Сильное искрение щеток на болгарке причина

В бытовом электрооборудовании широко применяются коллекторные двигатели. Небольшие габариты, легковесность, простота в управлении обусловили их присутствие в болгарках, перфораторах, циркулярных пилах, шуруповертах. Главный недостаток – повышенный износ щеточно-коллекторной пары. Выход из строя этого узла предопределен возникающим в нем искрообразованием.

Устройство электродвигателя и принцип работы

Принцип работы электродвигателя основан на взаимодействии проводника с током, находящегося в магнитном поле.

Магнитное поле создает статор.

Главным элементом его конструкции для двигателя постоянного тока служит постоянный магнит, для переменного тока – обмотка возбуждения. Ротор (якорь) имеет собственную обмотку, на которую при помощи щеточно-коллекторного узла подается напряжение. Взаимодействие магнитных полей заставляет ротор вращаться.

Коллектор состоит из набора контактов, представляющих собой медные пластины, расположенные непосредственно на роторе. Миканитовые или слюдинитовые манжеты выполняют роль изоляторов для каждого отдельно взятого контакта. Графитовые щетки – скользящие контакты прижатые к коллектору.

Причины

В обмотках ротора возникают переходные процессы вследствие прерывистого механического контакта щеток с пластинами коллектора, что является причиной образования мелких дуг.

Важно: полностью исправный двигатель не исключает искрение при работе. Существуют другие причины, вызывающие сильное искрение и создающие вероятность поломки электродвигателя.

Износ щеток

При длительной эксплуатации или некачественного материала щеток, они перестают плотно прижиматься к контактам коллектора. Из-за плохого контакта двигатель не набирает обороты или не сразу запускается. Изношенную щетку легко определить визуально.

Исправить ситуацию, заменив только изношенную деталь, иногда не удается. Следует сделать замену щеткодержателя и пружины.

Замыкание в обмотке якоря

Следствие такого дефекта – неравномерное искрение на коллекторе. На одних пластинах оно будет сильнее, чем на других. Из-за наличия межвиткового замыкания ток в отдельных секциях обмотки ротора будет сильнее, чем в других.

Перемотка ротора или его замена устранят неисправность.

Неисправность в обмотке статора

Дефект, аналогичный замыканию обмотки ротора, имеет место для обмотки статора. Проверить наличие можно замером сопротивления частей его обмоток. При сильном различии необходимо перемотать обмотку или заменить.

Загрязнение

Продукт износа щеток – графитовая пыль, она дополнительный источник повышенного искрообразования. Скопление пыли происходит между пластинами, что создает добавочные условия к процессу образования искр. Профилактические работы по чистке коллектора наждачной бумагой и уборка грязи между пластинами сохранят его в чистом виде.

Неправильно установлены щетки

Если щетки расположены с отклонением от нормы к поверхности коллектора, во время работы образуется значительно большее количество графитовой пыли. Сместившиеся щетки необходимо поправлять.

Плохой контакт щеток с коллектором

Электродвигатель часть эксплуатационного времени проводит в режиме перегрева. В таких условиях на коллекторе образуется нагар. Плохой контакт приводит к увеличению искрообразования щеток и еще большему нагару.

Нужно наждачной бумагой с мелким зерном зачистить поверхность коллектора. Для увеличения эффекта зачистки используйте шуруповерт. В патрон зажать ротор двигателя и на малых оборотах выполнить шкуркой зачистку от нагара. После нужно окончательно заполировать его на войлочном круге.

Механические нарушения

Механические причины вызваны несоблюдением требований конструкторско-технологической документации. Большая часть механических причин устраняется проточкой коллектора на токарном станке. Выполнение этой ремонтной операции доверяют квалифицированному специалисту. Вот некоторые виды неисправностей, которые могут указать на поломку:

1. Поверхность коллектора имеет неровности;
2. Биение вала превышает значение, указанное в технической документации;
3. Отдельные коллекторные пластины выступают за общий для всех уровень;
4. Выступ изоляции (слюды);
5. Щетки в щеткодержателях двигаются с заклиниванием;
6. Наоборот, щетки вставлены в щеткодержатели с большим зазором, что создает вибрацию при работе;
7. Щеткодержатели установлены далеко от коллектора;
8. Неравномерное натяжение пружин, как следствие разница в усилии поджатия щеток.

