искрение щёток может возникнуть из-за того, что они сильно износились. При этом сопутствующими признаками износа, помимо обильных искр, будут неспособность развития двигателем полных оборотов и выхода на полную мощность, а также тяжёлый старт двигателя, осуществить который удаётся не с первой попытки. Проверить версию об износе щёток довольно легко: щётки следует прижать к коллектору при помощи отвертки. Если щётки изношены, то при таком прижатии плотность контакта нормализуется и работа двигателя наладится, однако при ослаблении нажима снова появятся искры. Вариант решения проблемы в таком случае только один: замена щёток на новые. Некоторые модели коллекторных двигателей предусматривают замену щёток только совместно с пружинами и держателями.

Неисправность обмоток статора или ротора

• При коротких замыканиях и межвитковых замыканиях , происходящих в обмотках статора или ротора, искрение будет неравномерным или даже исходить от одной из щёток. При диагностировании неисправностей обмоток может потребоваться их перемотка или же, в сложных случаях, полная замена ротора или статора.

• Межвитковое замыкание якорных обмоток

В этом случае искрить будут обе щётки неисправного электродвигателя, сопутствующим «симптомом» является сильный нагрев обмотки якоря, связанный с неравномерностью токов, поступающих на контакты. Как и в предыдущем случае, при диагностировании проблемы в обмотке необходимо или перемотать её, или полностью заменить неисправный элемент.

• Загрязнение коллектора
• Щётки являются постоянно изнашиваемым элементом коллекторного двигателя, и в процессе их износа образуется так называемая графитовая пыль, накапливающаяся меж коллекторных пластин, что в результате приводит к замыканиям и, как следствие, появлению искр. При работе с коллекторным механизмом важно следить за положением щёток: если они смещаются, образование графитовой пыли значительно увеличивается. Помимо графитовой пыли, причиной искрения также может стать нагар, образующийся на коллекторе из-за перегрева и создающий лишнее сопротивление при контакте щёток с коллектором. Если причина в загрязнении коллектора, его необходимо очистить с помощью наждачной бумаги, уделяя особое внимание пространству меж лампелей.

Конструктивные особенности Отчего искрят щетки

При работе двигателя происходит постоянное трение щеток о контактные пластины коллектора, что требует периодического осмотра.

На рабочих поверхностях медных площадок появляется незначительный слой угольной пыли, как показано на фотографии.

Это связано с расходом материала и износом щеток. Этот процесс идет всегда при работе коллекторного двигателя. Даже при нормальном скольжении щетки создается незначительный разрыв цепи электрического тока. А это всегда связано с искрообразованием из-за возникновения переходных процессов и появлением микроскопических дуг. К тому же обмотки обладают высоким индуктивным сопротивлением. Поэтому полностью исправный щеточный механизм при номинальной работе искрит, что не заметно взглядом, но ощущают чувствительные электронные приборы: телевизоры, компьютеры и другая техника. В схему их питания всегда устанавливают помехоподавляющие фильтры.

Проверить степень износа щетки

Основной метод связан с визуальным осмотром. В интернете можно встретить советы, рекомендующие прижать при работе двигателя щетку отверткой и оценить изменение оборотов ротора. Это опасная операция, выполнять которую может только обученный и опытный персонал потому, что: необходимо пользоваться защитными средствами: работа выполняется под напряжением; существует вероятность создания короткого замыкания, ибо проверять придется обе щетки по очереди

или одновременно и использовать отвертки с изолированными стержнями и наконечниками. Если внешний осмотр показал, что длина щетки сильно уменьшена или рабочая поверхность имеет сколы, то ее необходимо просто заменить.

Почему искрят щетки в электродвигателе, к чему приводит это явление и как можно его устранить самому.

При эксплуатации различной электротехники, имеющей электрический двигатель, содержащий коллектор, иногда можно обнаружить, что при работе мотора в области контакта щёток и коллектора происходит сильное искрение. Данное явление свидетельствует о том, что электродвигатель работает с некими отклонениями от нормы. Это самое искрение означает, что в скором будущем ваш электродвигатель выйдет из строя. Не многие знают, что же делать с этим негативным эффектом, каким образом его убрать, тем самым продлив работоспособность своего электрооборудования. В этой статье мы с Вами и разберём этот вопрос, поняв изначальные причины появления искрения.

Итак, изначально скажу, что само искрение при работе коллекторных электрических машин — это нормально, только оно должно быть очень маленьким, еле заметным глазу. Ненормально, когда электродвигатель работает и с его щёток прямо сыпятся и вылетают искры — вот это плохо. Само же явление искрового образования связано с прерывистым электрическим контактом, происходящим в процессе вращения якоря, в момент механического перехода щётки с одного контакта, на коллекторе, на другой. В это время совершается разрыв цепи и ток, протекающий по катушкам якоря, заканчивает своё прохождение именно искрой, маленьким дуговым разрядом. Следовательно, чем больше будет мощность и сила тока в цепи, тем заметнее будет искры. Но кроме этого существуют и другие факторы, которые способствуют увеличению искры.

Для того, что бы в полной мере ответить на вопрос, почему же искрит щётки в электродвигателе, разберём основные причины. Во-первых, если контакты коллектора будут загрязнены, или на них со временем образовался нагар, то количество искры от этого, естественно, увеличится. Известно, что плохой контакты ведёт к увеличению сопротивления в этом месте. Значит и разрыв контакта при работе будет сопровождаться более сильной электрической дугой. Это ведёт к понижению мощности электродвигателя, к его большему нагреву, к ускорению и увеличению образования ещё большего нагара на контактах коллектора, что опять же приведёт к поломке мотора. Выход из этой ситуации будет следующий — Вы разбираете устройство, двигатель, и наждачной бумагой (нулёвкой) аккуратно зачищаете контакты, делая зачистку по направлению движения щёток.

Следует также обратить внимание и на состояние промежутков между контактами на коллекторе. Часто бывает, что они забиты графитовой пылью, которая является проводником с определённым сопротивлением. Естественно, если эти промежутки загрязнены, то Вы их также приводите в порядок (чистите при помощи заострённого инструмента). Не забывайте проверять и состояние щёток, их выработку, силу прижима, свободу вертикального хода. В случае если со щётками выявлены проблемы, обязательно их устраните. Учтите, что при замене графитовых щёток стоит брать во внимание, что они бывают разные. В этом случае старайтесь найти именно такого типа, какими были старые.

Искрить щётки, больше нормального, ещё могут и по причине образования на якоре короткозамкнутых витков. Следовательно, при работе такого электродвигателя на некоторых контактах коллектора (которые связаны с этой испорченной обмоткой) будут появляться увеличенные значения силы тока, и как следствие повышенное образование искры. В этом случае уже появляется необходимость проверки якоря на существование таких короткозамкнутых витков. Это следует делать в том случае, когда чистка коллектора и проверка щёток не дала ощутимого результата.

Проверять якорь следует в переменном электромагнитом поле. Если есть короткозамкнутые витки, то в таком поле якорь начнёт дребезжать, поскольку в нём начнут образовываться наведённые токи. Для этого можно сделать самодельный прибор из силового трансформатора, предварительно на его сердечнике сделав клинообразный вырез, в который и надо вложить якорь для проверки.

P.S. Поскольку это важно, ещё раз повторюсь — повышенное образование искры при работе электродвигателя влияет на его длительность эксплуатации. При этом быстро появляться сильный нагар на контактах коллектора, который спустя время выведет электрооборудование из строя. Лучше сразу устранить искры, чем после ещё вдобавок и заменить целый якорь.

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

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

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

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

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.

• Виды и устройство регуляторов оборотов коллекторных двигателей
• Короткозамкнутый и фазный ротор — в чем различие
• Современные синхронные реактивные двигатели

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

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Что делать, если искрят щетки электродвигателя пылесоса?

Ко всем неисправностям в электроприборах важно относиться серьезно и своевременно реагировать. Если в вашем пылесосе искрят щетки электродвигателя, то для начала попробуйте разобраться в проблеме самостоятельно. Если ни один из предложенных ниже вариантов не поможет вам починить устройство, то незамедлительно обратитесь в специализированную мастерскую.

Почему могут искрить щетки?

Как только вы заметили искру, сразу же отключите пылесос от электропитания. Какова бы не оказалась в итоге причина неисправности она ведет к поломке прибора и его ликвидации. Важно отреагировать незамедлительно и принять все возможные меры. В домашних условиях и самостоятельно вы сможете решить проблему, если причина заключена в следующем:

1. Износ щеток. Если причина в этом, то двигатель начинает работать с меньшей мощностью. Иногда может и совсем не запуститься или же во время работы резко уменьшать свою скорость.
2. Поломка якоря. Возможно, что проблема кроется в межвитковом замыкании обмотки якоря. Обратите внимание на то откуда наблюдается искрение. Если оно с одинаковой интенсивностью исходит из под обеих щеток, то вы угадали с причиной поломки. Еще одним доказательство вашей правоты в данном случае будет нагревающаяся во время работы пылесоса обмотка якоря.
3. Статер вышел из строя. Если проблема связана именно с работой статора, то искры будут выбивать только из под одной щетки. Статор имеет две обмотки, который при проверке на сопротивление должны выдавать одинаковый результат, равный 4 Ом. Если сопротивление у обмоток разное, то причина кроется именно здесь.
4. Причина может быть в загрязнении контактов коллектора. В этом случае вы увидите сильные искры из под обеих щеток. На контактах будет образовываться нагар, возникающий от перегрева двигателя. Мощность оборотов двигателя падает и он начинает работать с перебоями.
5. Замкнуло коллектор. Контакты со временем подвержены стиранию. В результате этого образуется мелкая графитовая пыль.

Помните! Она скапливается в коллекторе и в какой-то момент может скопиться в таком количестве, что станет причиной замыкания контактов.

Что делать?

После того как вам удалось выявить причину горения щеток, вам важно понять какими должны быть ваши правильные действия.

Если проблема связана с износом щеток, то их нужно сразу же заменить. Лучше заменить и пружины, на которых они держатся.

Если причина неисправности в якоре, то предстоит полностью заменить его обмотку. Такой ремонт сложно осуществить самостоятельно в домашних условиях. Вы можете попробовать, но проще просто заменить деталь целиком. Она не будет стоить дорого.

В случае со статором ситуация выглядит так же как и с якорем. Если вы сможете самостоятельно перемотать его обмотку, то это будет самым правильным и экономичным решением проблемы. В противном случае придется заменить деталь.

Если вы нашли неисправность в коллекторе, то его ремонт следует начать с чистки контактов от пыли и нагара. Сразу же проверьте работу щеток коллектора. Если они работают в стандартном режиме, то на контактах не должно скапливаться никаких загрязнений.

Важно! Почистить контакты можно при помощи наждачной бумаги. Подойдет самая минимальная зернистость, чтобы не поцарапать деталь во время чистки.

При помощи шуруповерта, установленного на минимум оборотов, вы сможете провести самостоятельную чистку. На основании шуруповерта зафиксируйте наждачную бумагу и аккуратными движениями пройдитесь по контактам. Если щетки коллектора неисправны их нужно сразу же заменить, чтобы в дальнейшем поломка не повторилась. Исправные щетки должны своевременно устранять нагар и пыль, скапливающиеся на приборе.

Полезное видео

Если проведенные манипуляции не дали желанного результата и ваш пылесос все еще неисправен, то не экспериментируйте и обратитесь к специалисту. Неисправность серьезнее чем вы думали и ею должен заниматься профессионал. Дальнейшие попытки устранить неисправность самостоятельно могут привести к выведению из строя пылесоса, но уже по вине вашей настойчивости и незнанию.