Сильное искрение щеток электродвигателя: причина, сильно искрят на якоре дрели, болгарке

Содержание

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:

Перегрев обмотки статора асинхронного электродвигателя
Перегрев обмотки ротора АД
Обрыв в обмотках АД
Искрение щеток машины постоянного тока
Пониженный вращающий момент АД
Причины возникновения повышенного уровня шума в двигателях
Причины вибрации электродвигателя
Неисправности подшипников электрических машин
Подшипниковые токи и способы их устранения
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:

17 апреля 2011

2 января 2018

Искрение щеток электродвигателя

Повышенное искрение может происходить из-за неправильной установки щеток не по заводским меткам , плохого прилегания щеток к коллектору, загрязнения или частичного выгорания коллектора, повышенной вибрации щеточного устройства и др. Полностью устранить искрение практически не удается, поэтому необходимо уметь правильно определить допустимую степень искрения. В соответствии с нормами искрение на коллекторе оценивается по степени искрения под сбегающим краем щетки и по шкале классам коммутации , приведенной в таблице 9. Допустимую степень искрения можно определить и по цвету образующихся искр. Небольшое искрение голубовато-белого цвета, почти всегда имеющееся на сбегающем крае щетки, не представляет собой никакой опасности.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Содержание:

Электродвигатель постоянного тока

Почему искрят щетки в пылесосе?

Почему искрят щетки в пылесосе

Неисправности электродвигателя

Искрение щеток машины постоянного тока

Энциклопедия по машиностроению XXL

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Почему появляются искры на all-audio.

pro устранить.

Электродвигатель постоянного тока

Машина начинает искрить при частичной нагрузке. Наблюдается незначительное искрение под щетками. Щетки одного полюса искрят сильнее щеток других полюсов. При перемене направления вращения двигателя щетки сильно искрят. Искрят все щетки или часть их. Искрение сопровождается повышенным нагревом коллектора и щеток.

Щетки установлены неправильно. Проверить положение щеток по заводским меткам, имеющимся на траверсе. Расстояние по окружности коллектора между щетками отдельных брикетов неравномерно. Проверить положение щеток на коллекторе при помощи бумажной ленты и установить бракеты так, чтобы щетки соседних бракетов находились на одинаковом расстоянии по окружности коллектора. Нельзя устанавливать щетки, отсчитывая определенное число коллекторных пластин.

Небольшое искрение щеток нереверсивных машин может быть устранено в некоторых случаях незначительным сдвигом траверсы. Щетки в плохом состоянии и неправильно установлены в щеткодержателях. Металлические щетки загрязнены, обгорели, и концы их расплющены. Правильно установить щеткодержатели и щетки. Угольные щетки тщательно пришлифовать к коллектору стеклянной шкуркой применение наждачной бумаги не рекомендуется;.

Металлические щетки промыть в бензине и пригнать к коллектору. Щеткодержатели установлены неправильно. В результате этих недостатков щетка заклинивается. Правильно установить щеткодержатели. Щеточный бракет слабо закреплен и поэтому вибрирует. Подтянуть болты, крепящие бракет к траверсе. Щетки слабо прилегают к коллектору.

Рекомендуемое нажатие щеток и его проверку. Щетки слишком сильно прижаты к коллектору. Использованы щетки разных марок это нередко случается при замене сработавшихся щеток.

Вследствие различной проводимости щеток нагрузка на них распределяется неравномерно. Применять щетки только одной марки. Нажатие на щетки неодинаково, вследствие чего ток между ними распределяется неравномерно. Проверить, вычистить и исправить все контакты токопроводящей и токособирательной систем: между бракетами щеткодержателей и токособирательными кольцами. Наблюдается повышенная вибрация щеточного аппарата.

Частота собственных колебаний щеточного аппарата совпадает с частотой его вынужденных колебаний резонансные явления , вызываемых выступающими коллекторными пластинами или вибрацией коллектора. Главные и добавочные полюсы расположены неравномерно.

Проверить расстояния между краями башмаков соседних главных полюсов, а также между краями башмаков добавочных и соседних главных полюсов. Осторожно удалить все заусенцы острым шабером; отшлифовать коллектор стеклянной шкуркой, а в случае надобности обточить. В одной или нескольких якорных катушках имеется междувитковое соединение или короткое замыкание. Найти междувитковое соединение и устранить его. Поврежденные якорные катушки заменить новыми или перемотать.

При холостом ходе машина не искрит. Щетки расположены неправильно; неисправен щеточный аппарат. Проверить и исправить щеточный аппарат. Главные и добавочные полюсы чередуются неправильно.

Проверить и установить правильное чередование полярности главных и добавочных полюсов. Неправильная полярность отдельных главных или добавочных полюсов. Устранить неправильную полярность главных и добавочных полюсов. Обмотка добавочных полюсов частично или полностью шунтируется другой обмоткой. Щетки равномерно искрят при нагрузке. Зазор между якорем и отдельными или всеми добавочными полюсами не соответствует паспорту машины. Проверить методом подпитки или более грубо, пробным передвижением щеток, насколько сильны или слабы добавочные полюсы.

