Самостоятельный ремонт электродрели. "Перемотка эл.двигателей в бытовых условиях" Приспособление для намотки статоров дрелей болгарок

Когда речь заходит о перемотке статора, в подавляющем большинстве случаев, подразумевается ремонт инструмента. В качестве примера выполнения означенного процесса можно привести перемотку статора на болгарке.

Означенный процесс по замене обмоток в одной из частей электрического двигателя можно осуществить и бытовых условиях. Объяснить это можно полным повторением сгоревшей обмотки. То есть, выбирается точно такой же проводник, с точно такой же изоляцией.

Ниже представлены самые распространенные причины, которые так или иначе могут привести к выходу статора из строя:

• разрыв обормотки в результате перенапряжений;
• электрическое замыкание соседних витков;
• частично выгоревшая обмотка;
• нарушение изоляции.

Как правило, присутствует сразу несколько симптомов из означенного списка. Также наблюдается выход оборудования из строя, при существенном увеличении нагрузки на инструмент.

Любое нарушение эксплуатационных правил, технически может привести к поломке инструмента. Однако, если самое худшее произошло, это не означает, что придётся покупать новую болгарку.

Ведь значительно дешевле осуществить замену электрической обмотки (или сгоревшей её части) и продолжить эксплуатацию оборудования.

Действительно, перед тем, как осуществить перемотку, необходимо подготовить статор. Для этого предварительно укладывают его в раскалённое масло. В результате изоляция (нередко используется электротехнический лак) размягчается.

Удаление выполняется при помощи металлической щётки.

После удаления становится понятно, каким проводом была осуществлена намотка на заводе. С отрезком этого провода идём на рынок и покупаем в точности такой (по техническим характеристикам).

Естественно, запрещается менять металл проводника. То есть, если обмотка была выполнена медным проводом, не стоит выбирать более толстый, но алюминиевый. Наша задача – максимально достоверно восстановить выгоревшую обмотку.

Оптовое производство ручных шлифовальных машин было начато в СССР в 1940 году. Название «болгарка» это приспособление получило из-за того, что сначала оно выпускалось в небольшом болгарском городке Ловеч, которое имело патент на это изобретение.

Сегодня без этого инструмента не обходится ни одно производство. Однако любой инструмент когда-то ломается, но многие детали можно починить и в бытовых условиях.

Часто сгорает электрическая часть. Причиной этого может стать:

• сильный нагрев от высоких перегрузок;
• скачок напряжения;
• вода, попавшая на токопроводящие поверхности;
• резко выдернутая вилка из розетки;
• удар по выключателю и так далее.

Наиболее распространенной неисправностью, которую можно попытаться отремонтировать, является обрыв витков статора. Это происходит в основном из-за больших перегрузок. Перемотка статора болгарки своими руками сегодня вполне возможна. Однако такая работа требует определенного опыта и соответствующих знаний.

Чаще всего электродвигатель выходит из строя по ряду характерных причин:

• нарушена обмотка;
• порван магнитопровод;
• нарушена работа якорного коллектора.

Признаки сломанного статора

Когда повышается напряжение, сила искры увеличивается скачкообразно. Причем чаще всего этому явлению подвергается лишь одна щетка. В результате пробивается изоляция провода, намотанного на статорную катушку.

Когда коллектор сильно искрит, это значит, что якорь имеет некачественную балансировку. При проверке коллектора увеличивают напряжение, звук работы двигателя обязан медленно и плавно усиливаться, при этом не должно возникать никакой вибрации.

При появлении резонанса можно говорить о плохо сделанной балансировке. Требуется выполнить ремонт электродвигателя.

Вернуться к оглавлению

Она имеет три главных узла:

• якорь;
• статор;
• редуктор.

Якорем является вращающаяся деталь, имеющая обмотки, чтобы создавать нужный крутящий момент, который передается редуктору электродвигателя. Такие же обмотки имеет статор, который поделен на несколько частей. Электрический ток приходит на обмотку через угольную щетку и поступает к якорю. Затем ток приходит на следующую щетку и так далее, пока не будут задействованы все сектора статора.

