Щетки электродвигателя это кратко

Обновлено: 05.07.2024

В бытовых условиях мы очень часто используем электроинструмент. А что говорить о профессионалах, деятельность которых напрямую связана с применением разнообразных приборов с электродвигателем. В процессе интенсивной эксплуатации такие агрегаты очень часто изнашиваются, что приводит к поломке.

Часто причиной может выступать неисправность щеток. Для чего нужны щетки в электродвигателе, как они устроены, и что нужно сделать для замены, мы расскажем в данной статье.

Краткое содержимое статьи:

В чем состоит назначение

Передача электроэнергии на якорные обмотки в электродвигателе производится при помощи коллекторного узла. Из-за вращения якоря в процессе работы электроинструмента для передачи нужен контакт. Причем он должен быть подвижным, а поэтому использование металла не допустимо. Ведь число оборотов значительно, что сопровождается сильным трением.

В таком случае при контакте металла с металлом происходил бы перегрев поверхностей. Коллектор достаточно быстро вышел бы из строя. Решить проблему удалось при помощи изготовления контакта из угля или графита.

Щетки в электродвигателе создают контакт скользящего типа. Они выступают элементом механизма, который позволяет перевести механическую энергию в электрическую.

Главное назначение щеток для электродвигателей состоит в снятии и подведении электротока на коллекторах, в том числе и от контактных колец.

Основные характеристики устройств

Щетки могут выпускаться вместе с проводниками. Их изготавливают из металла. Но существуют модификации и без проводников. Чтобы закрепить провод на конструкции щетки используется несколько разных вариантов – развальцовкой, впрессовкой, пайкой.

При этом сами тоководы различаются марками. Они могут быть многожильными из медной проволоки (МПЩ), гибкими, отличающимися плетением из аналогичной проволоки (ПЩ), универсальными с повышенной степенью гибкости (ПЩС).

Рассматривая описание щеток для двигателей, нужно отметить наличие наконечников контактного типа на проводе. Они необходимы для более качественного крепления болтами держателей, расположенных на щетках. Для удобства такие наконечники различаются по форме – вилочные, флажковые, двойные и пластинчатые.

Электрощетки должны обеспечивать заданный режим функционирования основного и вспомогательного электрооборудования с минимальными расходами на ремонтно-обслуживающие работы.

безопасность и надежность коммутационного контакта без искрения и риска замыкания на обмотках;
недопущение нарушений контактного прилегания с движущимися компонентами агрегата;
устранение потерь электроэнергии в контакте скользящего типа;
прочность к механическим воздействиям, сопротивление трению;
износоустойчивость материала.

Разновидности изделий

графитовые – производятся из графита с наполнителями, например сажей, обеспечивают легкую коммутацию в двигателях;
угольно-графитовые – они не слишком прочные, поэтому применяются в устройствах с минимальной нагрузкой механического типа;
электрографитовые – отличаются высокой прочностью, гарантируют контакт среднего уровня с повышенными токонагрузками;
медно-графитовые с медным, оловянным или графитовым порошком и наполнителями. Отличительными свойствами являются повышенная прочность, защищенность от проникновения газов и жидкостей, работа со сложными контактами.

Особенности подбора

Планируя покупку, следует подробно изучить, как выбрать щетки для электродвигателя. Если установленные щетки износились, то целесообразно определить их основные параметры, что поможет в последующем правильно заменить устройства. Важны также геометрические формы, размер, марка графита.

Не следует забывать и о типе провода, а также его сечении. Если подобрать точное совпадение по марке не удастся – не отчаивайтесь. Следует взять аналог с тем же уровнем твердости и допустимым режимом работы. А вот по сечению имеются определенные нюансы – толщина проводника должна быть равной оригиналу и соотноситься по степени гибкости.

Если вы выбираете графитовые щетки, то учитывайте, что они могут быть жесткими и мягкими. При этом медь на коллекторе также отличается по жесткости. Когда вы выбираете несовпадающие варианты, то один из элементов будет выходить из строя быстрее из-за высокой силы трения и износа.

Щетки различаются и по уровню активного сопротивления. Это важно знать для расчета параметров обмоток и характеристик ПРУ. Щеточный узел должен работать согласованно. Поэтому следует учесть особенности прижимного блока, характеристики направляющих и контактных групп.

От степени прижима зависит надежность работы. Если прижатие чрезмерное, то коллектор и щеточный блок могут перегреваться, а при недостаточной степени прижима возможно искрение.

На фото щеток для электродвигателей представлены разные их модификации. Однако не все из них могут применяться в конкретных условиях. Например, не рекомендуется монтировать в электроинструменте генераторные модификации медно-графитовых изделий. Чрезмерный перегрев и высокие токи приведут к проблемам с работоспособностью обмоток.

Причины неисправностей и замены

Роль щеток в электродвигателе неоспорима. Поэтому целесообразно минимизировать действие факторов, которые приводят к их неисправности.