Если добавочные полюсы слабы, то нужно зазор уменьшить, если же они сильны, то его надо увеличить. Неисправности в машине отсутствуют.

Неправильно выбрана марка щеток. Поставить щетки другой марки. Расстояние между щетками по окружности коллектора различно, или же имеется какая-либо другая неисправность щеточного аппарата.

Наладить щеточный аппарат см. Междувитковое соединение или короткое замыкание в обмотке одного из добавочных или главных полюсов. Найти неисправную катушку ,отремонтировать ее или заменить новой.

Плохой контакт в щеточном аппарате. Плохой контакт в якоре. Тщательно проверить пайку всех соединений между обмоткой якоря и почерневшими пластинами коллектора. Все неисправные и внушающие подозрение места пайки вновь перепаять.

Если это неосуществимо из-за отсутствия постояного тока или милливольтметра, то следует все соединения между обмоткой и чернеющими пластинами вновь перепаять.

Коллектор обточить; изоляцию между пластинами продорожить. Отдельные пластины коллектора выступили или запали. Обточить коллектор. Короткое замыкание в якоре. Уравнительные соединения отпаялись.

Отсутствуют уравнительные соединения. Поставить уравнительные соединения по указанию завода-изготовителя. Число уравнительных соединений недостаточно. Изоляция между двумя или несколькими коллекторными пластинами сильно выгорела. Иногда с треском вылетают длинные искры в момент выхода неисправных мест коллектора из-под щеток.

Обрыв в катушке якоря, находящейся между почерневшими пластинами коллектора. Найти место обрыва. При обрыве в обмотке заменить неисправную катушку новой. Ослабла затяжка коллектора. Затянуть и обточить коллектор. Между пластинами коллектора выступает изоляция. Неисправен щеточный аппарат. Поставить новый коллектор. Устранить перегрузку. Если при повышенном нагреве якоря наблюдается неравномерное нагревание отдельных катушек главных полюсов, то налицо междувитковое соединение или короткое замыкание в одной или в нескольких катушках главных полюсов искажение магнитного поля вызывает появление уравнительных токов в якоре.

Найти неисправные катушки , отремонтировать их или заменить новыми. Если якорь сильно нагревается даже у непогруженной машины и щетки одного полюса искрят сильнее щеток других полюсов, то причиной неисправности является плохая центровка якоря, при которой зазор между якорем и отдельными полюсами неодинаков.

Перезалить вкладыши подшипников или заменить их новыми. Отрегулировать зазоры между якорем и полюсами ,не нарушая центровку якоря с сопряженной машиной. Коллектор негладкий или бьет. Вся машина вибрирует. Неравномерный износ коллекторных пластин может быть вызван различной твердостью меди редко встречающийся случай. Проверить биение коллектора.

Устранить вибрацию машины. Это нередко наблюдается в машинах быстроходных, например у возбудителей турбогенераторов. Продорожить коллектор. Щетки поставлены неправильно, вследствие чего коллектор изнашивается неравномерно. Правильно установить щетки. Лучше всего установить новую машину закрытого типа герметическую. Коллектор загрязнен ввиду чрезмерного смазывания или применения слишком мягких угольных щеток.

Протереть коллектор чистой неволокнистой тряпкой, слегка смоченной в бензине но не пропитанной им!

Почему искрят щетки в пылесосе?

Забыли пароль? Изменен п. Расшифровка и пояснения – тут. Автор: 67рус , 6 сентября в Электроника. Как-то попалась мне большая 2-х киловаттная болгарка Skill с плавным запуском сосед принёс, они ей рукоять поплавили случайно. Вообщем плавный запуск пришлось удалить, так как симмистр был испорчен.

Повышенное искрение щеток в электродвигателе пылесоса, говорит о неисправности, которая может существенно сократить срок эксплуатации.

Почему искрят щетки в пылесосе

При работе генераторов и электродвигателей постоянного тока чисто наблюдается искрение на коллекторе , при этом на поверхности его появляются борозды, пластины подгорают. В результате коллектор и щетки быстро изнашиваются. Искрение на коллекторе может быть вызвано неисправностями коллектора, щеток, щеткодержателей и обмоток электродвигателей. Неисправности коллектора и их устранение. Шероховатость поверхности является наиболее распространенной неисправностью коллектора. Шероховатость поверхности коллектора возникает в результате царапин, нагара или слоя окиси на коллекторе. Царапины наносятся твердыми частицами, попавшими на коллектор под щетки.

