Щетки двигателя принцип работы

Электродвигатели

С электродвигателями может произойти столько всяких вещей, что в большинстве случаев их техобслуживание и ремонт лучше всего проводить в соответствующей мастерской. Однако какие-то базовые элементы обслуживания некоторых электродвигателей можно выполнить самостоятельно — а именно замену изношенных угольных щеток и чистку коллектора.

Универсальные электродвигатели.

Универсальные электродвигатели устанавливают во многих типах электробытовых приборов от стиральных машин и пылесосов до электроинструментов — и работающих от сети, и беспроводных. «Универсальным» двигатель назван потому, что может работать как на переменном, так и на постоянном токе. В бытовой электросети ток переменный, а постоянный ток дают батареи и выпрямители.

Типичный универсальный электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую с помощью явления электромагнетизма. Прохождение электрического тока по двум катушкам из провода создает магнитное поле. В двигателе эти катушки — обмотки — окружены блоком из пластинчатой стали, который концентрирует магнитное поле. Металлический блок и катушки вместе образуют электромагнит, который в электродвигателе называется обмоткой возбуждения.

Рис. 1 Универсальный электродвигатель.

Между двумя обмотками возбуждения находится металлическая конструкция — якорь, или ротор, который является подвижной частью двигателя. Вдоль якоря намотано несколько раздельных обмоток (якорные обмотки). К двум концам каждой обмотки подсоединены два медных полосчатых контакта. Они сгруппированы в форме цилиндра на одном конце якоря; контакты одной пары расположены на цилиндре друг напротив друга. Все вместе эти контакты образуют так называемый коллектор.

Кусочки угля (угольные щетки), расположенные друг напротив друга, прижимаются к паре противоположных контактов. Подаваемый на щетки электрический ток попадает через них на пару контактов коллектора и далее — в соответствующую якорную обмотку, создавая магнитное поле. Законы магнетизма заставляют это магнитное поле взаимодействовать с магнитным полем обмотки возбуждения — «северный» полюс одного поля и «южный» полюс другого поля взаимно притягиваются, и это заставляет якорь вращаться в определенном направлении.

Рис. 2 Противоположные полюса притягиваются

Вращение перемещает щетки на другую пару контактов коллектора, создавая другое магнитное поле. Каждое новое поле взаимодействует по очереди с обмоткой возбуждения, что создает равномерное вращение якоря.

Электродвигатели постоянного тока

Универсальные двигатели постоянного и переменного тока работают на похожих принципах, но у электродвигателя постоянного тока вместо обмотки возбуждения установлены постоянные магниты.

Бесшнуровые электроинструменты, такие как дрели, лобзики и кусторезы, работают с помощью двигателей постоянного тока, которые питаются от аккумуляторов напряжением до 30 В или выше. Для обеспечения достаточной мощности обычно несколько аккумуляторов соединяются последовательно.

Смена направления вращения двигателя постоянного тока достигается простой сменой полярности напряжения на контактах электродвигателя. В электроинструментах это делается с помощью соответствующего переключателя.

Замена двигателя постоянного тока обычно бывает дешевле его ремонта. Однако, может быть, стоит найти замену щеток и почистить коллектор. Не у всех двигателей постоянного тока щетки угольные — у некоторых это просто металлические пружины, которые контактируют с коллектором.

Асинхронные электродвигатели

Универсальные двигатели можно встретить в большинстве бытовых электроприборов, но в некоторых ситуациях предпочтительнее асинхронные электродвигатели. Асинхронные двигатели относительно малошумные, так как в них нет щеток, в них нет и угольной пыли, которая засоряет двигатель.
Электродвигатель с расщепленной фазой оснащен сложным комплексом обмоток, называемых статарными обмотками, или статором (аналог обмотки возбуждения), который окружает цилиндрический ротор из алюминия и стали. Здесь нет чисто электрического соединения с ротором, и вращение вызывается с помощью другой статарной обмотки, которая называется пусковой, или стартовой обмоткой. Последовательно с пусковой обмоткой часто соединяют конденсатор, чтобы увеличить пусковой момент двигателя.

Рис. 3 Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

Асинхронный электродвигатель с расщепленными полюсами похож на двигатель с расщепленной фазой, но у него только одна статарная обмотка, которая создает постоянное магнитное поле. Медные проводники между пластинами из мягкой стали направляют магнитное поле в нужном направлении и заставляют ротор вращаться.

Рис. 4 Асинхронный двигатель с расщепленными полюсами

Поскольку здесь нет щеток, которые можно было бы самостоятельно поменять, все обслуживание и ремонт асинхронных двигателей лучше предоставить специалистам.