Нагар и грязь на коллекторе. Требуется произвести очистку при помощи наждачки-нулевки.
Накопление графитовой пыли или медного порошка, приводящее к замыканию контактов. При помощи ножа или другой острой детали все перемычки целесообразно оперативно удалить.
Если контакты различаются по уровню сопротивления, неверно подобраны щетки по основным параметрам, то это способно вызвать искрение. В таком случае потребуется замена щеток для электродвигателей своими руками или обращение в сервисный центр.
Полная выработка ресурса. Это также потребует замены щеток.
Замыкание на межвитковом участке обмоток якоря – для исправления ситуации необходимо проверить работоспособность якоря и поменять его при необходимости.

Даже если щетки подобраны правильно, рекомендуется выделить время на их притирку. Для этого целесообразно запускать мотор вхолостую, не нагружая его. Также коллектор должен регулярно очищаться, а использование специальных смазок поможет продлить срок службы всей конструкции.

Фото щеток для электродвигателей

Читайте здесь! Частотный преобразователь: назначение, принцип работы и устройство прибора. Лучшие модели преобразователей

Назначение щеток для электродвигателей стиральных машин

Это деталь небольшого размера, которая состоит из мягкой длинной пружины, наконечника, имеющего форму параллелепипеда либо цилиндра, а также контакта. Их основная функция – передача электрической энергии на обмотки ротора электродвигателя машины. За счет этого происходит его вращение.

Щеткам свойственно истираться с течением времени. Происходит это из-за того, что они плотно прилегают к оси вращающегося ротора электродвигателя стиральной машины. Для их изготовления применяют мягкие токопроводящие материалы. Это необходимо, чтобы не вывести из строя элементы якоря.

Основное отличие щеток электродвигателя состоит в их прижимном элементе. Он может быть угольно – графитовым, меднографитовым или электрографитовым. Все щетки электродвигателя содержат стальную пружину и контакт из меди.

Отличительная особенность всех электродвигателей – наличие в их конструкции коллекторно-щеточного узла. Он обеспечивает электрическое соединение цепи ротора и цепей в неподвижной части мотора, и состоит из коллектора (ряда контактов на самом роторе) и щетки (подвижных контактов вне ротора, прижимающихся к коллектору).

Когда электродвигатель запущен и работает, он практически всегда искрит. Иногда это не означает ничего страшного, а иногда – сигнализирует о том, что прибор скоро выйдет из строя. В любом случае полезно знать, почему электродвигатель вообще искрит – это поможет при необходимости вовремя принять меры. В этой статье нами будут рассмотрены причины возникновения искр во время работы электродвигателя и способы борьбы с проблемами, вызывающими повышенное искрение.

Для начала определимся – непостоянный контакт щеток и коллектора по умолчанию приводит к искрению. Это обусловлено тем, что во время работы множество раз в секунду замыкается и размыкается электрическая цепь ротора.

Ротор содержит на себе обмотку. Эта обмотка представляет собой нагрузку в основном индуктивного характера. Это, в свою очередь, означает, что разрывая такую цепь, мы запускаем переходной процесс, связанный с возникновением небольших дуг от самоиндукции обмотки – как самого ротора, так и статора. Понятное дело, что щетки и пластины коллектора изнашиваются с течением времени, но иногда проблемы возникают не только из-за него.

Учитывая приведенные выше факты надо признать, что даже исправный и хорошо подогнанный электродвигатель не может работать вообще без искрения. Исправный прибор в штатном режиме развивает рабочие обороты, набирает мощность и немного искрит. Но если искр много – это серьезный повод для беспокойства.

Износ щеток как причина искрения

Первая и главная причина искрения – износ щеток. При значительном износе двигатель не сможет развить полные обороты и набрать полную мощность, вдобавок он будет очень сильно искрить и заводиться не сразу.

Как установить, что причина в этом? Если прижать изношенные щетки к коллектору отверткой или другим инструментом – это уплотнит контакт и запустит двигатель, но после ослабления прижима опять появится сильно искрение – пространство между щетками и пластинами заполнится небольшими дугами. При таких симптомах можно делать вывод, что щетки изношены и требуют замены. Иногда возможно заменить щетки отдельно, но чаще приходится заменять весь комплект, включая щеткодержатель и пружины.

Замыкание в обмотке ротора как причина искрения

Обмотка ротора в коллекторном двигателе состоит из нескольких секций. Если какая-то из них повреждена и в ней возникло межвитковое замыкание, то ток в нее будет идти с большей силой, чем в остальные. Из-за этого часть обмотки начнет перегреваться и начнет генерировать повышенное количество искр. Именно так и можно установить эту причину – искрение будет повышено только на отдельном участке, а не равномерно. Исправляется подобное перемоткой ротора или его заменой.

Неисправность обмотки статора как причина искрения

Неисправность очень похожа на предыдущую и диагностируется так же – неравномерным искрением. Если с обмоткой ротора все в порядке, то проверьте сопротивление обмотки статора – оно должно быть одинаковым для каждой из половин. Значительная разница в сопротивлении говорит о необходимости перемотки или замены статора.