Неисправности электродвигателя

Преимущества коллекторных электродвигателей — высокие обороты, малые габариты и масса по сравнению с асинхронными и тем более синхронными моторами той же мощности — определили самое широкое их применение в ручном инструменте и нестационарной бытовой технике. Но есть и недостаток. Это щёточный механизм, который не просто подвержен ускоренному износу, требует регулярного обслуживания и замены элементов, создаёт дополнительный шум и помехи, но также может если пренебрегать оным обслуживанием стать причиной необратимой поломки оборудования и даже пожара. Можно ли решать эти проблемы, не прибегая к хлопотным и недешёвым посещениям сервисных центров?

Итак: Пациент – болгарка советских времен с надписью ITALY, взятая у отца а ему вероятно перешедшая по наследству от своего отца – моего деда.

Искрение щеток машины постоянного тока

При эксплуатации пылесоса необходимо периодически проводить профилактический осмотр деталей, содержащихся внутри его корпуса. Понадобится включать электродвигатель. При этом очень важно обращать внимание на интенсивность появления искр в области его скользящих контактов — щеток. Едва заметное глазу искрение является нормой для исправно работающего мотора. Но сильные и частые проблески свидетельствуют об отклонениях в работе двигателя.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Яркое, прерывистое свечение под днищем, когда искрит стиральная машина, должно насторожить хозяев и подвигнуть их остановить процесс стирки для выяснения причин. Отсоединить от электричества. Отсоединить стиральную машину от электросети. Искрят щётки двигателя. Искрение щёток электродвигателя происходит в результате плохого контакта с коллектором. Так бывает когда за годы эксплуатации стиральной машины, щётки мотора стираются до такого состояния, что контакт ещё существует, но уже становится всё хуже.

Коллекктор был зачищен нулевкой, обмотки припаяны. Прижим щеток выполнен хорошо. Пробный запуск выявил заметное искрение в.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео.

Если шуруповерт искрит редкими и небольшими искрами, это необязательно говорит о его неисправности. Только что купленный инструмент может так себя вести в первые 10—15 минут работы, пока притираются щетки. Если же времени прошло достаточно, а искрение не прекращается, лучше вернуть шуруповерт. Но что делать, если проблема проявилась спустя годы работы электроинструмента, и срок гарантии давно истек? Главная причина, по которой искры появляются даже на новом движке — это механическое взаимодействие коллектора и щеток.

В домашнем хозяйстве практически все электродвигатели коллекторные- это синхронные устройства. Как они устроены и работают читайте в нашей предыдущей статье.

Содержание: Что такое щетка в пылесосе? Какие бывают искры? Если искры возникают постоянно Причины возникновения искр Старые щетки пора выбросить Где взять запасные щетки? А что с контактом? Другие досадные мелочи Проверяем щеткодержатели пылесоса Определяем угол наклона Грязь — это враг пылесоса Боремся с замыканием.

Трудно себе представить арсенал домашнего мастера без такого популярного электроинструмента, как угловая шлифмашинка УШМ или болгарка народное название. Свою популярность УШМ получила за счет универсальности, так как этот инструмент можно применять для резки, шлифования, пиления, полировки, зачистки, наточки и прочих работ. Причем обрабатывать можно абсолютно любые материалы. В процессе эксплуатации инструмента возникают разные поломки, и одной из самых распространенных является искрение щеток на УШМ.

Все, что вам нужно знать о щеточных двигателях

Если вы когда-нибудь видели искры, исходящие из вентиляционных отверстий двигателя дрели, вы видели электрические щеточные двигатели в действии. Дугообразование возникает из-за того, что электричество передается от статора, который является невращающейся частью двигателя, к якорю, который является вращающейся частью. Щетки — это части статора электродвигателя, которые проводят ток к ротору.

Что такое щеточный двигатель и как он работает?

Когда на электромагнит в якоре подается электричество, создается магнитное поле, которое притягивает и отталкивает магниты в статоре. Якорь вращается по кругу на 180 градусов. Чтобы электромагнит продолжал вращаться, необходимо поменять местами полюса. Щетки отвечают за смену полярности. Они контактируют с двумя вращающимися электродами якоря. Магнитная полярность электромагнита меняется на противоположную при его вращении.

Регулируя рабочее напряжение или напряженность магнитного поля, можно регулировать скорость и крутящий момент, чтобы получить постоянную скорость или скорость, обратно пропорциональную механической нагрузке. (Контроллер посылает импульсы тока на обмотки двигателя, которые регулируют скорость и крутящий момент двигателя.)

📌 Электрические двигатели, краны, бумагоделательные машины и сталепрокатные заводы используют щеточные двигатели. Коллекторные двигатели могут не работать, когда требуется большой крутящий момент. Трение щеток увеличивается с увеличением скорости, а реальный крутящий момент уменьшается.

Если вы хотите ознакомиться с полным ассортиментом электродвигателей, вы можете прочитать статью об электродвигателях, чтобы узнать больше об их типах и принципах работы электродвигателей.

Что такое угольная щетка?

Угольная щетка представляет собой скользящий контакт, используемый в щеточных двигателях и генераторах для передачи электрического тока от статической части к вращающейся, обеспечивая при этом безыскровую коммутацию.

