Сильно искрят щетки двигателя электроинструмента причина

Опубликовано 31.03.2017 пользователем Johhny

В процессе работы приборы с коллекторным электродвигателем могут искрить. Сильное искрение часто свидетельствует о скорой поломке инструмента. Необходимо своевременно разобраться в причинах появления повышенного искрообразования и принять меры к его устранению. В статье рассмотрены наиболее вероятные причины появления этого негативного явления.

Основой устройств с электрическими двигателями переменного тока является щёточно-коллекторный модуль, который обеспечивает электроконтакт ротора со статической частью электроприбора. Данный модуль состоит из двух частей: коллектора, находящегося на роторе и щёток – скользящих контактов, расположенных за пределами роторной части и прижатых к коллектору. Искрение на коллекторном электродвигателе появляется в результате механического взаимодействия подвижной и неподвижной частей. Контакт между коллектором и щетками периодически прерывается, что приводит к переходному процессу в электроцепи и влечет за собой появление искры. Щетки коллектора электродвигателя являются самой недолговечной частью конструкции. Поэтому, со временем могут наблюдаться различные проблемы, связанные с их работой.

Даже на исправном электродвигателе обычно присутствует слабое искрение щеток. Если электроприбор нормально включается, развивает обороты на полную мощность и при этом искрообразование малозаметно, то поводов для беспокойства нет.

Причины искрения щеток электродвигателя

Разберем наиболее часто встречающиеся неисправности щёточно-коллекторного узла.

1) Износ щеток.
При сильном износе этих элементов, электродвигатель не развивает обороты на полную мощность, а также может не включаться (постоянно или периодически). В этом случае, при включенном электроприборе отверткой с изолированной рукояткой можно прижать щетку к якорю. Если наблюдается увеличение оборотов двигателя, то проблема выявлена правильно. Скорее всего замена изношенных частей на новые исправит ситуацию. Иногда также требуется замена пружин щеткодержателей.

2) Межвитковое замыкание обмотки якоря.
Неисправностью приборов с электрическими двигателями может быть поломка якоря. В таком случае будет наблюдаться искрение в области обеих щёток, кроме того обмотка якоря будет сильно нагреваться из-за того, что на одни контакты поступает ток большей величины чем на другие. При ремонте этой неисправности перематывают обмотку якоря или полностью заменяют деталь.

3) Выход из строя статора.
При поломке статора обычно искрит только одна из щеток. Для его проверки необходимо замерить сопротивление обмоток. Одинаковое сопротивление обоих обмоток (как правило 4 Ом) свидетельствует об исправном статоре. Разное сопротивление на обмотках говорит о том, что статор неисправен и его обмотку необходимо перемотать.

4) Замыкание контактов коллектора.
В результате износа контактов образовывается графитовая пыль, которая скапливается между ними, замыкая их. В этом случае при работе электроприбора наблюдаются крупные искры. Для устранения поломки необходимо отчистить промежутки между контактами от графитовой пыли. Также необходимо проверить щетки коллектора, так как при их правильном расположении и правильно подобранной форме пыль появляется в минимальном количестве.

5) Загрязнение контактов коллектора.
При загрязнении контактов нагаром будут искрить обе щетки, электродвигатель не сможет развить обороты на полную мощность. Нагар на коллекторе появляется при его перегреве. Плохой электроконтакт приведёт к увеличению сопротивления в элемента, что в свою очередь приведет к еще большему искрообразованию и нагару. В этом случае необходимо произвести чистку контактов коллектора от нагара. Делается это наждачной бумагой минимальной зернистости. Важно при чистке не испортить форму контактов. Поэтому для чистки должны применяться специальные колодки. В домашних условиях для чистки можно использовать шуруповерт. В патрон зажимается якорь, вращая на минимальных оборотах аккуратно прислоняем наждачную бумагу к коллектору. Направление вращения якоря при чистке должно совпадать с направлением его вращения в электроприборе.

Итак, у вас дрель искрит на щетках и вы не знаете, что делать в такой ситуации. Эта статья расскажет, из-за чего это происходит, нужно ли это исправлять, а если нужно, то как.