Загрязнение коллектора как причина искрения

В процессе работы двигателя его щетки изнашиваются, и на коллекторе образуется графитовая пыль. Она накапливается между его пластинами и создает дополнительные нежелательные замыкания, которые, в свою очередь, искрят. В данном случае будет достаточно убрать пыль и грязь между пластинами с помощью наждачной бумаги.

Не лишним будет проверить и расположение щеток – любое их отклонение от нормального положения сильно ускоряет образование пыли и износ щеток.

Еще одна из причин загрязнения коллектора – нагар на нем из-за перегрева в ходе работы. Когда все другие причины искрения на двигатели проверены и устранены, почистите контакты коллектора от нагара – так вы улучшите контакт щеток с ним и снизите количество образующихся искр. Счищается нагар точно так же, как и графитовая пыль – наждачной бумагой. Отличие только в том, что ротор при этом нужно вращать при зажатом коллекторе.

Срок службы

Эксплуатационный срок этих элементов зависят от следующих факторов:

Правильность применения аппарата,
Насколько часто выполняется стирка,
Качество сборки,
Загруженность барабана машинки.

Щетки электродвигателя стиральной машины обычно служат достаточно долго. Их эксплуатационный срок составляет более 5 лет, а в отдельных случаях и более 10 лет. Следует отметить, что из замену выполняют нечасто. Намного чаще ломается что-то более основательное, что приводит к покупке новой стиральной машины.

Несмотря на высокую изнашиваемость они стираются или ломаются в процессе эксплуатации машины очень редко.

Когда их надо менять?

Работа щеток для стиральной машины имеет гарантированный срок службы 5 лет, а при бережной эксплуатации устройства, может превышать и десять лет. Так как щетки вплотную прилегают к оси ротора, который вращается, то со временем, эти детали истираются.

Причины быстрого износа элементов бывают разные, в частности:

Превышение допустимого объема белья.
Частые перепады напряжения.
Постоянное выставление максимального уровня отжима.

Такая неправильная эксплуатация приводит к стиранию щеток в течение нескольких лет, и замена их просто необходима, так как мотор не будет работать.

Чтобы определить необходимость замены этой износостойкой детали, обратите внимание на следующие симптомы неисправности:

Внезапное падение мощности двигателя или полная остановка работы.
Необычный шум во время вращения барабана.
Некорректная работа некоторых режимов.
Запах гари, исходящий от аппарата.
Машинка не набирает обороты при отжиме, в результате чего белье остается мокрым.
На дисплее устройства высвечивается код ошибки.

Важно! Для того чтобы определиться, нужна ли замена щеток в стиральной машине, сначала проверьте наличие посторонних предметов в барабане. Именно они могут создавать необычный шум. Проверьте состояние приводного ремня, а также протестируйте напряжение в сети. Неопределенный шум могут создавать и изношенные подшипники. Если после проверки все вышеперечисленные детали оказались в полном порядке и посторонних предметов в барабане не наблюдается, то приступайте к замене щеток.

Замена щеток электродвигателя

Существует несколько признаков, по которым можно определить, что вашей стиральной машине необходимы новые графитовые стержни:

Электродвигатель стиралки резко перестал работать. Если при эксплуатации стиральной машинки не было механических ударов об нее и отсутствовали резкие перепады напряжения, то, наиболее вероятно, в моторе стерлись щетки.
Появление потрескиваний и шума в ходе работы машинки. В этом случае наиболее вероятно, что об ротор стиралки трутся уже пружины, поскольку щетки электродвигателя окончательно стерлись.
В электродвигателе машины упала мощность. Это можно определить при отжиме. Машинка в этот момент не может набрать необходимые обороты и белье в итоге остается мокрым.
От стиралки идет запах гари и паленых проводов.
На дисплее аппарата появляется соответствующий код ошибки.

Следует отметить, что при появлении сбоев в работе машинки лучше всего обратиться за помощью в сервисный центр. Ведь вышеперечисленные признаки могут возникнуть не только при выходе из строя щеток электродвигателя.

Стоимость щетки и работы мастера

Если вы решили доверить работу по замене щеток мастеру, то учтите, что на стоимость услуги могут влиять следующие факторы:

Возраст машины.
Общее состояние агрегата.
Доступ к стиральной машине.
Стоимость дополнительных расходных материалов.
Покупка оригинальной качественной запчасти.

Важно! Многие сервисные центры сотрудничают с производителями бытовой техники и предлагают приобрести у них качественные щетки. В этом случае, обязательно проверьте сопроводительные документы на запчасти, чтобы не купить дешевый аналог.

Цены на щетки также разнятся, на стоимость влияют такие факторы:

Материал, из которого изготовлена щетка.
Особенность питания и проводимости.
Оригинальность детали.
Качество изготовления.

Как правильно выбрать щетки для электродвигателей стиральных машин?