Угольная щетка может быть любой из следующих: Она состоит из одного или нескольких атомов углерода. Включены один или несколько шунтов и клемм.

🔹 Кисти изготовлены из пяти различных семейств кистей. Каждый из них адаптирован к конкретным потребностям и имеет свой собственный метод производства.

Рабочие параметры

В работе электрических машин угольная щетка имеет решающее значение. Мы должны учитывать три типа параметров, чтобы он выполнял свою функцию:

Механические
Электрические
Физические и химические

Инструменты с бесщеточным двигателем, такие как дрели, отбойные молотки, рубанки, кусторезы и шлифовальные машины, должны работать должным образом. Угольные щетки выбираются в зависимости от марки и типа инструмента. Их надевают на постоянную часть двигателя, чтобы гарантировать максимально эффективную передачу мощности на ротор (вращающаяся часть). Они позволяют переключаться без искры.

Эти компоненты, работающие парами, являются изнашиваемыми деталями, склонными к трению. Токосъемные кольца постоянно соприкасаются с угольными щетками. Эти графитовые компоненты бывают разных форм и размеров. Они могут иметь пружину, соединение (провод с вилкой) или вообще не иметь щеткодержателя. Коллекторные двигатели бывают разных размеров и форм (часто квадратных и прямоугольных) и могут иметь канавки для облегчения направления.

Скорость сверла выражается в процентах от крутящего момента, который определяется интенсивностью магнитного поля. Угольные щетки подпружинены и прикреплены к пружине пластиной, что гарантирует плавную передачу мощности. При определенных обстоятельствах щетки удерживаются на месте щеткодержателем с пружиной, предназначенной для увеличения усилия.

Щетки-отбойники, с другой стороны, используются для остановки щеточного двигателя и, в конечном счете, сверла до полного износа графитового материала. Это делается для того, чтобы сохранить максимальную производительность.

Щетки, совместимые с портативными электроинструментами, такими как дрели, обычно продаются производителями. Толщина, глубина и ширина изделия измеряются в миллиметрах или дюймах соответственно. Однако эти характеристики могут отличаться от одного производителя к другому.

Процесс производства

Комбинирующие элементы
Добавление давления к комбинации
Зеленые щетки запускаются.
Оперативная поддержка

Что такое коллекторный двигатель постоянного тока?

Любой специалист по управлению движением должен уметь различать коллекторные и бесщеточные двигатели постоянного тока. Раньше щеточные двигатели были довольно распространены. Хотя бесщеточные двигатели постоянного тока полностью заменили их, правильный двигатель постоянного тока любого типа может значительно повысить эффективность проекта.

Ниже перечислены основные компоненты коллекторного двигателя постоянного тока:

Статор — корпус с постоянными магнитами.
Якорь представляет собой ротор с установленным на нем рядом электромагнитов. Внутри статора он вращается свободно.
Коллектор — металлическое кольцо, прикрепленное к валу якоря, называется коллектором.
Щетки — для обеспечения подачи электричества к обмоткам якоря угольные пластины остаются в контакте с коллектором.

В чем разница между бесщеточными и коллекторными двигателями постоянного тока?

Якорь, состоящий из намотанных проволочных катушек, действует как двухполюсный электромагнит в щеточном двигателе постоянного тока. Коммутатор, механический поворотный переключатель, дважды за цикл меняет направление тока. В результате полюса электромагнита тянут и толкают постоянные магниты вдоль внешней части двигателя, позволяя электричеству более свободно проходить через якорь. Когда полюса коммутатора пересекают полюса постоянных магнитов, полярность электромагнита якоря меняется на противоположную.

С другой стороны, бесщеточный двигатель имеет в качестве ротора постоянный магнит. В нем также используются три ступени приводных катушек, а также уникальный датчик, отслеживающий положение ротора. Датчик передает опорные сигналы контроллеру, отслеживая положение ротора. Затем катушки систематически активируются контроллером, одна фаза за другой.

Преимущества коллекторных двигателей постоянного тока

Общие затраты на строительство низкие.
Восстановление — распространенный способ продлить срок службы изделия.
Простой и недорогой контроллер
Для фиксированной скорости контроллер не требуется.
Идеален для использования в суровых условиях эксплуатации

Недостатки щеточных двигателей постоянного тока

Менее эффективен
Электрические шумы: Коммутационные движения вызывают сильный электрический и электромагнитный шум из-за постоянного создания и разрыва индуктивных соединений.
Срок службы: Щетки и коллекторы изнашиваются из-за постоянного прямого контакта с валом.

Использование коллекторных двигателей постоянного тока

🔹 В бытовых товарах и автомобилях по-прежнему широко используются коллекторные двигатели постоянного тока. Они также имеют большое промышленное значение из-за возможности изменять отношение крутящего момента к скорости, что возможно только с щеточными двигателями.

Бесщеточный или щеточный двигатель: что лучше?