Но внутренний голос подсказывает, что возможна все же и другая причина.
Одна из причин искрения щетки — это большая эдс самоиндукции при размыкании лепестка коллектора. В некоторых случаях такое искрение может перерасти в круговой огонь.
В нашем случае искрит только одна щетка. То есть, налицо наличие несимметрии. Если предположить, что в одном из башмаков статора есть короткозамкнутый виток?
Тогда поведение обмоток ротора будет различаться, в зависимости от того, возле какого башмака они находятся. Вернее, в зависимости от их ориентации относительно каждого башмака. При вращении ротора все его обмотки поочередно проходят мимо обоих башмаков. А вот щетки относительно башмаков положения не меняют.
Таким образом, логично будет предположить, что неодинаковость башмаков (из-за короткого в обмотке одного из них) является причиной неодинакового поведения щеток. То есть, каждая пластина коллектора ротора, размыкается на обеих щетках в различных условиях, с различной эдс самоиндукции.

Различия в башмаках могут быть и не только из-за КЗ в обмотке. Если учесть, что описанная болгарка уже старая, видавшая виды, то у нее за это время запросто может возникнуть односторонняя выработка подшипников на валу ротора. Ведь боковых нагрузок там более чем достаточно, а подшипники не вечные.
А зазор между ротором и башмаками статора небольшой. Поэтому даже небольшой односторонний износ подшипников может заметно внести несимметрию в зазоры. И тогда один башмак окажется дальше, а другой — ближе к якорю. Взаимная индуктивность при этом может измениться в разы, и это тоже может вызвать последствия, которые я описал выше.

Эти 3 пользователя(ей) сказали Спасибо Alex9797 за это сообщение:

Меню пользователя Alex9797

Посмотреть профиль

Отправить личное сообщение для Alex9797

Найти ещё сообщения от Alex9797

07.09.2016, 15:33

Чёрт. придётся разобрать ещё раз — посмотреть. Так ли уж там всё пластмассово, как мне кажется. То есть если ротор коротит на своё железо? И статор тоже. (глупо улыбается). То ток пройдёт через подшипник (или там пластмасса?). Вечером посмотрю. А машинка эта не болгарка. Шлифмашина ленточная, по дереву. Внутри движка всё забито деревянной пылью. В чем причина искрения щетки в болгарке? Подскажите почему горят щетки на болгарке? Сама по себе "болгарка" тут не при чем. Это я явление относится ко всем двигателям коллекторного типа. На ручной электро-инструмент устанавливаются двигатели так называемого сериесного типа. Это когда обмотка статора и обмотка якоря включены в цепь последовательно. Это потому, что изначально этот тип электродвигателей создавался для работы на постоянном токе. Однако применение последовательной схемы, позволяет включать его в цепь переменного тока. Обороты такого двигателя не ограничены частотой тока, как это в бесколлекторных электрических машинах. Вот из за повышенных оборотов, к коллекторному узлу предъявляется ряд требований, которые направлены на снижение искрения под щетками, и уменьшение, тем самым, нагрева двигателя. И так, искра бывает повышенная если: Неисправна обмотка якоря. Межвитковое замыкание, обрыв одной и более секций обмотки. Характерный признак — падение оборотов и повышенный шум. Потеря контакта обмотки с коллекторными пластинами. Равносильно обрыву обмотки упомянутому в пункте 1. Плохой прижим щеток. Порой, от длительного режима работы, пружинки, что прижимают щетки к коллектору теряют свои упругие свойства, т.к. нагреваются и могут "отжигаться". Нарушена балансировка якоря электромотора. Нарушена цилиндрическая поверхность коллектора. К примеру, его снимали для чего то, при перемотке, и после того как одели обратно на вал, не протачивали на токарном станке. Нарушена миканитовая изоляция между ламелями коллектора. Пробой между ламелями, или оседание графита в пазах продорожки. Износ подшипников, и как следствие повышенное биение якоря. Изменение геометрии вала якоря. К примеру, его слегка погнули при разборке электромотора. Нарушение так называемой "электро-нейтрали". Если щетки относительно полюсов статора имеют не верное положение. Во многих моторах есть эта регулировка. В ручном электроинструменте ее чаще всего нет. Но бывает так, что при перемотке якоря, намотчик неверно выбирает ламели, на которые выводит концы обмотки. В этом случае она так же будет нарушена. Поставлены щетки из графита не той марки. Марка графита подбирается в зависимости от напряжения питания и ожидаемых оборотов. Условно говоря, чем напряжение ниже, тем графит мягче. В низковольтных машинах для снижения потерь используют щетки с высоким содержанием меди. В высоковольтных, наоборот, меди нет. Графит на высокооборотные моторы берется более жесткий. Еще одна причина. К примеру, из за перегрева при длительной работе, возможно изменение физических свойств стекломассы из которой сделан коллектор. Бывает так, что одна или несколько ламелей, потихонечку начинают приподниматься. Увеличивается износ щеток, и этот процесс так же сопровождается сильной искрой. В общем, как то так. Выбирайте из этого списка, что больше отвечает Вашей ситуации.