Почему искрит коллектор электродвигателя?

Добрый день,
Собсвенно сабж — как уменьшить искрение на щетках коллекторного двигателя?
Я уже и конденсаторы шунтирующие поставил, и увеличил прижим щеток — ан нет, все едино — когда на двигетель перестает подаваться питание — импульс тока такой, что щетки чуть-ли не привариваются.. И искры ОГО-ГО размеров.
Поясню — шуруповерт, китайский, в нем произошла поломка в планетарном редукторе, вскрыл для починки, и тут такое увидел, вот и думаю, как уменьшить последствия. В принципе есть идея поставить паралельно текущим щеткам еще одни, из двигателя «донора», кто что скажет?
Сам редуктор-то починил, а вот такое сильное искрение щеток двигателя явно не к добру — я проверил — коллектор сейчас в идеальном состоянии, прилегание щеток к нему — очень близко к идеальному, вчера часа полтора этим занимался, искрение уменьшилось, но не так чтобы сильно.

P.S. Изначально шуруповерт 18В, планирую батарею до 21.6в «проапгрейдить», в связи с этим и морочусь модификацией двигателя.
P.P.S. Новые двигатели, автомодельные, такого-же форм-фактора, стоят слишком дофига.. И нет желания их покупать ради китайского шуруповерта.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Это-то очевидно, и как раз сделано — не зря написал что коллектор по новой отполировал, и притер щетки.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Продуктовая линейка компании KLS на складе Компэл пополнилась модульными соединителями типа RJ. Ассортимент представлен неэкранированными соединителями RJ11, RJ12 и RJ45 для построения базовых информационных сетей, а также экранированными RJ45 с трансформатором для реализации систем передачи данных межу узлами ЛВС.

Я наверное очень сумбурно изначально объяснил.

НЕТ ни замыкания, ничего — двигатель в ИДЕАЛЬНОМ состоянии. Коллектор на маленьком токарнике проточил, щетки отшлифовал и отюстировал. Прижим щеток к коллектору усилил.
Двигатель потребляет

20-25А при нагрузке в работе, от родного, раскаченного, аккумулятора. При старте, работе, нагрузке — искрение щеток в норме, и едва заметно, но как только «РЕЗКО» отпустить курок, то двигатель _очень резко_ останавливается, и в этот момент происходит бросок тока — и на коллекторе возникает Искра, именно так, с большой буквы.
Вопрос как устранить этот эффект. Если двигатель «мягко» останавливать, то этого эффекта не наблюдается, но в инструменте — «мягкая» остановка — не вариант, нужно, чтобы останавливалось резко.

Я, в принципе, могу видео процесса заснять, если это поможет моему пояснению..

Защита от статического электричества необходима каждому современному устройству. Компания STMicroelectronics представляет решения, соответствующие стандарту IEC61000-4-2, а также специальное приложение PROTECTION FINDER, которое поможет легкого и эффективно подобрать необходимые компоненты. Рассмотрим практические примеры защиты от ESD, отраслевые стандарты и ряд ключевых параметров важных при проектировании электростатической защиты устройств.

Охх.. объясняльщик видимо из меня не кудышный ))

— двигатель АБСОЛЮТНО нормальный.

Как только отпускаешь курок — двигатель _специально_ замыкается накоротко, чтобы его МАКСИМАЛЬНО БЫСТРО остановить. Соответственно, есть инерция ротора, как только двигатель накоротко замыкают — двигатель начинает работать как динамомашина, за счет инерции ротора — что вызывает бросок тока, очень короткий, но очень сильный. Собственно — как с ним(с броском тока) бороться? Большие емкости ставить нельзя, т.к. в таком случае регулятор скажет «кхе» и погорит.

Я не настырный, но все-же очень прошу совета, т.к. что делать чтобы уменьшить искру в момент остановки(!) не представляю.. Только одна меня мысль преследует, это взять и поставить еще одни щетки, чтобы вся энергия этого остановочного импульса не выделялась на щетках..

7 причин – почему искрят щетки электродвигателя

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

1. Устройство электродвигателя и принцип работы
2. Причины
3. Износ щеток
4. Замыкание в обмотке якоря
5. Неисправность в обмотке статора
6. Загрязнение
7. Неправильно установлены щетки
8. Плохой контакт щеток с коллектором
9. Механические нарушения
10. Заключение

Устройство электродвигателя и принцип работы

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

Магнитное поле создает статор.

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

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

Причины

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

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

Износ щеток

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

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

Замыкание в обмотке якоря

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

Перемотка ротора или его замена устранят неисправность.