Как правило, бесщеточные двигатели превосходят щеточные. Пользователи могут извлечь выгоду из снижения затрат на техническое обслуживание, повышения эффективности, а также меньшего количества тепла и шума. Бесщеточные двигатели имеют один или несколько постоянных магнитов и являются синхронными. Электроинструменты с бесщеточным двигателем в настоящее время считаются предметами высокого класса.

Статор и ротор — это два электрических компонента двигателя постоянного тока. Когда вы включаете двигатель, он создает магнитное соединение, которое толкает его вперед. Когда напряжение, управляющее двигателем, изменяется на противоположное, двигатель вращается в другом направлении.

Почему бесщеточные двигатели дороже, чем щеточные?

Ротор (вращающаяся часть машины) приводится в действие внутри статора в традиционном электродвигателе (неподвижная часть). Коллектор или коммутатор, который соприкасается с крошечными угольными щетками, соединяет их через электрическое соединение.

Ротор в бесщеточной технологии состоит из магнитов, тогда как статор состоит из катушек, которые попеременно заряжены положительно или отрицательно. В результате полюса притягиваются и отталкиваются друг от друга, позволяя двигателю вращаться. Преимущество заключается в том, что ротор и статор не имеют физического контакта. Электромагниты используют магнетизм для передачи энергии от одного к другому.

Двигатель питается от постоянного тока и работает от переменного тока, генерируемого электронной картой, которая преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток. В результате катушки питаются попеременно, что приводит к вращающемуся полю и, следовательно, к вращению. Электронный модуль, который либо встроен в двигатель, либо размещен в корпусе, постоянно регулирует ток, чтобы двигатель работал с оптимальной эффективностью. В результате улучшается общая производительность, и вы получаете больше отдачи от затраченных средств.

Ссылка: https://www.linquip.com

Часто задаваемые вопросы ❓

Что такое щеточный двигатель постоянного тока?
Одной из самых основных форм двигателя постоянного тока является коллекторный двигатель постоянного тока. Механическая коммутация используется для передачи тока на обмотки двигателя через щетки.

Где используются щеточные двигатели постоянного тока?
Щеточные двигатели постоянного тока, с другой стороны, обеспечивают высокий пиковый крутящий момент и могут приводиться в действие простыми регуляторами скорости для широкого спектра применений. Они часто дешевле, чем альтернативные варианты, особенно в больших количествах. Также они могут иметь линейную связь крутящий момент-скорость, что упрощает управление.

Чем отличается щеточный двигатель от бесщеточного?
Бесщеточные двигатели имеют три провода, а щеточные — два. Бесщеточные двигатели не имеют щеток, а щеточные двигатели имеют. Вы также можете узнать, осмотрев двигатель.

Как работают коллекторные двигатели постоянного тока?
Механическое переключение используется в щеточных двигателях постоянного тока для изменения полярности тока в обмотках якоря (и обеспечения плавного вращения якоря). Коммутатор представляет собой механический коммутационный узел (обычно состоящий из меди). Щетка (из углерода, металла, графита или смеси материалов), шунт и пружина, а также устройство позиционирования щетки и соединения составляют щеточный узел, взаимодействующий с коллектором.

Заключение 📜

Что мы можем сказать о щетках вкратце сейчас, так это то, что щетка представляет собой электрический контакт, который передает электричество от неподвижных проводов к движущимся элементам, чаще всего на вращающемся валу. Электродвигатели, генераторы переменного тока и генераторы являются примерами типичного использования. Срок службы угольной щетки определяется тем, как часто используется двигатель и какая мощность прикладывается к нему. Угольные щетки являются одним из самых недорогих компонентов электродвигателя. С другой стороны, они часто являются критическим компонентом, обеспечивающим долговечность двигателя («жизнь») и производительность. Их производство требует высокого уровня контроля качества и контроля производственного процесса на всех стадиях технологического процесса.

Срок службы щеток двигателя постоянного тока | Plant Services

Вы хотите сократить время простоя и добиться более длительного бесперебойного срока службы двигателя? В ваших попытках вас загнали в тупик проблемы с щеткой двигателя постоянного тока и коммутатором? Хотите знать, что считается нормальным сроком службы щетки? Вы ищете способы увеличить срок службы щетки? Если ваши ответы да , то эта статья как раз для вас.

Чтобы обеспечить длительный срок службы щетки, нам необходимо знать условия, которые способствуют износу щетки, компромиссы при изменении этих условий и степень износа, которая считается нормальной для данного применения. Затем мы можем посмотреть, оценить и изменить условия, чтобы достичь наилучшего компромисса между сроком службы щеток и затратами, связанными с такими вещами, как износ коллектора, работа с чистыми воздуховодами, изменения производственной нагрузки, контроль влажности и тому подобное.

Почему изнашиваются щетки

Износ щеток постоянным током возникает в результате механического трения и электрической эрозии. Трение производит угольную пыль. Электрическая эрозия испаряет углерод, оставляя мало физических остатков.