Сразу стоит отметить, что наличие указанного искрения во время работы — это вполне допустимое явление. Правда только в том случае, если искры небольшие и их не так уж и много. Если же они прямо сыпятся, то это может свидетельствовать о неисправности.

Заметим, что на новом исправном электроинструменте щетки могут первое время тоже сильно искрить, так как им необходимо сначала притереться. На притирку обычно хватает 10-15 минут работы. Если после этого все осталось как было, то лучше отнести инструмент обратно в магазин с претензией.

Если же ваша дрель уже негарантийная, то можно попробовать исправить все самому.

Но сначала опишем причины данного явления.

Почему искрят щетки в электродвигателе?

Искры, в том числе и на исправном движке, появляются из-за механического воздействия между щетками и коллектором. Щетка, двигаясь по коллектору от одного его контакта к другому, поочередно образует и разрывает соединение с каждым из них. А теперь вспомните, что бывает, если из розетки выдернуть любой работающий электроприбор — обычно в такой момент между вилкой и розеткой проскакивает искра. В случае щеточным двигателем это такое же явление.

Поэтому небольшое искрение даже на исправном электродвигателе допустимо, поскольку соединение и разрыв здесь постоянно возникают.

Причины сильного искрения и способы их устранения

Теперь перейдем к сильному искрению. Оно возникает в основном по следующим причинам:

1. загрязнение контактов коллектора нагаром
2. попадание графитовой пыли между контактами коллектора
3. межвитковое замыкание в обмотке якоря

Пройдемся по каждому пункту отдельно.

1) Загрязнение нагаром получается в результате перегрева двигателя. Наличие нагара приводит к еще большему трению, что ведет к еще более быстрому перегреванию и еще большему образованию нагара. Что очень быстро приводит к поломке.

Излишнее искрение же здесь получается из-за того, что нагар образует дополнительное сопротивление, при котором искра при разрыве получается более крупной и мощной.

В общем нагар следует незамедлительно удалить.

Делается это нулевой наждачной бумагой. То есть надо извлечь коллектор вместе с якорем и аккуратно его зачистить. В идеале желательно проводить зачистку на токарном станке, чтобы не нарушить правильность окружности. Но, как правило, такой возможности нет, поэтому можно обойтись и ручной зачисткой. Главное при этом не переусердствовать.

2) При работе дрели щетки стираются, из-за чего образуется графитовая пыль. Она запросто может скапливаться между контактами коллектора и приводить к замыканиям между ними, так как она является проводником электричества и имеет свое сопротивление. Из-за этого ток распределяется неравномерно, что приводит к возникновению крупных искр в некоторых местах.

У исправной дрели стирание происходит довольно медленно, поэтому графитовая пыль почти не скапливается. Соответсвенно ее накопление сигнализирует о том, что щетки при работе занимают неправильное положение. Обычно такое бывает, когда они стоят не вплотную в своем пазе, а, наоборот, имеют некоторый люфт.

Часто такое происходит при замене щеток, когда их подбирают не совсем подходящими по размеру. Поэтому при замене этому моменту следует уделять пристальное внимание.

Ремонт такой неисправности осуществляется путем удаления пыли каким-либо заостренным инструментом и замены щеток на более подходящие по размеру.

3) В случае возникновения межвиткового замыкания в якоре, ток поступает в большем значении на одни контакты и в меньшем на другие. Из-за этого в некоторых местах проходит ток большего значения, чем нужно, в результате чего образуются крупные искры.

Выявлением такого замыкания нужно заниматься, когда два предыдущих пункта не дали особого эффекта. Оно производится на специальном приборе, который создает переменное магнитное поле. При помещении в это поле якоря он начинает дребезжать, так как в нем появляются наведенные токи.

Такой прибор некоторые изготавливают сами из силового трансформатора, в сердечнике которого делается вырез, куда и помещается якорь.

Если причина оказалась в межвитковом замыкании, то нужно перемотать обмотку либо полностью заменить якорь.