Выбрать их для стиралки совсем не трудно. Важно лишь учесть следующие тонкости:

в аппарате обычно применяется два элемента.
Покупаемые детали должны быть полностью одинаковыми. Это значит, что они должны быть выполнены из одного материала, а также иметь одинаковую жесткость пружины. В противном случае двигатель стиралки может очень быстро сломаться.
Они должны подходить модели двигателя, установленной в вашей стиральной машине,
Приобретаемые запчасти не должны содержать дефекты.

Замена щеток своими руками

Выполнить их замену на стиральной машине совсем не трудно. Однако подходить к этой работе надо очень ответственно. В процессе ремонта вам понадобятся такие инструменты, как плоскогубцы, наждачная бумага и отвертки различных размеров.

Предварительная разборка

Разборка стиралки состоит из нескольких стадий:

В первую очередь обесточить машину (отключить от электросети).
Для замены надо подобраться к задней стороне стиральной машины. Вероятно, для этого потребуется отсоединить коммуникации(канализацию и водопровод).
Демонтировать заднюю стенку стиралки. Для этого, скорее всего, надо будет выкрутить саморезы.
Когда задняя стенка будет снята, вы увидите шкив и натянутый ремень, который необходимо снять. Для того, чтобы снять ремень, необходимо немного потянуть его на себя, а затем аккуратно провернуть шкив.
Далее отключить электродвигатель от питания. Это делается очень просто: вытащить из гнезда двигателя разъем с проводами.
Затем вытащить мотор стиралки. Для этого необходимо выкрутить несколько болтов.

Важно отметить, что схема разборки вашей машинки может немного отличаться от вышеописанной. Здесь все зависит от модели стиралки.

Замена деталей

Для замены щеток электродвигателя необходимо:

Двигатель с изношенными щетками

уложить электродвигатель стиралки на тот бок, где расположен корпус щетки. Затем необходимо выкрутить крепежные болты.
отсоединить щетки от мотора стиральной машины. На этом этапе желательно сфотографировать расположение щеток стиралки и заточки на них. При неправильной установке новых деталей произойдет искрение в моторе машинки.
далее снять деталь с обратной стороны двигателя,
затем внимательно осмотреть демонтированные детали. У отработанных элементов, как правило, длина стержня не превышает 15 миллиметров. Если же длин стержня больше, то скорее всего, причина не в них.
почистить коллектор электродвигателя. На нем будет черная пыль от щеток. При выявлении царапин их рекомендуется зачистить наждачной бумагой.
Выполнить установку новых щеток электродвигателя, после чего закрепить их винтами.

Следует отметить, что щетки стиральной машины всегда заменяют попарно.

Заключительная стадия ремонта

На завещающем этапе ремонта машины установить мотор стиралки и вернуть ее на прежнее место. Все необходимые действия выполняются в обратной последовательности:

установка мотора на место. Для этого закрепить его болтами или другими крепежами.
подключение провода питания,
далее надеть ремень. Его сначала накидывают на двигатель, а потом на шкив. Последний прокручивать до тех пор, пока ремень займет свое место.
Установить заднюю крышку стиральной машинки.
По завершении ремонтных работ протестировать работу стиральной машинки. Для этого включить любую программу и внимательно послушать работу мотора. Он должен работать как обычно либо немного громче. Основные признаки неисправности – это треск, скрежет либо сильный шум.

Рекомендуется не нагружать сильно барабан машины первые 10 стирок. В это время новые щетки будут притираться.

Виды щеток

Существует несколько классов щеток, удовлетворяющих разным коммутационным условиям:

Графитовые щетки. Изготовлены они на основе графита с добавлением наполнителя в виде сажи и других веществ. Предназначены щетки для коммутации легкой степени в генераторах и двигателях. Выпускаются марок ЭГ61А и Г20.
Угольно-графитового типа. Щетки малой прочности для небольших механических нагрузок. Марки Г21, Г22.
Электрографитного типа. Щетки повышенной механической прочности, насыщенные углеродом. Выполняют коммутацию средней степени сложности. Выдерживают большие токовые нагрузки. Бывают марок ЭГ2А, ЭГ74, ЭГ14, ЭГ4, ЭГ841.
Металло-графитового типа (меднографитовые щетки для электродвигателей). Основным компонентом щетки является медный, оловянный и графитовый порошок. К ним идут разные наполнители. Щетки обладают высокой прочностью, не пропускают газовую и жидкую среду. Применимы в высокой и средней сложности условиях коммутации. Обеспечивают функционирование генераторов низкого напряжения. Марки имеют МГ, МГС, МГС 5, МГС 20, МГС 51, МГСОА, МГСО, МГСО1М, М1А, М1.

Описанные щеточные контакты применимы в промышленности, для бытового оборудования выпускают щетки марок Г33МИ, Г33, Г30, Г31.

Щетки и щеткодержатели электрических машин постоянного тока: назначение, материал, виды и устройство

В электрических двигателях и генераторах часто необходимо установить электрическое соединение между неподвижной и вращающейся частью устройства.