Трение

Натирание углеродом голой меди имеет высокий коэффициент трения. Стандартный коллектор без покрытия с хорошей пленкой обеспечивает самый низкий коэффициент трения. С хорошей пленкой коэффициент трения может быть снижен до 10 процентов от исходного значения чистой меди.

Коэффициент трения между пленочным коллектором и щеткой уменьшается до определенного момента с повышением температуры коллектора. Например, данная щетка может иметь коэффициент трения 0,15 при работе на коллекторе с температурой поверхности 140 градусов по Фаренгейту. Когда температура поверхности достигает 220 градусов по Фаренгейту, коэффициент трения может быть 0,08. Более высокие температуры приводят к увеличению коэффициента трения.

Стандартные щетки на теплых коллекторах на средних скоростях имеют коэффициент трения от 0,13 до 0,19- низкий коэффициент трения.

Некоторые щетки с низким коэффициентом трения не такие твердые, как щетки с более высоким коэффициентом трения. Жесткая щетка со средним коэффициентом может обеспечить более длительный срок службы, но может быть более шумной при работе. Однако есть много исключений. Существует ряд твердых сортов с низким коэффициентом трения.

Механические проблемы, такие как высокое содержание слюды, высокое давление пружины щетки, заостренный край на медном стержне или другие дефекты на поверхности коллектора, также вызывают трение. Износ щеток двигателя без двигателя в тандемной мотор-двигательной установке или ненагруженного генератора в мотор-генераторной установке происходит из-за трения. Трение является функцией атмосферы, температуры, токовой нагрузки и механических характеристик двигателя.

Эрозия

Эрозия является результатом неправильной пленки коллектора или условий износа, таких как нарезание резьбы. Другие условия настройки двигателя или механические проблемы, такие как нейтральная установка щетки, сила межполюсного контакта, низкое давление пружины щетки, плохая посадка щетки, высокое содержание слюды и эксцентриситет коллектора, также могут вызывать искрение и эрозию. Искрение увеличивается с текущей нагрузкой и скоростью двигателя. Срок службы щеток уменьшается с увеличением искрения.

Состояние пленки коллектора напрямую влияет на трение, эрозию и срок службы щеток. Коллектор должен иметь хорошую пленку, чтобы обеспечить хороший срок службы щеток.

Что такое хорошая коллекторная пленка

Соответствующий ток, проходящий между углеродом и медью в присутствии водяного пара, образует микроскопический слой медно-углеродного композита или пленки. Цвет этой пленки шоколадно-коричневый или от полированной бронзы до темно-коричневого или черного и равномерный. Это не яркая медь и не обожженная черная медь. Обратитесь к таблице изображений цвета и внешнего вида коммутатора, чтобы определить состояние вашего коммутатора. Существует состояние, известное как ложная пленка , при котором отложения щеточного графита запекаются на коллекторе, что приводит к внешнему виду, похожему на темную пленку. Масло также может оставлять покрытие, напоминающее пленку. Если вашу пленку можно легко стереть, это не та пленка, которая нужна для хорошего коммутатора!

Пленка коллектора представляет собой непрерывный процесс формирования и снятия. Хорошая пленка имеет толщину всего 0,000 000,2 дюйма (200 нанодюймов). Таким образом, условия, необходимые для создания хорошей пленки, должны всегда присутствовать. Изменения тока или влажности влияют на пленку коллектора.

Требования к хорошей пленке

Определенные условия формируют и поддерживают хорошую пленку. Большая часть рабочего времени должна находиться в пределах расчетного диапазона плотности тока щетки . Для некоторых типов щеток на теплых коллекторах этот диапазон обычно составляет от 55 до 85 ампер на квадратный дюйм. Если плотность тока превышает это значение в течение длительного времени, коммутатор нагревается, чернеет, а срок службы щеток сокращается. Если плотность тока слишком низкая, пленка будет отслаиваться от коммутатора и начнет прокручиваться. Если продолжить работу, искрообразование и заедание увеличиваются, щетки быстро изнашиваются, а коллектор требует шлифовки.

Часто двигатели работают непрерывно при малых нагрузках, поэтому плотность тока щеток всегда ниже минимальной. Переход на щеточный сорт, который снимает пленку при более низкой плотности тока, может решить проблему легкой нагрузки.

Часто лучшим решением является удаление одного или нескольких рядов щеток, чтобы вернуть плотность тока в приемлемый диапазон. При удалении щеток из комплектов щеток, расположенных в шахматном порядке, оставшиеся щетки на каждой стойке должны покрывать ту же дугу поверхности коллектора, которая была покрыта до удаления щеток. Это означает, что сначала необходимо снять щетки с центральной стойки, установленной на каждой шпильке. При использовании щеток индикатора износа убедитесь, что они остались. Обычно это не проблема, так как щетки индикатора износа чаще всего представляют собой внутреннюю, среднюю и внешнюю щетки на шпильке. Обычно производитель рекомендует порядок снятия щеток. Должна быть предусмотрена какая-то система, обеспечивающая замену снятых щеток, если нагрузка возвращается к нагрузке, близкой к паспортной.