Таковы причины возникновения чрезмерного искрения на щетках дрели. Помните, если ничего с этим не делать, то, скорее всего, двигатель в скором времени сломается. Поэтому не ленитесь и проделай указанные в статье рекомендации.

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. Почему искрят щетки на болгарке, знают далеко не многие, поэтому разберемся в этом вопросе, а также выясним, почему они сгорают и как выполняется их замена.

Назначение щеток на УШМ

Перед тем, как выяснить причины искрения щеток на болгарке, необходимо разобраться с их назначением. Коллекторные щетки применяются не только в конструкции углошлифовальных машинок, но и в устройстве всех современных электроинструментов — дрели, перфораторы, электролобзики и прочие. В конструкции болгарки и других электроинструментов применяется 2 щетки, которые имеют простую конструкцию. Эта конструкция основана на следующих элементах:

1. Основная часть — имеет прямоугольную форму, и изготавливается из угля или графита
2. Контакт — это жила провода соответствующего диаметра, через которую происходит протекание электрического тока. Контакт соединяет провод с графитовой частью
3. Пружина — механизм, обеспечивающий прижим основной части к коллектору. На элементе пружинки может не быть, и это говорит о том, что предназначена такая щетка для установки в электроинструмент, где щеткодержатели имеют встроенный прижимной механизм в виде изогнутой пластины

Устройства предназначены для того, чтобы передавать электрический ток на ротор электроинструмента. Снимаемое напряжение со статора подается на ротор, что воспроизводится при помощи угольных щеток и коллектора. Подача тока на коллектор обеспечивает его вращение. При вращении ротора устройства контактируют с коллектором (медные ламели — выводы обмоток якоря), тем самым обеспечивая непрерывное протекание электрического тока.

В процессе применения устройств происходит их истирание, поэтому относятся они к категории расходных материалов. Срок службы щеток зависит не только от рабочего ресурса электроинструмента, но еще и от материалов, из которых они изготовлены. На износ щеток влияет не только механическое воздействие за счет силы трения, но еще и тепловое. Электрический ток при прохождении по проводнику вызывает его нагрев. Чем больше величины силы тока, тем выше температура нагрева. При прохождении тока через графитовые щетки, они также нагреваются. Чем выше нагрузка на электроинструмент, тем выше ток, а значит и увеличивается температура, которая отрицательно влияет на целостность расходных материалов.

Из чего изготавливают

Щетки на болгарку и прочие электроинструменты изготавливаются из разных материалов, но основными являются — уголь и графит. Именно этот материал имеет низкий коэффициент трения, а также обладает повышенной прочностью к истиранию. Для улучшения контакта, в состав графита или угля при изготовлении щеток добавляются разные примеси. В зависимости от используемых примесей, различают следующие виды щеток:

• Угольные
• Омедненные
• Угольно-графитовые
• Графитные
• Медно-угольные
• Медно-графитные

Состав основной части влияет не только на срок службы или износ, но еще и на такой параметр, как признаки искрения. Величина искрения щеток зависит от состава, из которого они изготовлены. При их покупке нужно обращать внимание на состав, и не приобретать оснастку неизвестного происхождения и сомнительного качества.

Причины почему искрят щетки

Очень часто можно заметить, как искрят щетки на болгарке. Обнаруживаются признаки искрения через вентиляционные отверстия в корпусе электроинструмента. Мастера интересуются, почему искрят щетки на болгарке, даже после их непосредственной замены. Причин для этого множество, и чтобы разобраться в этом, необходимо иметь представление об устройстве электроинструмента. Если знать, как устроена углошлифовальная машинка внутри, то понять, почему сильно искрят щетки, не составит большого труда.

Причинами сильного искрения щеток на болгарках являются следующие факторы:

1. Неисправности обмотки якоря. Если возникает нарушение изоляции обмотки якоря, то в итоге это способствует развитию межвиткового замыкания, а также замыканию на сердечник. Кроме того, может произойти обрыв обмотки, что в итоге станет причиной повышения нагрузки. Характерным признаком неисправности обмотки якоря является снижение оборотов, увеличение шума и падение мощности
2. Щетки плохо прижимаются к коллектору. За прижим основной части отвечает пружинка, которая со временем эксплуатации теряет свои изначальные пружинящие свойства
3. Обмотка ротора оборвалась от медной пластины коллектора — такое явление встречается крайне редко, однако при перегрузке электроинструмента, вполне может возникнуть
4. Нарушается центрирование якоря электромотора, что в итоге способствует сильному искрению щетки на болгарке
5. Нарушена форма коллектора. Коллектор, состоящий из медных ламелей, имеет цилиндрическую форму, которая может быть нарушена при перемотке ротора. При малейшей деформации формы коллектора, будет возникать искрение щеток
6. Нарушение изоляции между ламелями коллектора. Каждая пластина коллектора изолирована между собой, а при нарушении миканитового изоляционного слоя, происходит возникновение искрения. Изоляция между пластинами может быть нарушена также по причине оседания графитового слоя в пазах
7. При износе подшипников якоря. Если подшипники неисправны, то возникает биение вращающегося якоря, и как следствие, возникают признаки искрения
8. Искривление вала ротора. Согнуть его трудно, но если это происходит, то двигатель начинает работать с нагрузкой. Чтобы инструмент не вышел из строя, рекомендуется заменить ротор
9. При неправильном припаивании концов обмоток якоря к медным пластинам коллектора. Такие ошибки не допускаются на заводе, однако их может допустить обмотчик, который перематывает якорь электроинструмента
10. Не подходящий состав графитовых щеток. Рассматриваемые детали изготавливают из угля и графита, добавляя при этом разные виды примесей. Делается это неспроста, а для того, чтобы использовать щетки в зависимости от напряжения и частоты вращения вала. Графит бывает мягким и жестким. Чем ниже напряжение питания, тем мягче выбирается марка графита. Для высоковольтных электроинструментов необходимо брать жесткие щетки, которые в составе не имеют меди
11. Деформация ламелей по причине их нагрева. Если болгарка испытывает чрезмерные нагрузки, то может произойти деформация одной или нескольких ламелей коллектора. Пластины приподнимаются относительно остальных, в результате чего нарушается контакт. Такая неисправность вызывает сильное искрение щеток при работе электроинструмента
12. Плохой контакт в месте подключения щетки. Если клемма неплотно соединяется с устройством, то итог такого нарушения контакта может проявляться в виде чрезмерного искрения
13. Наличие нагара на медных пластинах — периодически или регулярно рекомендуется выполнять очистку поверхности медных ламелей от нагара. Нагар обычно проявляется по причине износа щеток, поэтому при обнаружении почернений на поверхности коллектора, его следует протереть спиртом

Часто мастера после того, как поменяют щетки на болгарке, наблюдают явление чрезмерного искрения. Опираясь на вышеописанные факторы, можно выявить причину, и устранить ее до того, как инструмент выйдет из строя. Рассматриваемые элементы стоят недорого, однако по причине их неправильного выбора и применения, может сломаться электроинструмент. Чтобы узнать, какая неисправность является причиной сильного искрения, понадобится разобрать электроинструмент, и произвести его осмотр, а также прозвонить обмотку ротора.

Почему на УШМ сгорают щетки

Кроме искрения, часто владельцы электроинструмента сталкиваются с тем, что горят щетки на болгарке. Отличается это явление от искрения тем, что происходит быстрый износ основной части элемента. Сразу после установки новых элементов, происходит их износ уже сразу при первом применении электроинструмента. Предстоит разобраться, почему же горят щетки на болгарке.

Главная причина скрывается не в самих щетках, а в коллекторе. Если на коллекторы выпадают или истираются ламели, то это приводит к увеличению нагрузки. Эту нагрузку испытывают графитовые элементы, которые при включении болгарки, начинают быстро изнашиваться — этот процесс ускоренного износа называется сгорание. Элементы в прямом смысле горят по причине прохождения большого тока. Многие называют этот процесс истиранием, но в действительности щетки быстро стереться от механического воздействия не могут. Причиной сгорания является сильное искрение, в результате чего графит в прямом смысле попросту сгорает.

Причины, почему горят щетки на болгарке, следующие:

Выпадение или износ медных ламелей коллектора. Как выглядит износ ламелей коллектора, показано на видео. В материале также показано, как можно попытаться устранить такую неисправность

Есть также такое понятие, как круговой огонь. Возникает это явление при больших толчках тока якоря, например, при перегрузках, коротких замыканиях, а также при снижении напряжения сети. Круговой огонь проявляется при повторных зажиганиях дуги. Повышение нагрузки и даже короткого замыкания возникает при использовании болгарки для пиления древесины. При обработке древесины происходит зажим режущего диска, тем самым возрастает ток в 15-25 раз от номинала. Чаще всего причинами сгорания элементов является коллектор, поэтому если за месяц пришлось сменить 2-3 пары щеток, значит, пора провести диагностику электроинструмента.

Как понять что нужно менять щетки

Многие меняют щетки только после того, как обнаруживают сильное искрение инструмента, а также появление запаха гари. Многих мастеров не останавливают даже эти признаки, и они продолжают эксплуатировать инструмент, пока он не перестанет включаться. Когда же необходимо менять угольные щетки, чтобы не навредить устройству электроинструмента. Для этого имеются следующие признаки:

1. Сильное искрение — если появляются признаки сильного искрения, то необходимо разобрать инструмент, и произвести осмотр расходных элементов. Искрение — это первый признак того, что расходные элементы предстоит заменить
2. Появление запаха гари — если при работе инструментом слышен запах нагара, то рекомендуется разобрать болгарку и произвести замену графитовых щеток
3. При износе основной части свыше 30%-40%. Однако определить начальную их длину практически невозможно, если только не измерить ее перед установкой элементов
4. При появлении таких признаков, как дергание и «рычание» электроинструмента

Еще подлежат устройства замене, если они имеют неравномерный износ, а также не соответствуют качеству.

Как заменить самостоятельно

Что может быть проще, чем замена щеток на болгарке. Однако и здесь имеются некоторые нюансы, которые следует учитывать, чтобы не испортить электроинструмент. Для начала нужно правильно выбрать расходные элементы. При выборе следует опираться на модель болгарки или же снять установленные щетки, и снять их размеры. По этим размерам купить новые элементы. О том, сколько стоят такие устройства, не имеет смысла говорить, так как это сущие пустяки.

После того, как расходные элементы приобретены, выполняется замена щеток. При этом для начала необходимо посмотреть на модель болгарки. Некоторые производители оснащают свои электроинструменты специальными шахтами для быстрой замены щеток. Они представляют собой пластиковый колпачок, который закручивается и выкручивается при помощи отвертки.

Если это болгарка, которая не имеет специальной шахты для быстрой замены щеток, тогда понадобится разобрать корпус, чтобы добраться до расходных элементов. Когда получен доступ для замены расходных элементов, дальнейшие действия выполняются в следующей последовательности:

1. Получив доступ к щеткодержателю, необходимо отсоединить от него контактный провод
2. Отсоединить контактный провод, который также подключен к щеткодержателю
3. Извлечь стертый элемент
4. Очистить место, куда устанавливается щетка, так как она должна перемещаться свободно и без заеданий
5. Установить новую деталь в порядке обратном снятию
6. Перед установкой щеткодержателя на место, необходимо осмотреть коллектор. Если имеются признаки нагара, то их следует устранить
7. Аналогичным образом произвести процедуру по замене с другой стороны

Зная, как поменять щетки на болгарке, следует немедленно произвести их замену. Чем сильнее искрят устройства на электроинструменте, тем скорее их необходимо заменить. При замене нужно также учитывать, что менять необходимо устройства парно, но не по одному.

Подводя итог о проделанной работе, стоит отметить, что причин искрения щеток на болгарке много, и в каждом конкретном случае нужно искать свою поломку. Если не удается определить причины искрения, то инструмент необходимо показать специалисту, который выявит поломку и устранит ее. Это лучше, чем продолжать работать неисправным инструментом, который в любой момент может сгореть или замкнуть. Только при правильном подходе к ремонту и обслуживанию электроинструмента, можно добиться его продолжительной эксплуатации.