Щеточный узел двигателя вентилятора

ДЕМОНТАЖ И РЕМОНТ ДВИГАТЕЛЯ ВЕНТИЛЯТОРА РАДИАТОРА

Ну вот и пришел тот день, когда стал отказывать вентилятор радиатора, и что самое интересное ,когда машина в движении срабатывает нормально. Стоит встать в пробку, или просто остановиться с работающим двигателем, как тут же стрелка термометра ползет вверх, и приходится включать печку салона на полную чтобы не перегреть двигатель. Обнаружил это еще по осени ,когда делал смену масла , и промывал двигатель. Оставил его работать , подошло время сливать масло, залезаю в салон ,чтобы загнать машину в гараж, ух ты а температура ОЖ уже критическая. Открыл капот, и вижу что вентилятор не вращается. Первое на что подумал — реле вентилятора, которое стоит на передней панели на полке над радиатором. Старым дедовским способом. Хрясь по панели кулаком, он и заработал. В последствии выяснилось что не реле виновато , а двигатель вентилятора радиатора — попадает в мертвую точку из которой он не может стартовать. На ходу потоком набегающего воздуха крыльчатка вентилятора вращает вал , сдвигая его с мертвой точки.

Немного о конструкции двигателя.

Существует два варианта исполнения двигателей с которыми я столкнулся.

Вариант 1.

Двух коллекторный двигатель. Этакое чудо. Где один коллектор расположен над другим ,на валу двигателя. Соответственно регулировка скорости вращения вала двигателя осуществляется за счет подачи питающего напряжения либо на обмотку 1 либо на обмотку 2. В этом варианте щеточный узел состоит из 8 щеток , расположенных в двух уровнях на несущей площадке. Каждая пара щеток расположена крест накрест.

Провода подводящие питание на двигатель красного , зеленого (по ним идет + 12 Вольт) и черного (масса) , заделаны напрямую в корпус двигателя.

Вариант 2

Одно коллекторный двигатель . Соответственно одно скоростной. Первая скорость реализована за счет включения в цепь питания двигателя выносного гасящего керамического сопротивления. Оно закреплено на ребре жесткости решетки вентилятора (показан на фото красной стрелкой). Вторая скорость подключает через реле 100% бортового питания на мотор.

Провода подводящие питание к двигателю красного цвета (+12 Вольт) и черного (масса). Зеленый провод (первая скорость вращения двигателя) уходит в гасящий резистор (показан на фото красной стрелкой). Реле вентилятора (с соответствующей маркировкой на корпусе) в левом нижнем углу фото.

Как ремонтировать

В моем случае был неисправен мотор изготовленный по первому варианту. (с двумя коллекторами).

Порядок работ:

Снятие вентилятора радиатора.

— отсоединить аккумуляторную батарею.

— открутить 4 самореза крепящих кожух вентилятора к передней панели (расположены по бокам полки реле и клапанов)

— отсоединить все разъемы подводящие питания к реле и клапанам. Вакуумные трубки не трогать !!

— отклонить кожух вентилятора, по направлению к двигателю, и снять полку с реле и клапанами, уложить ее на топливную рампу

— расстегнуть две стяжки на корпусе кожуха и вытащить кабель из зажимов .

— отклонить кожух радиатора по направлению к двигателю и вытащить его вверх.

Демонтаж двигателя вентилятора.

— не откручивать вентилятор от кожуха, так удобнее.

— снять разрезную шайбу с вала двигателя ,подцепив ее отверткой с плоским жалом.

— перевернуть кожух радиатора таким образом , чтобы крыльчатка оказалась внизу.

— через соты кожуха ,нажимая на лопасти вниз и покачивая крыльчатку, снять ее с вала двигателя. Перехватывайте крыльчатку периодически крест накрест для более плавного снятия с вала, и исключения ее деформации.

— снимите скобы крепления жгута проводки к кожуху, подцепив их отверткой с плоским жалом.

— открутите 3 шт больших самореза крепящих двигатель к кожуху.

— вытащите двигатель из кожуха.