В случае статорной (т. е. неподвижной) основной обмотки электрической машины устройство от нее ответвлений для присоединения внешней неподвижной электрической системы осуществляется легко, в случае же роторной (т. е. вращающейся) основной обмотки возникает необходимость в устройстве скользящего электрического контакта, так как иначе роторная обмотка недоступна.

Скользящий электрический контакт может быть осуществлен двумя способами: либо в виде кольцевого скользящего контакта, либо в виде коллекторного скользящего контакта. В обоих случаях для работы электрической машины нужны специальные устройства - щетки.

В первых электрических машинах щетки представляли собой пакет, собранный из медных пластинок или тонких проволочек, откуда они и получили свое название.

Щетки современных машин — это кубики, спрессованные из угольных, графитных или медных порошков, и поэтому не соответствуют своему названию, которое, однако, сохранилось за ними.

Медные, железные и бронзовые щетки, которые очень хорошо выполняли свою работу в первых машинах постоянного тока в конце XIX века, оказались не очень хорошими материалами в отношении трения. Они быстро изнашивались и в новых конструкциях машин были заменены на угольные и графитовые.

В настоящее время для машин постоянного тока применяют почти исключительно угольные щетки с примесью графита, носящие, в зависимости от процентного содержания графита и от способа изготовления щеток, названия угольно-графитовых, графитовых, либо электрографитовых. Лишь для машин на небольшие напряжения, до 30 В, применяют металло-угольные щетки, дающие меньшее падение напряжения в контактном (переходном) слое на коллекторе.

Угольные щетки изготовляются из чистого графита, ретортного угля и сажи в разнообразных пропорциях. Уголь - самосмазывающийся материал, который не повреждает поверхность, о которую он трется, и не изнашивается быстро.

Графитовые щетки изготовляются из чистого природного графита. Графит измельчается в мелкий порошок, который затем прессуется под очень большим давлением в бруски нужных размеров. Уголь и графит являются отличными проводниками электрического тока.

Электрографитовые щетки — это, по существу, угольные щетки, но подвергнутые воздействию высокой температуры в электрической печи и превращенные таким образом в графитовые. Эти щетки обладают свойством очень хорошо пришлифовываться.

Металло-угольные щетки изготовляются из угля и меди, измельченной в мелкий порошок, иногда с прибавкой другого измельченного металла (чаще всего олова).

Изготовление этих щеток ведется таким образом, чтобы щетка обладала возможно лучшей проводимостью в осевом направлении, в котором проходит рабочий ток машины, и плохой проводимостью (большое электрическое сопротивление) в поперечном направлении, в котором происходит при коммутации замыкание добавочных токов коммутируемых секций.

Щетки для электрических машин стандартизованы. Они характеризуются твердостью, переходным падением напряжения в контакте и допустимой плотностью тока.

Эта технология передачи энергии, которой уже более ста лет, широко используется и сегодня. Угольные щетки до сих пор можно найти во многих электродвигателях. Начиная с небольших двигателей в игрушках, электрических кухонных приборов, электрических стеклоподъемников, бритв, стиральных машин, фенов, пылесосов или электроинструментов (электродрелей, угловых шлифовальных машин, кусторезов, циркулярных пил и т. д.).

Щетки также применяются в бильших машинах постоянного тока в электровозах, подводных лодках и генераторах электростанций, а также в ветряных турбинах. Соответственно разнообразны геометрические и электрические характеристики угольных щеток.

Число зон (образующих цилиндрической поверхности коллектора) установки щеток на коллекторе обычно равно числу полюсов машины. Число щеток в каждой зоне зависит от величины тока и допустимой для данного сорта щетки плотности тока под щеткой, однако меньше двух щеток на зону можно встретить только в очень маленьких машинах, так как при одной щетке на зону трудно обеспечить надежность щеточного контакта.

Щетки, стоящие в одной и той же зоне, называются зонным комплектом щеток, а совокупность всех зонных комплектов данной машины — полным комплектом щеток.

Торцевую поверхность щеток со стороны, противоположной соприкосновению с коллектором, обычно обмедняют, иногда лудят. При небольшом токе отводимом щеткой, достаточно удовлетворительные условия отвода тока обеспечиваются поверхностью соприкосновения щетки со щеткодержателем и нажимной пружиной.

Щетки больших размеров снабжают плотно надетыми на них колпачками из листовой меди и прикрепленными к ним поводками из медных гибких канатиков соответствующих сечений, с наконечниками для присоединения под винтик к щеткодержателю или к детали, предназначенной для отвода от щетки тока. Колпачок щетки с канатиком называют арматурой щетки.

Щетки удерживаются в фиксированном относительно коллектора положении щеткодержателями, конструкции которых весьма разнообразны.

Если электрическая машина предназначается для обоих направлений вращения, то применяют радиальные щеткодержатели, обеспечивающие расположение щетки по радиусу коллектора. В машинах с одним определенным направлением вращения часто применяют щеткодержатели с некоторым наклоном щетки к радиусу.