Обслуживание универсального электродвигателя

Если между щетками и коллектором плохой контакт, то эффективность работы универсального двигателя будет снижена. Плохой контакт может быть вызван как износом щеток, так и загрязнением коллектора.

Износ или залипание щеток

Угольные щетки устанавливаются разными способами, но они всегда прижимаются к коллектору тем или иным видом пружины. Описанное далее показывает три типичных способа установки щеток с возможностью их простой замены. Перед обслуживанием электродвигателя обязательно отключите прибор от электропитания, вынув вилку из розетки или другим способом.

1. В этом электродвигателе щетку удерживает на месте металлический колпачок. Осторожно подденьте колпачок кончиком отвертки.

Рис. 5 Подденьте металлический колпачок

1. По мере износа щетки плотно притираются к коллектору точно по его форме, поэтому, прежде чем вынуть щетку, сделайте на ней маленькую пометку, чтобы можно было ее вернуть точно в то же положение, если вы посчитаете, что износ не достиг того уровня, когда щетки надо менять.

Рис. 6 Сделайте на щетке маленькую пометку

1. Выньте обе щетки вместе с их пружинами. Если щетки сильно стерлись, то установите новые щетки.

Рис. 7 Выньте щетку из ее держателя

Чистка коллектора

Перед тем как установить щетки, воспользуйтесь возможностью почистить поверхность коллектора.

1. Старой зубной щеткой очистите пыль и грязь с поверхности, а также, при наличии, из узких щелей между медными пластинами.

Рис. 8 Сметите пыль с коллектора

1. Затем отполируйте медную поверхность контактов стекловолоконным карандашом для чистки контактов, который продается для техобслуживания радиоаппаратуры. Если на коллекторе есть признаки сильного износа или подгорания, проконсультируйтесь у специалиста сервиса, можно ли электродвигатель отремонтировать.

Рис. 9 Зачистите контакты

Щетки с внешними пружинами

У некоторых универсальных электродвигателей каждая щетка удерживается в контакте с коллектором наружной пружиной, которую надо сначала поднять, чтобы можно было вынуть щетку. Каждая щетка подсоединяется с помощью медного плетеного проводника с соединительным наконечником.

Рис. 10 Для изъятия щетки поднимите пружину

Сменные блоки щеток

Еще проще обслуживать электродвигатели, в которых использованы сменные блоки щеток.

1. Начните с отсоединения наконечников, подсоединенных к каждому щеточному блоку. Сделайте соответствующие пометки — рядом могут быть очень похожие запасные клеммы.

Рис. 11 Отсоедините наконечник

1. Затем выкрутите винты, крепящие пластиковый блок к корпусу двигателя.

Рис. 12 Отвинтите блок щеток

1. Снимите все блоки и замените их новыми.

Рис. 13 Выньте и замените блок щеток

Выполнив базовое обслуживание, кистью и пылесосом с соответствующей насадкой удалите пыль и пух, приставшие к двигателю. Чистка электродвигателя совсем не косметическая операция — она уменьшает риск накопления электропроводной угольной пыли, которая может способствовать утечке тока на землю. Это может заставить сработать защиту или в конечном итоге сжечь предохранитель.

Более подробно замену щеток можно посмотреть на видеороликах:

Удачи в ремонте!

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2008

Стеклоочистители: устройство и принцип работы

Грязное лобовое стекло авто значительно ухудшает видимость на дороге, что негативно сказывается на качестве и безопасности вождения. Потому эксперты Моторпейдж напоминают о необходимости поддерживать лобовое в чистом состоянии.

Специально для этой цели в машинах установлены стеклоочистительные системы. На некоторых авто они присутствуют не только на лобовом, но и на заднем стекле.