• обстучать раскерненные элементы корпуса двигателя , для того чтобы снять крышку двигателя.

• сбить крышку с элементов корпуса.

• снять пластиковую шайбу синего цвета с вала двигателя (запомните ее положение юбкой кверху от коллектора)

• отжать и ослабить пружины поджимающие щетки к коллектору.

• снять плату щеток , подцепив её с помощью отвертки с плоским жалом.

Ремонт двигателя.

• проверьте как работают щетки, легко ли они передвигаются в корпусе.

• очистите их от отложений и продуктов износа обработайте WD40.

• проверьте легко ли вращается ротор двигателя в подшипнике.

• смажьте подшипники.
• при необходимости замените его, для этого придется спрессовать или снять съемником основание вентилятора с вала двигателя. (я этого не делал )

Сборка двигателя.

есть одна хитрость, щетки второго яруса нужно зафиксировать, вставив в отверстия ,рядом с пружинами, подходящие по диаметру предметы (например спички, или зубочистки)

— одеть плату со щетками на вал двигателя

— совместить выступы платы с прорезями в корпусе двигателя.

— защелкнуть плату в корпусе и вытащить фиксаторы щеток. (щетки подведены к коллектору, не допускайте снятия платы, в противном случае операцию повторить сначала, иначе возможно разрушение или повреждение щеток)

— подвести пружины ,прижав щетки к коллектору на первом ярусе.

— проверьте подошли ли все щетки к коллектору ,прозвонив тестером пару (между черным и красным, между черным и зеленым проводом). Или приподняв на 2-3мм плату щеткодержателей и загляните в корпус двигателя. В моём случае на внутреннем ярусе одна из щеток сразу не вышла к коллектору , т.к. пружина зацепилась за пластиковый корпус и не оказывала давления на щетку. Щетка зависла.

— одеть крышку двигателя на вал , совместив прорези в крышке с выступами на корпусе двигателя.

— постукивая по окружности осадить крышку на место.

— раскернить зубилом выступы, зафиксировав таким образом крышку двигателя.

— проверить работу двигателя, подав питание на провода идущие в двигатель :

— черный — минус 12 Вольт

— красный — плюс 12 Вольт максимальная скорость вращения вала двигателя.

— зеленый — плюс 12 Вольт минимальная скорость вращения двигателя.

ВНИМАНИЕ . Не подавать +12 В одновременно на красный и зеленый провод.

Установка и сборка вентилятора.

• провести сборку в обратном порядке

Таким образом на сегодняшний день 10.04.05 экономится от 570 $ (оригинал от Volvo ) — 250 $ (оригинал от Bosch). Можно еще китай за 177 $ , почувствуйте разницу.

VOLVO 850

Диагностика и ремонт VOLVO своими силами. Ремонт и программирование электронных блоков автомобилей. Привязку ключа, брелка, восстановление иммобилайзера. PIN KOD для штатной магнитолы. Удаленное программирование.

Как работает коллекторный двигатель со щеточным механизмом в бытовой технике

Пылесос, кофемолка, дрель, перфоратор, триммер — далеко не полный перечень оборудования, в котором используется преобразование электрической энергии в механическую для работы бытовых устройств.

Они содержат сложные технические узлы, требуют умелого обращения, периодического осмотра, правильного обслуживания. При небрежной работе возникают различные поломки.

Материал статьи представляет советы домашнему мастеру, работающему с электрическими инструментами или планирующему самостоятельный ремонт электродвигателя с щеточным механизмом и коллектором. Текст наглядно дополняется схемами, картинками и видеороликом.

Предоставленная информация собрана с целью привлечь внимание пользователей к правилам эксплуатации бытовых приборов с коллекторным двигателем. Она поможет осознанно фиксировать возникающие дефекты работающей схемы, оперативно устранять их.

Компоновка и принцип работы

Подвижная часть коллекторного двигателя, как и любого другого, механически сбалансирована и закреплена в подшипниках вращения, вмонтированных в неподвижную станину.

Стационарный статор и вращающийся ротор имеют собственные обмотки из изолированного провода. По ним протекает электрический ток, создающий магнитные поля со своими полюсами: северным N и южным S.