В этой статоре установлен якорь. Этот элемент конструкции болгарки считается самым сложным, так как в нем запрессованы практически все обмотки.

Статор электродвигателя имеет одинаковый внешний вид. Характерными отличиями являются:

• габариты магнитопровода;
• число оборотов провода;
• сечение провода.

Когда электричество пробегает через якорные обмотки, возникает магнитное поле, постоянно взаимодействующее с таким же полем статора. Такое взаимодействие запускает в работу электродвигатель. Иногда в состав статора входят постоянные магниты. К примеру, такие детали имеет электродвигатель стеклоочистителя легкового автомобиля. Каждый коллекторный электродвигатель способен работать от любого вида напряжения. При изменении ее величины имеется возможность настроить нужное количество оборотов.

Характерными неисправностями статора считается:

• разрыв обмотки;
• межвитковое короткое замыкание;
• сгоревшая обмотка;
• пробой изолирующей поверхности.

Когда цепь работает нормально, якорь начинает вращаться и с помощью шестерен диск приходит в движение.

Редуктор поддерживает определенные обороты и нужную скорость. Ремонт болгарки вполне доступен в бытовых условиях. Нужно только предварительно разобрать приспособление.

Для того чтобы сдвинуть кожух, нужно открутить винт, крепящий пластмассовую пластинку. Все детали будут на виду, кроме редуктора, который скрывает металлический колпак. Он не позволяет редуктору иметь сильный нагрев. Для снятия редуктора нужно открутить четыре винта. Таким образом обнажатся все механические детали болгарки.

Когда устройство включается в розетку и разгон диска происходит на повышенных скоростях, это значит, что обмотка статора получила витковое замыкание. Статор требует ремонта, чаще всего требуется его перемотка.

Кажется, что перемотка статора — это работа повышенной сложности. Бытует мнение, что проводить такие работы в домашних условиях практически невозможно. Ведь порой даже опытные обмотчики электродвигателя отказываются от такой работы. Однако, имея соответствующий опыт и определенные технические знания, можно обыкновенный трехфазный статор отремонтировать за несколько часов со всеми подготовительными работами.

Перед началом ремонта и перемотки статор нужно очистить от грязи и удалить из пазов старую обмотку. Эта работа делается с помощью стальных щеток. Кроме того, удаляется поврежденная изоляция. Для облегчения очистки от изоляции статор опускают в нагретое трансформаторное масло, которое размягчает оставшуюся изоляцию.

Вернуться к оглавлению

Что может потребоваться для ремонта статора?

Инструменты, необходимые для работы: круглогубцы, линейка, штангенциркуль, плоскогубцы, электродрель, стальная щетка, мегомметр.

Для проведения работ мастеру потребуется:

• линейка;
• штангенциркуль;
• плоскогубцы;
• круглогубцы;
• кусачки;
• молоток стальной;
• молоток деревянный;
• стальная щетка;
• электродрель;
• мегомметр;

После очищения статора от грязи необходимо провести такую последовательность действий:

• проверяются металлические пакеты;
• удаляются заусенцы;
• подтягиваются шпильки, держащие сердечник;
• определяется сопротивление изоляции;
• нажимные шайбы, края сердечника, покрываются лаком;
• делается изоляция пазов.

Другой причиной выхода из строя статора может быть обычный перегрев. Когда инструмент работает под большой нагрузкой продолжительное время. И в том и другом случае, статорные катушки необходимо перемотать или заменить весь статор.

Если для перемотки якоря необходимы определённые знания и навыки, а также токарный станок для проточки коллектора после намотки. И балансировочный станок для динамической балансировки якоря после намотки, пропитки и проточки. То перемотка статора, доступна любому, кто имеет желание и эмаль-провод. Необходимо просто аккуратно разобрать сгоревший статор и посчитать количество витков в каждой катушке. Зачастую, количество витков в обеих катушках совпадает. Исключение составляют лишь небольшой процент двигателей имеющие несколько режимов работы. Например, миксеры. Также, при размотке катушек замечаем направление намотки и количество проводов припаянных к одному выводу. Статор более мощного инструмента может быть намотан в 2 провода.

После того, как мы узнали диаметр провода, количество витков, направление намотки и количество проводов припаянных к выводу, необходимо проверить пазы статора и подготовить гильзы. Пазы должны быть чистыми, без острых краёв, заусениц. Старые гильзы должны быть удалены, а возможные наплавления сгоревшего провода счищены. Новые гильзы изготавливаем из электрокартона (прешпана), учитывая направление волокон, и предохранив края от разрывов скотчем. Длина гильзы должна быть на 4мм больше длины железа статора.

Намотку производим, закрепив на статоре две металлические пластины для формирования лобовых частей. Выходящие концы провода изолируем кембриками. Соблюдаем направление намотки и внимательно считаем витки. После намотки уплотняем провод в пазах. Для этого используем отвёртку, или металлический прут обмотанный прешпаном. Лобовые части катушки фиксируем тесьмой или суровой нитью и связываем между собой, так, чтоб катушка сидела в пазах плотно и не вибрировала. А также чтоб провода не пушились.

Перемотку статора болгарки в настоящее время можно сделать и самостоятельно. Для этого нужно запастись только необходимыми знаниями. При наличии у мастера необходимых инструментов, навыков проведения ремонтных работ и определенного объема знаний в области электротехники, вопрос о том, как своими руками устранить неисправность этого инструмента решается достаточно легко.

Причины и признаки поломки статора

Ручные шлифовальные машины, называемые в народе «болгарками» могут выйти из строя по разным причинам. Самая частая проблема — обрывание витков статора, происходящая из-за чересчур сильной нагрузки на аппарат. Сейчас такую неисправность можно исправить самостоятельно — правильно перемотать статор.

Нередки случаи, когда причиной поломки становится выход из строя электрической части устройства. К этому приводят различные факторы:

• попадание воды на поверхность, по которой проходит ток;
• скачки напряжения;
• резкое выдергивание вилки из розетки;
• высокие перегрузки и, как следствие, перегрев.

Существует мнение, что перемотать статор самостоятельно невозможно. На самом деле, достаточно разобраться в конструкции устройства. Если есть опыт подобной работы и необходимые знания, ремонт трехфазного устройства запуска провести можно и дома. Учитывая подготовительные работы, процесс может занять несколько часов.

Нередко двигатель выходит из строя из-за обрыва магнитопровода, нарушения обмотки или якорного коллектора. При повышении напряжения отмечается скачкообразное увеличение силы искры. Обычно это наблюдается только на одной щетке. Такое явление приводит к разрушению изоляции проводов на статорной катушке. Если при включении диск очень быстро разгоняется и набирает обороты, это говорит о витковом коротком замыкании статора.

Искры, возникающие при работе коллектора, сигнализируют о возникновении нарушений в балансировке якоря. Проверку работы коллектора можно осуществить таким образом: при включении звук должен усиливаться постепенно с увеличением напряжения. При этом не должно возникать вибраций. Если наблюдается резонанс, электродвигатель болгарки требует ремонта.

Устройство ручной шлифовальной машины

Инструмент для шлифовки состоит из трех важных компонентов:

• якорь;
• редуктор;
• статор.

Якорь представляет собой вращающийся элемент с обмоткой и создает крутящий момент электродвигателя. На статоре, разделенном на секторы, есть такая же обмотка. Ток через угольную щетку проходит по обмотке, поступает к якорю. Затем ток переходит на другие щетки до тех пор, пока все части статора не будут задействованы. При прохождении электрического тока по обмотке возникает постоянно взаимодействующее со статором магнитное поле. Таким образом, приводится в действие электродвигатель. Существует несколько характерных поломок устройства запуска «болгарки»:

• сгорание или разрыв обмотки;
• короткое замыкание между витками обмотки;
• разрушение изоляции.

Перематывать обмотку можно и своими руками, без обращения к специалисту. Нужно только предварительно разобрать устройство. Но если нет полной уверенности в своих силах, то обращение в специализированную мастерскую станет наиболее разумным шагом. В первую очередь смещается кожух. Для этого крепящий его винт откручивается. После этого можно будет увидеть все детали болгарки, за исключением скрытого под металлическим колпаком редуктора. Откручиваются винты, с помощью которых закрепляется металлическая пластина. Теперь все механические детали хорошо видны. Только после этого можно переходить к перемотке статора.

Лучше хорошо выполненного ремонта может быть только правильная эксплуатация, при которой вовсе не случится поломок. Для того чтобы «болгарка» работала дольше, нужно соблюдать следующие несложные правила:

1. Ни в коем случае не нужно превышать количество смазки и сроки ее добавления или замены.
2. После того, как инструмент работал на пониженных оборотах, строго запрещается сразу же выключать его. Если оставить его поработать хотя бы 1 минуту, можно избежать перегрева.
3. Не стоит допускать долговременную работу инструмента на пониженных оборотах под нагрузкой.

Отремонтированный статор позволит шлифовальной машине нормально работать еще долгое время.

Подготовка к проведению ремонта и необходимые инструменты

Для перемотки статора понадобятся специальные инструменты:

• молотки: деревянный, металлический;
• круглогубцы и плоскогубцы;
• стальная щетка;
• штангенциркуль;
• мегомметр;
• электродрель;
• линейка;

Первый и самый важный этап — очистка статора от загрязнений. Старая обмотка удаляется из пазов. Все это можно сделать с помощью стальной щетки. Очистка проводится вручную с помощью стальных щеток, электродрелей. Также необходимо убрать старую изоляцию. Чтобы облегчить задачу, можно использовать трансформаторное масло. Его необходимо немного согреть и опустить в него устройство запуска. Такая мера позволит размягчить поврежденную изоляцию и упростить ее удаление. Для очистки также применяется слабый раствор каустика (температура — 80ºС), смешанного со сжатым воздухом.

После обработки статор нужно хорошо промыть водой и высушить. Состояние статора и стальных пакетов нужно хорошо проверить. Затем подтягивают стягивающие сердечник шпильки, пазы зачищают от заусенцев. Сопротивление изоляции измеряется с помощью мегомметра. Части сердечника, нажимных шайб и пазы покрываются лаком. Шайбы и пазы необходимо изолировать.

Облегчить дальнейшую работу может сопроводительная записка, где отображаются основные данные:

• схема соединения фаз и их количество;
• сопротивление катушки и фазы;
• количество пазов и их размеры;
• сечение обмотки, шаг катушек по пазам;
• способ изоляции паза, количество междуслойных прокладок и их размеры.

Этапы осуществления процедуры перемотки статора

При работе важно получить строго определенное количество витков — оно должно быть идентично количеству витков старой обмотки. Проволоку нужно наматывать так, чтобы уплотнение было максимальным. Катушки ставятся в статор. Из того же материала, из которого сделана обмотка для катушек, делаются выводы. Их кончики нужно изолировать кембриками — трубочками, изготовленными из пластмассы.

До того как установить катушки, необходимо проверить, чтобы пазовые коробки были симметричны. Они должны закрывать обмотку. Если этого не происходит, при закладке проводов катушек ставят временные вкладыши. Эта простая мера позволит избежать повреждения.

Катушка монтируется над пазом, который находится ниже расточки. Проводники катушки устанавливают с помощью специальной пластины. Провода, расположенные в пазу, ни в коем случае не должны перекрещиваться. Их нужно укладывать точно так же, в той же последовательности, что и намотку. Проводники нужно устанавливать строго параллельно.

Чтобы выполнить следующую операцию, статор нужно немного повернуть — только на одно деление. В паз укладываются катушки из этой же группы. После окончания укладки нужно положить междуслойные прокладки. Выводы прикрутить к внешнему контуру так, чтобы они располагались параллельно внешнему контуру. Нижняя сторона катушек монтируется по такому же принципу. Операция повторяется до тех пор, пока пазы этого шага не заполнятся.

Когда обмотка закончена, концы можно загильзовать. Размеры гильз зависят от размеров статора. Толщина гильзы обычно бывает 0,2 мм, но при этом длина должна быть больше, чем габарит устройства запуска. Чаще всего это значение составляет около 1,5 мм. Для изготовления гильзы используется специальный картон. На него нужно намотать пленку (должна быть термоустойчивой). Всю получившуюся конструкцию заворачивают скотчем. Катушки с гильзами нужно установить в пазы статора. После этого можно провести проверку, правильно ли двигается якорь. Катушка полностью готова. Ее останется только обмотать киперной лентой, а сверху покрыть слоем лака. После того как лак высохнет, прибор полностью готов к использованию.

Иногда даже надежная электродрель выходит из строя. Как свидетельствует статистика, отказы случаются не столько в ее механической, сколько в электрической части. Но если советов по восстановлению электрошнура, замене износившихся щеток, испортившегося выключателя или устранению других простейших неисправностей бытовой техники опубликовано немало, в том числе и на страницах «Моделиста-конструктора» (см., например, № 9’95,6’96,2’97), то о более сложных видах ремонта этого не скажешь. В частности, ощущается явный недостаток материалов об особенностях технического обслуживания и посильного (в условиях домашней мастерской) ремонта ротора коллекторных двигателей, обычно устанавливаемых в дрелях, гайковертах и других ручных электроинструментах.

Особенностей этих, увы, немало. Разобраться в них вряд ли возможно без уяснения устройства и принципа действия коллекторных двигателей (рис. 1). Нелишне также вспомнить, что в соответствии с законами физики на проводник с током I в магнитном поле напряженностью Н действует сила F, направление которой определяется по так называемому правилу левой руки. Причем если судить по упрощенной схеме, то наибольший крутящий момент создается, когда виток с током находится точно между полюсами электромагнита.

Однако реальный двигатель развивает максимальную мощность при расположении рабочего витка (петлевой обмотки) под углом опережения (коммутации), который для дрели составляет примерно 45°. При этом переменный ток после электромагнита поступает на щетку А, переходит на ламель А коллектора и далее, по виткам петлевой секции, на ламель Б. Но последняя электрически соединена с антиподом - ламелью Б’, от которой ток через щетку Б и уходит в сеть электропитания.

1 - южный полюс электромагнита статора; 2 - истлевая обмотка ротора («+»-условное изображение тока, направленного к плоскости чертежа,а «-» - от нее); 3 - северный полюс электромагнита статора; 4 - медно-графитовая щетка А; 5 - ламель А; 6 - ламель Б; 7 - ламель Б’; 8 - медно-графитовая щетка Б; 9 - ротор;
а - угол опережения (коммутации); Н- магнитный поток; F - сила выталкивания проводника с током в магнитном поле (определяется правилом левой руки); Fа - сила, действующая на петлевую обмотку с учетом угла коммутации; i- электрический ток; w - угловая скорость вращения ротора

Однофазные коллекторные двигатели большинства ручных машин - нереверсивные, то есть вращаются лишь в одну, определяемую конкретной схемой включения, сторону. Щетки располагаются со сдвигом геометрической нейтрали на одно-два коллекторных деления. Угол сдвига уточняется экспериментально по минимальному искрению у рабочей поверхности коллектора при номинальной нагрузке для требуемого направления вращения. У реверсивных же двигателей, применяющихся обычно для привода резьбозавертывающих машин, щетки устанавливают на геометрической нейтрали.