Неисправность в обмотке статора

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

Загрязнение

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

Неправильно установлены щетки

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

Плохой контакт щеток с коллектором

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

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

Механические нарушения

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

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

Заключение

Повышенная искра говорит о наличии отклонений в работе. Требуется провести мероприятия по выявлению и устранению недостатков. Непринятие мер сократит срок службы двигателя, а возможно всего электроинструмента, где он задействован. Лучший вариант – воспользуйтесь услугами сервисного центра по ремонту бытовой техники.

Почему искрят щетки коллектора электродвигателя. Причины искрения под щетками коллектора. Методы устранения искрения.

Искрением щеток сопровождается большинство неисправностей в машинах постоянного тока. Поэтому сам по себе этот несомненный признак какого-то расстройства в машине так же мало говорит электротехнику, как жар у больного говорит врачу. Но стоит нам вдуматься в это явление, спросить себя, что такое электрическая искра, чтобы ответ на этот вопрос указал нам два рода неисправностей, способных вызывать искрение.
Электрическая искра, это — переход электрического тока через воздушный промежуток между проводниками. Чем слабее ток и чем меньше воздушный промежуток, тем слабее и незаметнее искра. Электрическая машина строится так, чтобы при ее исправном состоянии и правильной работе заметного искрения не происходило, потому что это далеко не безобидное явление: искры обжигают медь коллектора и постепенно разрушают его, да и щетки от искр быстро сгорают. Следовательно, если искры под щеткой все-таки замечаются, то либо воздушный промежуток между коллектором и щеткой, либо сила тока стали больше, чем им следует быть.
Неисправности, вызывающие искрение вследствие ослабления контакта.
Когда щетка так плотно прилегает к коллектору, что ее поверхность в каждой своей точке соприкасается с какой-нибудь точкой на поверхности коллектора, иными словами, когда контакт между ними равномерен и совершенен, то воздушного промежутка между ними как бы и вовсе нет.
Но для этого нужно, прежде всего, чтобы обе поверхности имели не только совершенно одинаковую кривизну, но и были совершенно гладки. Вот почему каждую угольную щетку тщательно пришлифовывают к коллектору, а коллектор обтачивают, шлифуют и полируют так, чтобы он был гладок как зеркало.
Но этого мало. Ведь коллектор все время вращается под щетками. Надо добиться того, чтобы не только при неподвижном коллекторе, но и при его вращении контакт со щеткою ни в одной точке не прерывался и не ослабевал. Достаточно малейшего загрязнения, засорения коллектора, достаточно малейшего дрожания всей машины или какой-нибудь части ее, чтобы щетка начала подпрыгивать на коллекторе, а тогда между ними возникают маленькие воздушные промежутки и в этих промежутках — искорки.
Наконец, необходимо, чтобы коллектор был совершенно круглым и был в совершенстве „центрирован”, то есть чтобы его ось совпадала с осью машины и щеточного ярма. Иначе коллектор при вращении „бьет”, прижимается к щетке одними своими пластинами сильнее, другими слабее, а тогда щетка опять-таки подпрыгивает и искрит.
Если таковы условия хорошего контакта, то нам легко перечислить нарушения этих условий.
1. Трущаяся поверхность щеток находится в неудовлетворительном состоянии. Например, у медных щеток она загрязнена, обожжена, зазубрилась; у щеток угольных — изборождена желобками, куда набилась медная пыль, обломана по краям или плохо пришлифована.
2. Трущаяся поверхность коллектора находится в неудовлетворительном состоянии, например: а) шероховата (исцарапана ребрами щеток, обожжена искрами), б) волниста (прорыта желобками под щетками), в) над медными пластинами коллектора выступают края слюдяных прокладок, которыми они разобщены.
3. Трущаяся поверхность коллектора загрязнена или засорена. а) Загрязнить ее могут прежде всего угольные щетки, когда они слишком мягки, потому что они крошатся и покрывают коллектор липкою угольной пылью; б) загрязняется также коллектор излишнею смазкою, — применяемое для смазки вещество (масло, параффин, вазелин и т. п.) постепенно образует изолирующий слой, пробиваемый искрами; в) при недостаточном уходе коллектор постепенно засоряется медною, угольной и другою пылью; г) когда помещение содержит кислотные пары или газы (например, газогенераторная электростанция), то медные пластины коллектора химически разлагаются, и он покрывается слоем окиси, даже если машина не работает.
4. Щетки слишком слабо прилегают к коллектору, оттого что не подтянуты нажимные пружины.
5. Коллектор дрожит а) заодно с машиною или б) потому что расшатан сам. Связь между его пластинами может постепенно ослабеть, потому что расшатываются винты зажимного кольца или потому что размягчается изолирующий материал между пластинами и втулкою коллектора. Тогда тоже выступает изоляция между пластинами..
6. Щетки дрожат а) заодно с машиною или б) с какой-нибудь частью щеточного аппарата. Расшататься может все щеточное ярмо, один из его болтов, щеткодержатель на болте, щеточный зажим в щеткодержателе, да и сама щетка в зажиме.
7. Коллектор „бьет” а) заодно с якорем и валом или б) сам по себе.
Заодно с якорем коллектор бьет, когда сработались подшипниковые вкладыши или когда осела подшипниковая стойка, расположенная не на общей фундаментной плите с машиною.
Причинами неисправности 7б могут быть расшатанность коллектора (см. 5б), неравномерный износ коллекторных пластин, когда они различной твердости, и неправильное центрирование коллектора при его сборке.
Искрение как следствие токов короткого
замыкания.
Возможны следующие неисправности, вызывающие искрение, как следствие таков короткого замыкания:
8. Повышенная скорость машины.
9. Неправильное положение: а) всего щеточного ярма или отдельных щеток.