При взаимодействии этих двух электромагнитных полей создается вращение ротора.

Поскольку к обеим обмоткам необходимо постоянно подводить напряжение, а ротор вращается, то для него смонтировано специальное устройство: коллектор с щеточным механизмом.

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.

Тахогенератор позволяет судить о скорости вращения ротора. У отдельных двигателей его заменяют датчиком Холла. Для передачи сигналов к этим устройствам тоже используются контакты коллекторных пластин.

Проблемные места конструкции

Чаще всего неисправности могут возникнуть в:

• подшипниках:
• щеточном коллекторном узле;
• слое изоляции обмоток и проводов.

Подшипники

Их расположение выполняется по краям ротора с таким условием, чтобы максимально передавать осевую нагрузку крутящего момента.

У обычного бытового инструмента они могут повреждаться по двум основным причинам:

1. от неправильного приложения нагрузки:
2. в результате загрязнения.

Направления приложенных усилий

Подшипники бытового электроинструмента, как правило, не предназначены для восприятия боковых нагрузок. От частого их приложения, например, когда при работе дрелью нагружают не конец сверла, а прорезают щелевые отверстия его боком, на подшипниковый механизм передаются биения вала, создающие дополнительные люфты шариков в обоймах.

Работа в загрязненной среде

Коллекторный двигатель имеет воздушную систему охлаждения. Крыльчатка, надетая на ротор, забирает воздух через специальные щели в кожухе двигателя и прогоняет его по всему корпусу для отвода излишнего тепла от нагревающихся обмоток. Теплые потоки выбрасываются через специальные отверстия.

Если в помещении создана пыльная среда, то она будет засасываться внутрь корпуса и проникнет на подшипники и коллекторно-щеточный механизм. Возникнет абразивное воздействие на соприкасающихся при вращении частях, их преждевременный износ, а также нарушение электрической проводимости на контактах щеток.

Использование коллекторного двигателя не по назначению, например, сбор потока строительной пыли бытовым пылесосом вместо строительного, наиболее частая причина его поломки.

Отчего искрят щетки

Конструктивные особенности

При работе двигателя происходит постоянное трение щеток о контактные пластины коллектора, что требует периодического осмотра.

На рабочих поверхностях медных площадок появляется незначительный слой угольной пыли, как показано на фотографии. Это связано с расходом материала и износом щеток.

Этот процесс идет всегда при работе коллекторного двигателя. Даже при нормальном скольжении щетки создается незначительный разрыв цепи электрического тока. А это всегда связано с искрообразованием из-за возникновения переходных процессов и появлением микроскопических дуг. К тому же обмотки обладают высоким индуктивным сопротивлением.

Поэтому полностью исправный щеточный механизм при номинальной работе искрит, что не заметно взглядом, но ощущают чувствительные электронные приборы: телевизоры, компьютеры и другая техника. В схему их питания всегда устанавливают помехоподавляющие фильтры. Примером служит приведенная на сайте электрическая схема микроволновой печи с выделенным фрагментом зеленого цвета.

Износ материала щеток

Прижимаемая к коллекторной пластине токоведущая часть выполнена из угля. Ее объём изнашивается, а длина уменьшается. При этом ослабляется усилие нажима, создаваемое расправляемой пружиной.

Этот процесс может учитывается или не приниматься во внимание в разных конструкциях коллекторных двигателей.

Раритетные образцы

На старом двигателе выпуска 1960 года, приведенном в качестве примера, сжатие пружины осуществляется усилием завинчивания диэлектрической крышки.

Процесс установки щетки показан ниже.

Двигатель пылесоса

Описанная в статье об изготовлении самодельного триммера конструкция щеточного механизма имеет винт фиксации корпуса щетки.

Его установка показана на очередной фотографии. Обратите внимание, что сама щетка неоднократно стачивалась в процессе длительной работы и заменялась выточенным из угольного электрода батарейки по форме предыдущей.

При самостоятельном изготовлении щеток обращайте внимание на плотность ее входа в гнездо и перпендикулярное положение к оси вала. Если она будет меньшего размера, то при работе возникнет перекос. Он приведет к излишнему искрению и снижению ресурса двигателя.

Поэтому желательно использовать заводские щетки от производителя.
Существуют и другие технические решения этого вопроса.

Как проверить степень износа щетки

Основной метод связан с визуальным осмотром. В интернете можно встретить советы, рекомендующие прижать при работе двигателя щетку отверткой и оценить изменение оборотов ротора.

Это опасная операция, выполнять которую может только обученный и опытный персонал потому, что:

• необходимо пользоваться защитными средствами: работа выполняется под напряжением;
• существует вероятность создания короткого замыкания, ибо проверять придется обе щетки по очереди или одновременно и использовать отвертки с изолированными стержнями и наконечниками.

Если внешний осмотр показал, что длина щетки сильно уменьшена или рабочая поверхность имеет сколы, то ее необходимо просто заменить.

Загрязненный коллектор

Образование излишнего слоя угольной пыли с хорошими токопроводящими свойствами на пластинах может стать причиной их замыкания. Необходимо ее удалять не только с внешней поверхности, но и из промежутков между ними.

Графитовую пыль можно стереть слегка смоченной в спирте или бензине мягкой ветошью или убрать тонкой деревянной палочкой.

Когда коллекторные пластины потеряли первоначальную форму и стали с выемками, то их восстанавливают наждачной шкуркой с самым мелким зерном на токарных станках. Это сложная операция, требующая специального оборудования, но она способна продлить ресурс коллекторного двигателя.

Межвитковые замыкания в обмотках

Их образование на статоре или роторе резко снижает индуктивное сопротивление, ведет к появлению дополнительных искр между различными секциями коллектора и щеток. Возникает дополнительный перегрев.

Обмотка ротора

Поврежденную секцию в отдельных случаях можно наблюдать визуально по изменению цвета. Для выполнения электрических замеров потребуется точный омметр. Технологию проверки демонстрирует видео владельца altevaa TV “Проверка якоря коллекторного двигателя”.

Ремонт поврежденной обмотки ротора — операция сложная. Иногда проще купить новый.

Обмотка статора

Неисправность можно выявить замером активной составляющей электрического сопротивления по мостовой схеме у каждой полуобмотки. Но это тоже довольно сложно.

Пробой диэлектрического слоя изоляции

Кратко коснемся причин образования дефектов и защитных устройств, которыми необходимо пользоваться.

Как возникают неисправности

Медные провода жил всех обмоток покрыты слоем лака, который может повреждаться от:

• неосторожно приложенных механических нагрузок;
• при повышенной температуре.

От этих же факторов возникают дефекты изоляции питающих проводов с полихлорвиниловым покрытием.

В результате этих воздействий появляются следующие неисправности электрической схемы:

• межвитковое замыкание, создающее дополнительный путь для протекания тока утечек, который значительно снижает рабочие характеристики двигателя;
• короткое замыкание, способное выжечь провода.

Защитные устройства

Термореле

Встроенная во многие коллекторные двигатели функция защиты от перегрева работает автоматически. Когда оборудование отключается от его частой работы, то необходимо искать причину завышения температуры. К сожалению, часть пользователей старается заблокировать термореле. Это приводит к поломке с трудно восстанавливаемым ремонтом.

Автоматический выключатель

Ликвидация короткого замыкания и перегруза внутри электрической схемы двигателя возложена на бытовой автомат, питающий силовую розетку. Он устанавливается в квартирном щитке и по своим техническим характеристикам должен соответствовать рабочему и аварийному режиму коллекторного двигателя.

Без защиты налаженным автоматическим выключателем пользоваться инструментом с коллекторным двигателем опасно для жизни.

УЗО предотвращает стекание потенциала фазы через тело человека на землю. Оно тоже устанавливается в квартирном щитке.

Для закрепления материала рекомендуем посмотреть ролик владельца slavnatik “Почему искрит болгарка”.

Напоминаем, что сейчас вам удобно задать вопросы в комментариях и поделиться статьей с друзьями в соц сетях.