Биение поверхности коллекторов контролируют в ходе техобслуживания двигателя индикатором часового типа при медленном поворачивании (вручную!) якоря или ротора электрических машин. Если же двигатель находится в разобранном состоянии, то якорь или ротор устанавливают в центрах и также поворачивают. При измерениях ножку индикатора устанавливают перпендикулярно к поверхности коллектора. Значение биения (а оно, как правило, не должно превышать 0,05-0,06 мм) определяют по разности между наибольшим и наименьшим показаниям прибора.

Контроль профиля - тоже весьма важный элемент при определении технического состояния коллектора. Выполняют эту операцию визуально, обращая внимание на глубину залегания миканитовых прокладок между ламелями, которая должна быть в пределах 0,3-0,5 мм.

Нарушения пайки или обрывы обычно определяют измерением падений напряжения в местах соединения коллекторных пластин с обмоткой якоря (рис. 2). Соединение выводов петлевых обмоток с соответствующими коллекторными пластинами считается удовлетворительным, если падения напряжения в местах пайки не отличаются более чем на ±10 процентов среднего значения.

1 - электрический щуп (4 шт.); 2 - коллектор с ламелями; 3 - проверяемая петлевая обмотка; 4 - стрелочный милливольтметр; 5 - гальваническая батарея; 6 - переменный резистор; номиналы элементов 4-6 уточняются в ходе предварительной настройки схемы

Случается, что сами обмотки настолько плохи, что целесообразна замена всего ротора (якоря) на новый. Ну а если такой возможности нет, приходится идти на перемотку даже в условиях домашней мастерской. Дело это весьма хлопотное; для его выполнения необходимо располагать соответствующими инструментами, приспособлениями, расходными материалами и, конечно же, схемой-разверткой (желательно - с круговой диаграммой) намотки.

Например, перемотке подлежит ротор электрической дрели ИЭ1035Э1У2. У него - XII пазов (в дальнейшем для краткости - п) и 24 ламели (л).

Для верности вооружимся круговой диаграммой (рис. 3). Пусть щетка контактирует с ламелью 1. Значит, нужно закладывать витки секции так, чтобы они составляли с магнитным потоком угол а. Используем ли пVI и пХI или п\/ и пХII - угол коммутации будет равняться примерно 45°.

Намотку необходимо выполнять в соответствии со схемой-разверткой (рис. 3). То есть виток с л1 должен следовать в пХI, затем в пV1 и приходить к л2. С л2 обмотка направляется через пазы I и VI на ламель 3, а с нее (через пХII и пVII) - на л4, откуда (через пXII и пVII) - на ламель 5 и так далее.

При намотке ротора у ряда двигателей не исключена ситуация, когда на один паз приходится не две, а уже три ламели (как в электродрелях типа ИЭ1008). Бояться этого не стоит. Надо продолжать намотку, помня, что здесь в один паз попадают секции с трех разных пар ламелей (рис. 4).

В заключение несколько советов. Как уже отмечалось, уточнение угла а позволяет свести к минимуму искрение между коллектором и щетками во время работы. Увеличение этого угла до 75° почти не сказывается на мощности двигателя.

Для изоляции петлевых обмоток (секций) от «железа» ротора вполне допустимо использование (вместо дефицитного пленкокартона) шелка. Уложив в пазы треть обмотки, нелишне подстраховаться от межфазного замыкания. Для этого достаточно поместить между витками еще один слой изоляции. Например, из того же шелка.

Случается, что «припаячные» крючки на ламелях обламываются. Но профиль каждой из этих деталей таков, что позволяет, слегка надрубив мягкую основу, без особых трудностей оснастить их новыми элементами монтажа в виде зацепов. А чтобы последующей пайке обеспечить высокое качество, целесообразно предварительно сделать зубильцем зазубринки на соответствующих местах ламелей.

При невозможности установить, сколько у пришедшей в негодность обмотки было витков и какого провода, для выполнения ремонто-восстановительных работ можно ориентироваться, например, на типовые, характерные для электродрели ИЭ1035, данные. А это значит, что подойдет провод ПЭВ2-0.2 (хотя лучше-в шелковой изоляции, типа ПЭЛШО-0,2). Намотка - по 40 витков в секции.