При вращении якоря в этом поле, проводники одной из цепей в каждый миг рассекают больше силовых линий, чем проводники другой, так что у первых сумма электродвижущих сил больше, чем у вторых. Для равномерности же магнитного поля необходимо, чтобы все его полюсы возбуждались одинаково сильно и чтобы по всей окружности якоря воздушный зазор между нею и окружностью полюсов,— так называемое междужелезное пространство, — оставался неизменен.
А. Искрение как следствие уравнительных
токов при неравномерности магнитного поля.
10. Якорь „бьет” по тем же причинам, которые указаны относительно неисправности 7а.
11. Одна или несколько магнитных катушек целиком или отчасти замкнуты накоротко. Это может произойти как а) вследствие повреждения изоляции у магнитных катушек, так и б) вследствие ее влажности (накопившейся в сыром помещении или во время транспорта машины).
12. Магнитные катушки по ошибке неправильно включены, так что полюса неправильно чередуются. Тогда, конечно, магнитное поле не только ослаблено, но и искажено.
Б. Искрение как следствие уравнительных
токов при неодинаковости сопротивлений в
параллельных цепях якорной обмотки.
13. Один или несколько витков якорной обмотки замкнуты накоротко. Такое замыкание может возникнуть различным образом.
14. Ослабление контакта между концами якорных проводников и пластинами коллектора вследствие плохой пайки или расшатанности петушков (винтов, которыми эти концы в некоторых машинах соединены с пластинами).
15. Разрывы: а) в соединениях между концами якорных проводников и пластинами коллектора или б) в самих якорных проводниках.

Искрение как следствие усиления рабочего тока.
16. Машина перегружена а) умышленно или б) вследствие значительной утечки тока (плохой изоляции) во внешней сети или в) вследствие чрезмерного трения в машине.
17. Напряжение слишком низко вследствие ослабления магнитного поля, которое может произойти а) из-за уменьшения числа оборотов у первичного двигателя, поскольку речь идет о динамомашине или б) потому что ослаблен возбуждающий магниты ток, например, в его цепи по ошибке оставлено слишком сильное регулирующее сопротивление или некоторые магнитные катушки неправильно включены (см. неисправность 12).

Таковы главные неисправности, сопровождающиеся искрением. Закончив их перечисление, мы должны оговориться. Мы распределили их на две группы: а) ослабление контакта (между коллектором и щеткой) и б) усиление тока в щетке, а в пределах второй группы различали ток короткого замыкания, уравнительный ток и рабочий ток.
Но надо иметь в виду, что это различение в известной степени искусственно, хотя и облегчает обзор возможных неисправностей. Искрение часто происходит не по одной, а по нескольким причинам. Они могут действовать независимо друг от друга, могут и зависеть одна от другой.
Например, ослабление контакта может произойти вследствие нескольких, одновременно происшедших неисправностей из числа перечисленных под нумерами 1-7. С другой стороны, ослабление контакта часто находится в необходимой связи с усилением тока в щетке; например, когда якорь бьет (см. 10). то заодно с ним бьет и коллектор (см. 7а). По первой причине через щетку проходит уравнительный ток, по второй ослабевает ее контакт с коллектором. И та и другая причина вызывают искрение. Наконец, усиление тока в щетке может быть вызвано и усилением рабочего тока и возникновением уравнительных токов. Это происходит, например, при неправильном включении магнитных катушек (см. 12 и 17).

(6 оценок, среднее: 4,33 из 5)