Щеткодержатель для машин постоянного тока малой и средней мощности

Щеткодержатель крупной машины постоянного тока

Щеткодержатели одной зоны укрепляют на щеточных пальцах круглого или квадратного сечения либо на щеточных бракетах. Щеточные пальцы или бракеты разных зон установки щеток укрепляют на щеточных суппортах или щеточных траверсах, от которых они должны быть надежно изолированы.

В свою очередь, щеточные траверсы крепят либо к подшипникам, либо к подшипниковым щитам, либо к ярму или, наконец, устанавливают независимо на фундаментную плиту машины (при больших длинах коллектора).

Важными условиями, которым должны удовлетворять щеточный суппорт или щеточная траверса, являются, безусловное отсутствие вибраций, доступность осмотра щеток и их регулировки, легкий съем отдельных щеткодержателей для ремонта и возможность одновременного поворота всей системы щеток для точной установки их в надлежащем для коммутации положении при сохранении полной концентричности щеткодержателей и коллектора.

Щетки, щеткодержатели, пальцы (или бракеты) и траверса (или суппорт) составляют так называемый токособирательный аппарат машины постоянного тока. В него входят также соединения между собой зонных комплектов щеток одной и той же полярности.

Для отвода тока щеточные пальцы и бракеты одноименных зон (т. е. одной и той же полярности, положительные или отрицательные) соединяют электрически друг с другом изолированным проводом соответствующего сечения.

Таким образом, получают два собирательных полных или неполных кольца, которые затем присоединяют посредством гибких кабелей соответствующего сечения к внешним зажимам машины. Последние крепят на особой доске зажимов либо к ярму, либо к фундаментной плите машины. Прикрытая защитной крышкой доска зажимов образует коробку зажимов.

Правильное применение и выбор щеток вместе с надлежащим техническим обслуживанием приводят к повышению производительности машины и снижению затрат на время простоя.

Поскольку трение, вызванное вращением устройства, вызывает абразивный износ, щетки необходимо периодически заменять. По этой причине были изобретены бесщеточные электродвигатели.

В строительстве электроинструмент является незаменимым помощником. Используется он при сверлении отверстий, вбивании гвоздей и др. Все электроинструменты оборудованы специальными щётками, назначение которых заключается в передачи электрического тока. Снимая напряжение со статора, щётки подают его на коллектор ротора/якоря, что требуется для создания вращения. Таким образом, щётки применяются в качестве токоподвода и при этом обладают необходимыми свойствами для выдерживания механических нагрузок в ходе вращения якоря.

Изготавливаются, как правило, из угля или графита. В основной материал могут быть добавлены различные примеси, для соответствия продукции определённым стандартам. Например, есть угольные щетки, выполненные из материалов, снижающих искрообразование во время работы. Но, в основном, главная цель изготовителей – увеличение срока эксплуатации. Для большей продолжительности работы щёток, не следует давать слишком высокие нагрузки на электроинструмент. К разновидностям деталей относятся:

Угольные щетки;
Омедненные;
Угольно-графитные;
Медно-угольные;
Графитные;
Медно-графитные.

Графитовые щетки
Широкий выбор щёток для электроинструмента не гарантирует их высокое качество. Неспециалисту трудно выявить подделку из-за множества различных нюансов. Поэтому такие детали лучше приобретать у авторизированных дилеров и менять их в соответствующих сервисных центрах. Это будет гарантией качественной установки с проверкой общего состояния инструмента и его щёточного узла.

Угольные щетки

Щетки электродвигателя

Контакт скользящего типа, предназначенный для подведения и отведения электричества на коллекторах либо кольцевых контактах всех типов электрических машин (электродвигатели и генераторы), получил название электрощетки.

Щетки электродвигателя выпускают как с проводниками из металла, так и без них. Закрепление провода в щетке выполняют методом развальцовки, впрессовки либо при помощи пайки. Тоководы щеточные бывают таких марок:

МПЩ – специальный тип провода многожильный, изготовленный из проволоки медной;
ПЩ – гибкий тип провода медного проволочного плетения;
ПЩС – провод универсальный с повышенным показателем гибкости.

На подводящем проводе предусмотрены контактные наконечники. С помощью них провод закрепляется болтом щеточного держателя. Наконечники бывают вилочного, флажкового, двойного и пластинчатого типа.

Принцип работ и конструктивные особенности

Устройство это достаточно специфичное, обладающее в силу схожести с машинами постоянного тока, похожими характеристиками и присущими им достоинствами.

Отличие от двигателей постоянного тока состоит в материале корпуса статора, изготовленном из листов электротехнической стали, благодаря чему удается добиться снижения потерь на вихревые токи.

Чтобы двигатель мог работать от обычной сети, т.е. 220 в, обмотки возбуждения соединяются последовательно.

Эти двигатели, называемые универсальными благодаря тому, что работают они от переменного и постоянного тока, бывают одно- и трехфазными.