Температура коллектора на торце щетки должна быть не менее 60°С (140°F). Если коллектор работает в холодном состоянии, образуется недостаточный слой оксида меди. Горячие коммутаторы из-за высоких температур окружающей среды, перегрузок или потери охлаждающей жидкости не только увеличивают износ щеток, но и сокращают срок службы изоляции. Тепловая защита двигателя помогает предотвратить это состояние.

Для создания хорошей пленки требуется достаточное количество водяного пара , чтобы обеспечить абсолютную влажность от 2 до 7 гран воды на кубический фут воздуха. Когда абсолютная влажность составляет менее 2 гран (около 0,00457 унции) воды на кубический фут (около 20 процентов относительной влажности при 75 градусах по Фаренгейту или 40 процентов относительной влажности при 55 градусах по Фаренгейту), щетки быстро изнашиваются. Высокая влажность вызывает избыточную пленку, низкие показания сопротивления изоляции или замыкания на землю.

Используйте цифровые измерители для измерения температуры и влажности воздуха на входе в двигатель и в нескольких точках вокруг двигателя. Показания должны быть в одном диапазоне. Двигатели, расположенные на некотором расстоянии, могут находиться в условиях, дающих разные результаты. Ожидайте, что летние показания будут отличаться от зимних. Рисунок 2 представляет собой графическое представление отношений влажности.

Нас беспокоит работающее давление щетки , а не давление пружины. Давление щетки зависит от давления пружины и положения щетки. Трение между щеткой и держателем также влияет на давление щетки. Скорость коллектора, тип щетки, отделка держателя щетки и зазор щетки в держателе влияют на коэффициент трения щетки и держателя. Трудно измерить давление щетки в полевых условиях, поэтому измерьте давление пружины. При слабых пружинах и легком нажиме пружины щетка искрит. Если давление слишком велико, трение и износ увеличиваются. Давление пружины щетки от 3 до 8 фунтов на квадратный дюйм обеспечивает хороший срок службы и производительность щетки. Соблюдайте рекомендации производителя по давлению пружины.

Коэффициент трения между щеткой и коллектором увеличивается линейно с скоростью поверхности коллектора . Износ щеток пропорционален коэффициенту трения. При более высоких скоростях, выше 5000 или 6000 футов в минуту, может потребоваться большее давление щетки, что приведет к сокращению срока службы щетки. При высоких скоростях ослабления поля ухудшается коммутация и увеличивается искрение. При более высоких скоростях пленка может сниматься с коллекторов быстрее, чем она образуется. Если двигатель работает на высоких скоростях только в течение коротких периодов времени, пленка все еще может сохраняться.

При заданных оборотах двигателя, чем меньше диаметр коллектора, чем ниже поверхностная скорость, тем больше срок службы щетки. Как правило, скорость поверхности коллектора промышленных двигателей ограничена 8000 футов в минуту.

Материал щеток или сорт способствует получению хорошей пленки коллектора на большинстве встроенных двигателей постоянного тока мощностью в л.с. Специальные сорта щеток компенсируют некоторые нежелательные условия.

Любое исправление щетки является компромиссом, поскольку оно компенсирует некоторые особенности эксплуатации в полевых условиях, которые отличаются от основной задачи конструкции двигателя. Исправление иногда вызывает новые проблемы.

Химическое загрязнение воздуха становится частью пленки или влияет на нее. Отсутствие посторонних химикатов дает хорошую пленку. Пары силикона, хлор, сера, ПВХ, грязь и масло являются одними из промышленных загрязнителей, особенно вредных для пленки коллектора.

Герметики на силиконовой основе не должны использоваться для герметизации воздуховодов двигателя, крышек люков или любых сопрягаемых поверхностей на двигателе или рядом с ним. Силиконовые герметики выделяют пары уксусной кислоты, которые разрушают пленку коллектора. Другие герметики выделяют пары, вредные для коллекторной пленки. Герметики Permatex без силикона можно использовать без вреда для здоровья.

Механическая целостность и установка коммутатора должны обеспечивать концентричность с поверхностью без дефектов. Оснастка щетки должна быть прочной и правильно выровнена. Проверить пружины на натяжение. Проверил держатели щеток и щетки, чтобы убедиться, что движение щетки из стороны в сторону в держателе не является чрезмерным. Щетки должны свободно перемещаться в своих держателях и сидеть на коллекторе. Щеточные шунты или пигтейлы должны плотно входить в щетку и иметь достаточный размер, чтобы выдерживать токи перегрузки, превышающие стандартные 150 процентов

Щетки должны находиться в нейтральном положении. Межполюсники должны быть правильно отрегулированы, проложены и закреплены.

Замените пружины, размеры которых выходят за пределы рекомендуемого диапазона. Если кисть неаккуратно стоит в держателе, сравните размеры производителя с измеренными размерами щетки и держателя, чтобы определить, связана ли проблема с щеткой или держателем. При необходимости замените изношенные детали. Неправильная посадка щеток приводит к искрообразованию и может привести к сколам щеток.

Щетки для сидений с наждачной бумагой; никогда не используйте наждачную шкурку, так как зернистость является проводящей и может застрять между стержнями коллектора. Грубую посадку можно выполнить наждачной бумагой с зернистостью 60 или 100. Окончательную притирку следует выполнить более мелкой наждачной бумагой.

Коммутация и срок службы щеток

В двигателе постоянного тока коммутация периодически меняет направление тока в отдельных катушках якоря для поддержания однонаправленного крутящего момента, когда катушки якоря движутся под чередующимися полюсами поля. Коммутатор реверсирует ток через катушки якоря, выходя из-под влияния одного полюса поля и приближаясь к влиянию другого. Щетка двигателя контактирует более чем с одним сегментом коммутатора, и петля якоря на мгновение замыкается.

Если на концах короткого замыкания имеется разность потенциалов, между щеткой и коллектором возникает сильное искрение. Коллектор сгорает и выгорает, что сокращает срок службы щеток. Убедитесь, что во время кратковременного короткого замыкания в петле коммутатора не индуцируется напряжение.

Короткое замыкание, возникающее при движении активных проводников в контуре якоря параллельно полю, не позволяет перерезать магнитные силовые линии. В контуре якоря не будет индуцироваться напряжение. Эта вертикальная ось, занимаемая закороченным контуром якоря, является геометрической нейтральной плоскостью. Теоретически именно здесь и происходят блестки или черная коммутация. Но жизнь не так проста! Из-за ЭДС самоиндукции и изменений нагрузки ситуация несколько сложнее и выходит за рамки этой статьи. В конце концов, электрическая нейтраль должна быть правильно настроена, чтобы обеспечить хорошую коммутацию и длительный срок службы щеток.

Когда мы говорим о коммутационной способности двигателя, мы также имеем в виду способность якоря выдерживать ток. Стандартные промышленные двигатели постоянного тока должны успешно коммутировать 150 процентов тока полной нагрузки, указанного на паспортной табличке, в течение одной минуты при любой скорости в пределах диапазона скоростей двигателя, указанного на паспортной табличке. Точного определения успешной коммутации не существует.

Коммутация может считаться успешной, даже если возникает искрение, при условии, что это не приводит к чрезмерному техническому обслуживанию . Прерывистое искрение или незначительное искрение не обязательно указывают на плохую коммутацию. Однако определите и устраните причину чрезмерного искрения.

Количество искрения обычно обозначается как степень искрения со ссылочным номером, таким как 1, 1-1/4, 1-1/2, 2 и т. д. На рис. 1 показан пример системы нумерации степеней искрообразования. Системы нумерации зависят от производителя двигателя.

Меньшие числа обозначают несколько маленьких искр, большие числа указывают на большее количество и более крупные искры, которые наносят наибольший ущерб щеткам и коллектору. Наиболее желательна черная коммутация без видимого искрообразования.

Коэффициент скорости износа иногда присваивается степени искрообразования. Коэффициент износа составляет 1,00 для данного двигателя в данном приложении, когда коммутация находится в плюсе . Предположим, что это условие обеспечивает срок службы щетки 7000 часов. Если степень искрообразования изменится на 2 с соответствующим коэффициентом износа 1,75, новый ожидаемый срок службы щетки составит 4000 часов (7000 часов разделить на 1,75).

Что такое нормальный срок службы щеток

По оценкам, срок службы щеток составляет 7500 часов, что является нормальным для двигателей постоянного тока средней мощности с хорошей пленкой коллектора и поверхностными скоростями коллектора в диапазоне от 2500 до 4000 футов в минуту. Минимальный срок службы может составлять от 2 000 до 5 000 часов, а максимальный — 10 000 часов. Однако нередко двигатели с малой или переменной нагрузкой имеют срок службы щеток менее 2000 часов. Срок службы щеток еще больше сокращается при более высоких скоростях поверхности коллектора. Как правило, срок службы щетки при 3600 об/мин вдвое меньше, чем при 1800 об/мин.

Нагрузка также влияет на срок службы щетки. Срок службы двигателя мощностью 50 л.с., 1750 об/мин и поверхностной скоростью коллектора 2620 футов в минуту может выглядеть так, как показано в Таблице 3.

Щетки более высокого класса имеют три линии износа для контроля срока службы щеток. Замените щетки, когда они изнашиваются до третьей линии.

Срок службы щетки зависит от следующего:

применение и рабочий цикл,
атмосферные условия,
, включая пленку, биение, качество подрезки и т. д.,
конструкция узла щетки, включая класс щетки, длину щетки, конструкцию держателя, давление пружины и т.