Устройство стеклоочистителя

• Дворники — продолговатые элементы, которые перемещаются по стеклу. В состоянии покоя находятся внизу лобового стекла. Оба дворника соединены тягой, благодаря чему они движутся синхронно. Основную функцию очистки выполняют щетки с резиновым, либо силиконовым лезвием или лентой, расположенные на дворниках с помощью специального поводка (щеткодержателя). Они являются расходным элементом, так как со временем лента изнашивается и качество очистительной процедуры ухудшается. Если это происходит, то расходник (щетку или ленту) необходимо заменить.
• Привод стеклоочистителя с редуктором Обеспечивает движение дворников. Бывает разных видов: механический, пневматический и др. В современных легковых авто устанавливаются приводы электрического типа. Если этот агрегат выходит из строя, то при включении стеклоочистителя дворники не двигаются.
• Трапеция — элемент находится между приводом и дворниками. Состоит из тяг и рычагов, задача которых заключается в том, чтобы преобразовывать вращательное движение, создаваемое электроприводом, в возвратно-поступательное, и передать его на поводки.
• Бачок представляет собой пластиковую тару (объем от 2,5 до 5 л), расположенную под капотом или крылом машины. В бачок заливается вода, которая в дальнейшем подается на стекло при активации соответствующей функции стеклоочистителя.
• Форсунки расположены на капоте и соединены с бачком посредством резиновых шлангов, через них жидкость распрыскивается на стекло.
• Моторчик омывателя — это насос в бачке, который обеспечивает подачу воды. В момент, когда автовладелец включает режим опрыскивания, устройство создает давление в системе, которое выдавливает жидкость через форсунки на стекло.
• Переключатель расположен под рулевым колесом для управления стеклоочистительной системой. Используя его, водитель настраивает движение дворников (одинарный взмах, либо с заданным интервалом или постоянное движение на низкой/высокой скорости), а также активирует подачу жидкости, если необходимо.
• Блок управления — устройство устанавливается не во всех авто, его основная функция заключается в автоматическом запуске и выключении стеклоочистителя. Определять, когда нужно активизировать систему очистки, помогает датчик дождя, который анализирует текущие погодные условия и чистоту стекла.
• Прерыватель — прибор позволяет настроить интервал между взмахами стеклоочистителя при выборе прерывистого режима работы. Данная функция полезна в слабый дождь, чтобы дворники не терли сухое стекло.

Принцип работы

Стеклоочиститель запускается с помощью подрулевого переключателя. После его использования команда передается на электродвигатель. Тот начинает работать в темпе, необходимом для обеспечения скорости движения дворников, выбранной автовладельцем. Крутящий момент, создаваемый электроприводом, передается на редуктор (зачастую червячный), благодаря которому усиливается.

Далее вращательное движение поступает на трапецию, преобразующей его в возвратно-поступательное. С помощью тяг усилие направляется к дворникам, и те начинают работать согласно заданным настройкам.

За подачу омывающей жидкости также отвечает переключатель. Для этого его необходимо установить в нужное положение, либо в некоторых машинах предусмотрена отдельная кнопка для распрыскивания воды. Команда запускает моторчики омывателя, подающие жидкость из бачка по шлангам к форсункам, через которые происходит орошение стекла.

Виды щеток

Классификации по типу конструкции:

• Каркасные. Наиболее распространенная и доступная по цене разновидность. Такие щетки хорошо прижимаются к стеклу, однако не подходят для эксплуатации при низких температурах. К тому же со временем из-за особенностей строения появляется люфт, ухудшающий качество очистки.
• Бескаркасные. Характеризуются отличной аэродинамикой: при движении транспортного средства на высокой скорости щетки остаются на своих местах. Можно использовать в зимний период. Плюсом также является, что при износе ленты можно заменить только ее, а не всю щетку целиком.
  Примечание. Бескаркасный вид щеток обойдется дороже каркасных. Эксперты Моторпейдж рекомендуют тщательно подбирать щетки такого типа под форму лобового. Иначе в районе центра своей конструкции они могут недостаточно плотно прилегать к стеклу.
• Гибридные. Сочетают в себе достоинства двух предыдущих видов и дополняют их наличием кожуха на подвижных соединениях, защищающего от попадания грязи. Из представленных видов щеток именно гибридный — самый дорогой.

Способы крепления щеток

Единственным типом крепления до 2000 года был так называемый «крючок», позволяющий защелкнуть щетку. Потому многие автовладельцы и по сей день часто имеют дело как раз с этим приемом.

В последние десятилетия автопроизводители стали использовать индивидуальные разработки. Например, у Audi — это система Pin Lock, фиксирующая щетки с помощью встроенного замка. А у BMW или Volvo щетки крепятся боковым штырем.

Стоит заметить, что перечисленные виды крепежа — лишь немногие из всего разнообразия на современном авторынке. Однако «крючки» остаются наиболее популярным способом относительно остальных.

Принцип работы коллекторного двигателя

Для того, что бы понять, как работает коллекторный двигатель, вспомним электромагнитную индукцию. Поместим на оси вращения проводник, с циркулирующим током внутри него, между магнитами, северный и южный полюс. Проводник вращается в направление движения тока, это принцип работы коллекторного двигателя. Питание проходит через щетки на конец проводника. Пол оборота, и происходит переключение тока, способствующее непрерывному вращению в заданном направлении. Коллекторный двигатель оборудован несколькими проводниками, поэтому окружность коллектора, делится на контакты.

От статора ток проходит к обмоткам ротора посредством последовательного соединения, щёток и коллектора. Коллекторные двигатели применяют в изделиях, где важна скорость вращения. Моторы не тяжёлые, с относительно небольшими габаритными размерами.

Принцип работы коллекторного двигателя.

Важно! Коллекторный двигатель, способен работать в обратном порядке, преобразовывать механическую энергию в электрическую энергию. В этом случае, роль установки — генератор.

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:

• Установка более жесткого графитового контакта туда, где использовались более мягкие. Результатом может стать быстрый износ коллектора.
• Установка «универсальных» щеток повсеместно. Это может нарушить режим работы устройства.
• Ориентировка при покупке щетки на маркировку графита сбоку старой щетки электродвигателя. Маркировка графита – это не маркировка параметров контакта!

2 Какие признаки указывают на необходимость ремонта?

Если ваша стиральная машина неожиданно вышла из строя, то причина может скрываться именно в поломке двигателя. Современные производители с целью удешевления продукции выпускают моторы в виде сборных агрегатов, которые практически невозможно отремонтировать самостоятельно. Единственное, что можно сделать своими руками, — заменить щетки, которые считаются расходным материалом.

Визуально определить, пришло ли время заменить щетки, можно по нескольким явным признакам:

• при вращении барабана возникает посторонний шум, легкий скрежет или скрип;
• наблюдается потеря мощности электродвигателя — это особенно заметно при отжиме — мотор начинает «задыхаться», звук его работы отличается от нормального;
• во время стирки ощущается неприятный запах гари, жженого пластика;
• при переходе в режим отжима стиральная машина останавливается и высвечивается на табло код ошибки.

Если хотя бы один из перечисленных выше признаков стал наблюдаться в последнее время, это может означать, что необходима замена щеток электродвигателя.

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.

Демонтаж устройства

В редких случаях моторчик переднего или заднего стеклоочистителя перестаёт работать по причине какого-нибудь заводского дефекта. Проблема встречается крайне редко, однако, если вы стали её жертвой, ничего не остаётся, как начинать особый ремонт.

Чтобы выполнить процедуру успешно, проведите полный демонтаж. Не секрет, что такой процесс довольно хлопотный и длительный. В особенности, если приходится ремонтировать деталь от старых автомобилей, таких как, «Таврия», «КАМАЗ», «Приора» и так далее. В этом случае придётся использовать несколько отдельных этапов, включая откручивание гаек, выполняющих роль крепежа для рычагов.

В дальнейшем можно приступать к снятию самих рычагов с конусных шлицев привода. Если на этом этапе у вас возникают какие-нибудь трудности, шлицы можно обработать проникающей смазкой. Далее, проводится демонтаж приводов рычага, путём откручивания гаек, а также снятие резиновых прокладок и пластмассовых втулок.

В жгуте колодка проводов отсоединяется и вытягивается при использовании приподнятого края уплотнителя, через специальную прорезь в перегородке моторного отсека. Следующее действие заключается в изъятии стеклоочистителя.

Теперь придётся открутить шайбу со снятого прибора и демонтировать пружинный фиксатор. А также не обойтись без отсоединения тяги. В итоге вам останется провести демонтаж трёх болтов и достать двигатель. После полноценного визуального осмотра, начинайте заменять любые неисправные детали.

Если же это не даёт никаких результатов, единственным выходом из ситуации станет покупка нового моторчика. Если же проблема устранена, сборку системы очистки стёкол необходимо выполнить в обратном порядке.

Особенности замены и схема

Если после тщательной диагностики вам удалось определить неисправность моторчика, задумайтесь о замене вышедшего из строя узла. На этом этапе отсутствуют какие-нибудь особые сложности, поэтому даже неопытный новичок с лёгкостью решит вопрос.

Правда вы должны понимать, что особенности процедуры бывают разными в зависимости от модели того или иного транспортного средства.

Поэтому перед тем как выполнить серию каких-нибудь действий обратите внимание на технические особенности системы, ознакомьтесь с сервисным руководством к авто.

1. Первым делом вы должны провести откручивание гаек, фиксирующих рычаг щёток. Здесь не помешает помощь гаечного ключа. Затем демонтируйте их из места монтажа. При возникновении сложностей используйте проникающую смазку.
2. Затем необходимо снять приводы рычага, выкрутив гайки их фиксации.
3. На следующем этапе остаётся отключить разъём с проводами в жгуте, приподнять одну часть уплотнителя через образовавшее отверстие.
4. В результате остаётся выполнить демонтаж самого стеклоочистителя. Затем следует снять шайбу и пружинное крепление. После успешной реализации таких целей, остаётся отсоединить тяну, выкрутить три винта и извлечь моторчик. Ремонт узла характеризуется особой простотой и скоростью выполнения.