Видео: Универсальный коллекторный двигатель

Виды щеток

Существует несколько классов щеток, удовлетворяющих разным коммутационным условиям:

Графитовые щетки. Изготовлены они на основе графита с добавлением наполнителя в виде сажи и других веществ. Предназначены щетки для коммутации легкой степени в генераторах и двигателях. Выпускаются марок ЭГ61А и Г20.
Угольно-графитового типа. Щетки малой прочности для небольших механических нагрузок. Марки Г21, Г22.
Электрографитного типа. Щетки повышенной механической прочности, насыщенные углеродом. Выполняют коммутацию средней степени сложности. Выдерживают большие токовые нагрузки. Бывают марок ЭГ2А, ЭГ74, ЭГ14, ЭГ4, ЭГ841.
Металло-графитового типа (меднографитовые щетки для электродвигателей). Основным компонентом щетки является медный, оловянный и графитовый порошок. К ним идут разные наполнители. Щетки обладают высокой прочностью, не пропускают газовую и жидкую среду. Применимы в высокой и средней сложности условиях коммутации. Обеспечивают функционирование генераторов низкого напряжения. Марки имеют МГ, МГС, МГС 5, МГС 20, МГС 51, МГСОА, МГСО, МГСО1М, М1А, М1.

Управление двигателем

В основе принципа действия, реализованного в схемах с симистором, лежит двухполупериодное фазовое регулирование, где к импульсам, которые поступают на электрод, привязано напряжение, подаваемое на двигатель. При этом, частота, с которой вращается якорь, прямо пропорциональна напряжению, подаваемому на обмотки.

Упрощенно этот принцип можно описать такими пунктами:

на затвор симистора подается сигнал от электронной схемы;
затвор открывается, ток течет по обмоткам статора, вызывая вращение якоря мотора М;
мгновенные величины частоты вращения преобразуются тахогенератором в электрические сигналы, формируя с импульсами управления обратную связь;
как следствие, вращение ротора при любых нагрузках, остается равномерным;
с помощью реле R и R1 осуществляется реверс мотора.

Другая схема – тиристорана фазоимпульсная.

Выбор щеточного контакта

Самое важное при подборе щеток электродвигателя — знать параметры выработанных щеток. Кроме геометрических размеров, новая щетка должна совпадать по марке графита, типу и сечению провода. Необязательно брать ту же марку, как у оригинала, но твердость щетки электродвигателя и режимы работы должны совпадать. Толщина провода не должна быть меньше оригинала, а гибкость соответствовать. Основные ошибки при подборе щеточного контакта:

Преимущества машин и недостатки

К достоинствам относят:

небольшие размеры;
универсальность, т.е. работу на напряжении постоянном и переменном;
большой пусковой момент;
независимость от сетевой частоты;
быстроту;
мягкую регулировку оборотом в широком диапазоне при варьировании напряжением питания.

Недостатки связаны и использованием щеточно-коллекторного перехода, влекущего:

уменьшение срока службы механизма;
возникновение между щетками и коллектором искры;
высокий уровень шума;
большое число коллекторных элементов.

Почему щетки искрят

Искрение щеток, скользящих по коллектору, закономерно, ведь в момент перехода от одной ламели к другой происходит дуговой микроразряд. При правильном функционировании двигателя, исправности и соответствии всех элементов оно едва уловимо глазом. Но если сильно искрит щетка электродвигателя, причина говорит о неполадках в работе. Игнорирование этого процесса чревато выходом из строя якоря.

Причины, из-за которых искрят щетки, следующие:

Образование нагара либо загрязнений на коллекторе. Возможно при продолжительной работе двигателя без технического обслуживания на контактах коллектора образовалась тонкая пленка из нагара. Она имеет повышенное сопротивление, что приводит к искрообразованию. Устранить неполадку можно, обработав коллектор наждачной бумагой нулевой зернистости (в направлении, куда вращаются щетки).
Замыкание соседних контактов коллектора пылью от графита или мелким медным порошком. В этом случае в цепях возрастают токи, что приводит к сильному искрообразованию. Перемычки следует аккуратно устранить острым предметом.
Неправильный подбор параметров щеток. В результате несоответствия сопротивления контактов также будут искры на коллекторе. Нужно заменить графитовые щетки, основываясь на технической документации двигателя.
Выработка щеток.
Межвитковое замыкание в обмотках якоря. Проверить якорь и заменить в случае неисправности.

Профилактика коллекторных устройств

Для того чтобы продлить срок службы якоря, а соответственно и самого электрического инструмента, необходимо выполнять несколько простых правил. Эти меры состоят в следующем:

Не допускать долговременной работы приспособления на низких оборотах при существенной нагрузке, а тем более закусывания режущей части. При заклинивании электродвигателя достаточно короткого времени блокировки, чтобы он сгорел.
Если же устройство заклинило, его нужно аккуратно высвободить и дать поработать на холостых оборотах две минуты. За это время за счёт естественного охлаждения нагретые части немного остынут.
Соблюдать сроки добавления или замены смазочных материалов.
При появлении вибрации или шумов необходимо произвести профилактический осмотр с разборкой корпуса и очисткой от грязи как коллектора, так и всего пространства внутри.

