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.

причины и способы устранения искрения

Ремонт электродвигателей в городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Новосибирск, Самара, Челябинск, Пермь, Казань, Красноярск

Искрение щеток может быть вызвано множеством причин, которые требуют от обслуживающего персонала внимательного наблюдения за системой скользящего контакта и щеточного аппарата. К основным из этих причин относятся механические (механическое искрение) и электромагнитные (электромагнитное искрение).

Механические причины, вызвавшие искрение, не зависят от нагрузки. Искрение щеток можно уменьшить, повышая или снижая давление на щетки, и, если возможно, снижая окружную скорость.

При механическом искрении искры зеленого цвета распространяются по всей ширине щетки, подгар коллектора не закономерный, беспорядочный.

Механические искрения щеток вызываются: местным или общим биением, задирами на скользящей поверхности коллектора, царапинами, выступающей слюдой, плохой продорожкой коллектора (прорезка слюды между коллекторными пластинами), тугой или слабой посадкой щеток в обоймы щеткодержателей, податливостью бракет, вызывающей вибрацию щеток, вибрацией машин и др.

Электромагнитные причины, вызывающие искрение щеток, более сложные при их выявлении. Искрение, вызванное электромагнитными явлениями, изменяется пропорционально нагрузке и мало зависит от частоты вращения.

Электромагнитное искрение обычно имеет бело-голубой цвет. Форма искр шаровидная или каплеобразная. Подгар коллекторных пластин носит закономерный характер, по которому можно определить причину искрения.

Если в обмотке и уравнителях произойдет замыкание, нарушится пайка или возникнет прямой обрыв, искрение будет неравномерным под щетками, а подгоревшие пластины расположатся по коллектору на расстоянии одного полюсного деления.

Если щетки под бракетом одного полюса искрят больше, чем под бракетами других полюсов, значит, произошло витковое или короткое замыкание в обмотках отдельных главных или добавочных полюсов; неправильно расположены щетки или ширина их больше допустимой.

Кроме того, в машинах постоянного тока могут наблюдаться дополнительные нарушения:
смещение щеточной траверсы с нейтрали вызывает искрение и нагрев щеток и коллектора;
деформация скользящей поверхности коллектора вызывает вибрацию и искрение щеток;
не симметрия магнитного поля вызывает снижение порога реактивной ЭДС, ухудшает коммутирующую способность машины, что, в свою очередь, вызывает искрение щеток.
Магнитное поле машины симметрично, если строго соблюдаются правильный шаг по окружности между наконечниками главных и дополнительных полюсов и выдержаны расчетные зазоры под полюсами.

У крупных машин настройка электромагнитных цепей выполняется по методу безыскровой зоны.

Подробнее, о причинах отказов электрических машин, читайте здесь.

Источник: Н.К. Мандыч. Ремонт электродвигателей.

Рекомендованные материалы:
1. Перегрев обмотки статора асинхронного электродвигателя
2. Перегрев обмотки ротора АД
3. Обрыв в обмотках АД
4. Искрение щеток машины постоянного тока
5. Пониженный вращающий момент АД
6. Причины возникновения повышенного уровня шума в двигателях
7. Причины вибрации электродвигателя
8. Неисправности подшипников электрических машин
9. Подшипниковые токи и способы их устранения
10. Работы по ТО и ремонту электрических машин

Помощь студентам

Формулы, правила, законы, теоремы, уравнения, решение примеров
• ТОЭ
• Электрические машины
• Теоретическая механика
• Высшая математика

Поделитесь с друзьями:

Опубликовано 17 апреля 20112 января 2018Автор adminРубрики Основы электротехники

РЕШЕНО: искрообразование вокруг щеток — инструмент

Информация о ремонте, касающаяся инструментов, используемых для определенных задач, таких как ремонт, сборка или резка. Узнайте, как использовать инструменты, которые работают, чтобы исправить те, которые не работают.

538 вопросов

Посмотреть все

Джеймс Хартман

Рем: 23

1

1

Опубликовано: 20 июля 2012 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История
• Подписаться

У меня есть угловая шлифовальная машина Dewalt 4″.

Начала искрить с одной стороны арматуры.

Вы знаете, что случилось с этим инструментом?

Ответил!
Посмотреть ответ

У меня тоже есть эта проблема

Хороший вопрос?

Да
№

Оценка
2

Отмена

Выбранное решение

Смитрон4

Реп: 537

Опубликовано: 20 июля 2012 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

Если искры проходят по всему периметру медных полосок, также называемых коллектором, то произошло короткое замыкание якоря. Это означает, что изоляция между проводами и железом разрушилась внутри арматуры. Иногда это может быть просто короткое замыкание между шинами, медными полосами коммутатора.

При отключенном инструменте с помощью воздушного шланга с воздушным соплом выдуйте мусор или пыль из области вокруг щеток и коммуникатора.

Если это не улучшит симптомы, следующим шагом будет снятие щеток при отключенном инструменте, часто винт на крышке удерживает их, осмотрите и сравните длину. Короткая длина приведет к тому, что пружины не будут оказывать достаточного давления на углерод, чтобы обеспечить хороший контакт с коллектором. В этом случае замените щетки. Также проверьте свободу движения щеток. Если грязь забьет канал, по которому скользит щетка, пружина не сможет плотно прижать уголь к коллектору.

Удачи!

Этот ремонт распространяется на другие ручные электроинструменты.

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
15

Отменить

Дэймон Б.

@techguy124261

Рем: 61

2

2

Опубликовано: 7 окт. 2020 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История
• Пошаговое руководство и процесс устранения: Очистка :
  1. Сначала очистите гребенчатые планки наждачной бумагой 1000, а также узкие канавки между планками с помощью лезвия. Затем с помощью зубной щетки очистите оставшийся нагар между стержнями.
  2. Проверить угольные щетки, если они короткие, со сколами или поврежденными, заменить их новым комплектом. Кроме того, осмотрите панели связи на предмет повреждений или неуместности.

* Если вышеописанное не помогло, скорее всего у вас закоротил якорь (иногда катушки возбуждения). Для проверки якоря сначала осмотрите его визуально, если вы видите подгоревшее место на витках проводов или место, где провод крепится к коммбарам, то якоря нет. Если вы не видите подгоревших пятен, то можете продолжить исследование с помощью мультиметра. С мультиметром, установленным на низкое сопротивление, проверьте сопротивление каждой пары соседних коммуникационных полос, значения должны быть очень близкими, любое отклонение более 0,1 Ом является плохим. Затем измерьте каждую пару, которая находится под углом 180 градусов друг к другу, значения должны быть близкими, любая большая разница указывает на проблему. Вам также необходимо проверить наличие короткого замыкания между шинами связи и корпусом и валом якоря. Не должно быть никакой преемственности.

• Если якорь прошел испытания, следующим этапом являются катушки возбуждения. У вас есть пара проволочных катушек, проверьте их сопротивление и осмотрите их на наличие обгоревших участков. Как и прежде, их сопротивление должно быть очень близким.

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
5

Отменить

Марти

Рем: 13

1

Опубликовано: 14 июля 2014 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

Может потребоваться обеспечить отсутствие мусора между сегментами коммутации и использовать острое лезвие для срезания указанного мусора.

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
1

Отменить

Кирумира Шабан

Рем: 13

1

Опубликовано: 1 марта 2019 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

почистить пассажира наждачной бумагой

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
1

Отменить

Скотт Стэмпер

Рем: 13

1

Опубликовано: 19 сентября 2019 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

hi

Если вы находитесь в Великобритании и сняли желтую круглую 3-контактную вилку и подключили обычную 3-контактную вилку, вы подключаете ее прямо к стене. Затем вы взяли электроинструмент на 110 В и подали на него 240 В.

Короткий и кудрявый, он сгорит, и тогда все, что у вас останется, это вес бумаги.

В надежде, что это поможет

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
1

Отменить

Питер Тран

Рем.: 1

Опубликовано: 15 сентября 2019 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

Я купил бывшую в употреблении электрическую дрель Hitachi W 6VB2, на ней никогда не было вилки на 13 ампер, она поставлялась с разъемом, который вы подключаете к трансформатору, поэтому я снял его и надел на нее вилку на 13 ампер, но когда я ее поворачиваю на нем действительно искры и потрескивания, поэтому я разобрал его, почистил все коммуникаторы и щетки, кажется, все в порядке, но все еще есть такая же проблема, у кого-нибудь есть

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
0

Отменить

Смитрон4

Реп: 537

Опубликовано: 15 сентября 2019 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

Искрение вокруг комунатера обычно указывает на короткое замыкание между обмотками якоря и массой. Если ничего другого, проверьте между отдельными стержнями и землей. Также будет подключение к другому бару коммунатера.

Меня интересует трансформатор: для какой цели он служил? Это установка на 220 вольт, используемая в Европе? Или, может быть, установлено другое напряжение, пока неизвестное?

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
0

Отменить

Томас

Рем.: 1

Опубликовано: 16 сентября 2020 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

У меня похожая проблема с роутером. Менял щетки бесполезно. Поэтому я осмотрел медные шины коммутатора. Один из них висит у нас дальше остальных, какой-то износ. На нем были явные ожоги и зарубки. Итак, я взял наждачную бумагу с зернистостью 600 и попытался отшлифовать ее до плоского состояния. Это мало что изменило.

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
0

Отменить

Захид Хан

Рем.: 1

Опубликовано: 21 октября 2020 г.

Опции

• Постоянная ссылка
• История

Деймон Б, твое мнение кажется полезным

Был ли этот ответ полезен?

Да
№

Оценка
0

Отмена

Неделя моторов: щетки, искрообразование и обслуживание машин

Угольная щетка является важным элементом, обеспечивающим эффективную работу машин. Тем не менее, «маленькая кисть виновата во всем» — это утверждение, часто слышимое в отрасли, но обычно обвиняют не в том направлении. Одной из распространенных проблем является искрообразование на поверхности щетки, что обычно является первым признаком неисправности в другом месте.

Ниже приводится краткое изложение наиболее распространенных причин искрения, а также рекомендации по их диагностике и лечению.

Держатели щеток расположены неравномерно

Это условие может проявляться неравномерным искрением на разных держателях. Его можно определить, подсчитав количество стержней между держателями или поместив полосу бумаги вокруг коллектора, отметив положение пальцев щетки, удалив бумагу и измерив метки расстояния. Для исправления переместите держатели щеток так, чтобы все соседние держатели находились на одинаковом расстоянии друг от друга.

Щеткодержатели отключены от электрической нейтрали

Даже если держатели расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, они могут находиться в неправильном положении и вызывать искрообразование, которое может быть одинаково сильным для всех щеток с одинаковой полярностью. Эту неисправность можно обнаружить, запустив кривую формы поля. Неполадку можно устранить, переставив щетки.

Держатели щеток повреждены или загрязнены

Любое физическое повреждение держателя или скопление грязи на его внутренней стороне может помешать свободному движению щетки в держателе и привести к искрению. Поскольку коллектор редко бывает идеально круглым или концентрическим, щетка должна двигаться в держателе и выходить из него, чтобы поддерживать эффективный контакт. Визуального осмотра и проверки свободного движения кисти пальцами обычно бывает достаточно, чтобы выявить это состояние. Тщательная очистка или полная замена улучшит работу.

Держатели слишком далеко от поверхности коллектора

Если держатель находится слишком далеко от поверхности коллектора, он не может должным образом поддерживать или направлять щетку. Это может привести к вздутию щетки в держателе и ее заклиниванию или к вибрации щетки и потере контакта с коллектором. Очевидное решение — отрегулировать держатели щеток так, чтобы их ближайшая точка находилась на расстоянии от 1/16 до 1/8 дюйма от поверхности коллектора, в зависимости от типа машины.

Неправильная межполюсная прочность

Это может быть вызвано дефектом межполюсной обмотки, например, обрывом витка или короткого замыкания, или неправильным расстоянием между полюсами относительно якоря. В любом случае ремонт или коррекция могут быть облегчены за счет использования формы поля и кривых падения кисти.

Перегрузки

Чрезмерные перегрузки могут привести к сильному искрению, особенно если промежуточные полюса прошли точку насыщения и, следовательно, не могут увеличить свою прочность в соответствии с требованиями. Если на машине есть амперметр, сравните его нагрузку с паспортной табличкой. Внесите необходимые корректировки нагрузки.

Дефект обмотки якоря

А дефект обмоток может проявляться искрением на щетках. Это также часто будет видно по одному или нескольким сгоревшим местам на коллекторе. Проверьте соединения с высоким сопротивлением в местах, где стояки припаяны или припаяны к коммутатору, или наличие плохих соединений в одном или нескольких эквалайзерах. Помните, однако, что любая другая неисправность якоря также может проявляться искрением. Если другие тесты подтверждают неисправность якоря, обмотка должна быть заменена.

Неправильное давление пружины

Контактное падение щетки зависит от давления, с которым она прижимается к коллектору. Если давление варьируется от щетки к щетке, те щетки, которые несут более высокое давление, будут иметь меньшее контактное сопротивление и, как правило, потребляют больше своей доли тока. Иногда это можно определить, проверив температуру щеток сразу после выключения машины. Если есть подозрения на эту неисправность, проверьте с помощью шкалы давление пружины на каждой щетке. Отрегулируйте до уровня, рекомендованного производителем.

Плохая подрезка коллектора

Если коллектор имеет высокую слюду или ребра слюды, достигающие поверхности щетки, может возникнуть вибрация и искрение. Точно так же любые заусенцы меди, оставшиеся в результате операции подрезки, вызовут проблемы. В некоторых местах и ​​атмосферах слоты коммутатора могут быть заполнены посторонними материалами. Это может вызвать вибрацию щеток или возгорание кольца из-за утечки тока от одного стержня к другому. Исправление этих состояний является решением проблемы.

Посторонний материал на поверхности коллектора

Любой клейкий или зернистый материал, прилипший к поверхности коллектора, может вызвать искрение. Масло может быть полезным в очень малых количествах, но часто вызывает смолообразование при чрезмерном использовании. Тщательное изучение коммутатора обычно выявляет такие условия. Рекомендуется тщательная очистка.

Черные коллекторные пленки

Аномально темные коллекторы могут быть вызваны серой, чрезмерной влажностью и другими газообразными материалами. Это условие может вызвать избирательное действие и привести к искрению на сильно нагруженных щетках. Решение проблемы может быть затруднено при слишком высоких скоростях коммутатора. Ответом может быть довольно абразивная щетка. В других случаях может потребоваться частая полировка коллектора.

Щетки заедают в держателях

Если щетки имеют неправильный размер или в какой-то момент оборудование для щеток выступает слишком далеко, щетки могут заедать в своих держателях. Повреждение держателей также может вызвать заедание. Если щетки слишком туго затянуты в держателях, их правильное движение будет ограничено, так что они не смогут поддерживать контакт с коллектором, что может привести к искрению. Если они слишком малы, они могут качаться в держателях и, таким образом, иметь тенденцию разрывать контакт с коллектором и приводить к тому же результату. Конкретная причина заедания должна быть определена и устранена путем ремонта или замены.

Ограничение движения щетки

Движение щетки может быть ограничено из-за жесткости шунта или из-за контакта с каким-либо другим элементом. Точно так же что-то может мешать движению самой пружины или молоточка, с помощью которого пружина давит на щетку. Механическая регулировка обычно исправляет эти условия.

Некруглый коллектор

Коллектор может быть некруглым или эксцентричным из-за неправильной обработки. Как следствие, щетка может быть не в состоянии следовать за поверхностью и поддерживать надлежащий контакт. Тщательные измерения, предпочтительно выполненные при вращающемся якоре, обычно выявляют этот дефект.

Высокие полосы или плоские участки

Эти состояния обычно можно определить путем тщательного осмотра коммутатора, когда он не работает. Высокий стержень обычно полируется, за ним следуют несколько стержней, которые выглядят шероховатыми, покрытыми ямками или обожженными. Высокий стержень обычно приводит к плоскому участку, потому что он поднимает щетку с коллектора, а следующие стержни могут быть сожжены, чтобы уменьшить их высоту. Для исправления коммутатор должен быть заземлен или повернут. Если неисправность возникнет снова, возможно, коммутатор нуждается в затяжке специалистом.

Вибрация машины

Вибрация самой машины может вызвать искрение щеток и, в конечном счете, привести к повреждению коллектора. Такая вибрация может быть вызвана дисбалансом якоря, плохим фундаментом или другими механическими неисправностями. Это также может произойти из-за неисправных подшипников.