Читать также: Станина токарного станка по дереву своими руками

Если вовремя заменить недорогие детали, то можно избежать затрат на серьёзный ремонт.

Любые самостоятельные работы по ремонту электроинструмента, не только угловых шлифмашин, рекомендуется не производить до окончания гарантийного срока. Изготовители не приветствуют несанкционированное вмешательство в устройство техники. Не касается это лишь замены щёток без вскрытия корпуса, а в остальных случаях лучше обратиться за помощью в авторизованный сервисный центр.

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.

Но сначала опишем причины данного явления.

Третий способ.

Стеклянная бумага кладется на коллектор (абразивной стороной вверх) и несколько раз протягивается вперед и назад. Одновременно осуществляется не слишком сильный нажим на щетки. Процесс прекращается после того, как щетки начнут равномерно прилегать к коллектору. Ширина полоски бумаги должна быть больше ширины щетки.

Применение карборундового или наждачного полотна для выполнения притирки недопустимо, поскольку попадание абразивных частиц между пластинами коллектора может спровоцировать замыкание.

Замена щёток

Для правильной работы инструмента важна точная настройка щёточного узла, включающего прижимное устройство, контактную группу и направляющий профиль. Для электроинструментов невысокого класса иногда используют бесконтактные щёткодержатели. При неправильной регулировке прижима щётки, коллектор, а также щёточный узел могут перегреться, приводя к неисправности якоря.

Изготовленные заводом-производителем, данные детали часто характеризуются небольшим сроком службы. В этой связи многие профессиональные инструменты оборудованы клапаном доступа. Эта технология позволяет менять детали без особого труда. Однако подходят такие графитовые щётки только моделям, которым они были предназначены. В случае экстренного ремонта, некоторые мастера извлекают данные детали из рабочего устройства и переставляют его на нерабочее, подгоняя размеры с помощью напильника. Этот способ для широкого использования не подходит и вряд ли даст хороший результат при эксплуатации изделия. Главный признак того, что ресурс данных деталей подходит к концу – яркое свечение через корпус. Механизм шлифмашины охлаждается, пропуская сквозь себя воздух вместе с частицами абразива, что постепенно разрушает материал щёток.

Для замены потребуется выполнить следующие действия:

Открутив крышку отсека, извлеките всё, что осталось от данных деталей. Якорь и остальные части электроинструмента, скорее всего, разбирать не потребуется. Закрепляются угольные щетки в подпружиненных щёткодержателях или в латунных стаканах. Чтобы пружины в ходе ремонта не упёрлись в стенки коллектора, предусмотрены специальные штырьки для парковки.
Снимите щётки вместе с держателем. Процесс деформации может отражаться неравномерно: выработка зависит от положения деталей по отношению к струе воздушно-абразивной смеси.
С помощью штангенциркуля замерьте извлечённые детали и сравните их размер с новыми запчастями. При необходимости, более крупные щётки можно доработать наждачкой (зернистость 150), а также плоским надфилем.
Сравните положение вывода контактных проводов. Если запчасти не подходят, может потребоваться дополнительное вырезание канавки для проводков.
Установите запасную деталь и присоедините провода к соответствующим клеммам. При необходимости можно использовать старые провода, припаяв их к новым изделиям.

После установки проверьте работу инструмента: новые детали не должны искрить, и рабочий звук должен быть ровным, без резких перепадов.

Замена щеток в электродвигателе требуется достаточно часто, поскольку их износ – одна из наиболее часто встречающихся неисправностей. При замене щеток для обеспечения правильной работы агрегата необходимо выполнить их притирку. Как притереть щетки электродвигателя и осуществить эту процедуру грамотно?

Причины износа

Чаще всего причинами износа щёток для электродвигателей пылесоса являются:

Неправильный угол наклона щёток для мотора пылесоса.
Плохой контакт между элементами техники.
Загрязнение.

Подстраничник для эксперта

При правильном положении щётки для электродвигателей пылесоса должны находиться на одной линии, проходящей через ось вращения коллектора.

Необходимо следить за чистотой поверхности коллектора в точке контакта со щётками.

Электрическая схема

Для практических работ удобно пользоваться двумя видами ее представления:

Упрощенное отображение

Способ позволяет очень просто представить подключение всех обмоток двигателя к схеме электрической сети.

Выключатель разрывает оба потенциала фазы и нуля или один из них. Через щетки с коллектором создается цепь тока по обмоткам ротора.

Принципиальная схема

В зависимости от конструктивных особенностей обмотки статора и ротора могут иметь дополнительные отводы для питания различных устройств управления и автоматики коллекторного двигателя или обходиться без них.

Термозащита исключает перегревание изоляции обмоток двигателя. Она снимает напряжение питания при срабатывании датчика, останавливая вращение ротора и исполнительного механизма.

Читайте также: