Обмотки якоря

Элементом обмотки якоря является секция, которая своими концами присоединена к двум пластинам коллектора. Секции могут быть одновитковыми и многовитковыми. Пазовые стороны секций расположены в пазах сердечника якоря. Расстояние между пазовыми сторонами секции приблизитеьно равно полюсному делению.

где D_a — диаметр сердечника якоря.

Обычно обмотки якоря выполняют двухслойными. В зависимости от порядка присоединения секций к пластинам коллектора обмотки разделяют на волновые и петлевые, простые, сложные и комбинированные.

Простая волновая обмотка

В простой волновой обмотке концы каждой секции присоединены к пластинам коллектора, находящимся на расстоянии, называемом шагом обмотки по коллектору,

где К — число коллекторных пластин в коллекторе.

На рис. 13.5 показана схема простой волновой обмотки якоря. Секции обмотки образуют две параллельные ветви (2а = 2). Число параллельных ветвей в обмотке и число секций в каждой ветви определяют ток I_а и ЭДС Е_а обмотки якоря:

где S — количество секций в обмотке якоря; е_с — ЭДС одной секции; I_с — допустимое значение тока в секции.

Сложная волновая обмотка

Применяется в машинах постоянного тока, рассчитанных на большие токи. Сложная волновая обмотка состоит из двух простых волновых обмоток, соединяемых щетками параллельно (рис. 13.6). Такая обмотка содержит четыре параллельные ветви, следовательно, ток в ней может быть увеличен в два раза, а ЭДС при этом остается прежней.

Простая петлевая обмотка

В машинах постоянного тока низкого напряжения (значительного тока) необходима обмотка якоря с большим числом параллельных ветвей. Таким свойством обладают петлевые обмотки. В простой петлевой обмотке якоря (рис. 13.7) каждая секция присоединена к двум рядом лежащим коллекторным пластинам, а число параллельных ветвей равно числу полюсов, т.е. 2а = 2р.

Сложная петлевая обмотка

Для того чтобы распределение токов в параллельных ветвях обмотки якоря было одинаковым, необходимо, чтобы электрическое сопротивление этих ветвей не отличалось друг от друга и чтобы ЭДС, наводимые в секциях, составляющих каждую параллельную ветвь, были одинаковыми. При несоблюдении этих условий между параллельными ветвями появляются уравнительные токи, нарушающие работу щеточно-коллекторного контакта.

Исключение составляет простая волновая обмотка , секции которой равномерно распределены под всеми полюсами машины, поэтому магнитная не симметрия машины не вызывает появления в этой обмотке уравнительных токов. Что же касается простой петлевой и всех видов сложных обмоток якоря, то в них всегда имеются причины к появлению уравнительных токов. Это приводит к необходимости применения в указанных обмотках так называемых уравнительных соединений, по которым замыкаются уравнительные токи, разгружая щеточно-коллекторный контакт от перегрузки. Уравнительные соединения усложняют изготовление обмотки якоря и ведут к дополнительному расходу обмоточной меди.

Комбинированная обмотка

В электрических машинах со значи­тельным током в обмотке якоря простые волновые обмотки неприменимы , так как в этих обмотках число параллельных ветвей не может быть более двух. Чтобы увеличить число параллельных ветвей и избежать нежелательного применения уравнительных соединений в машинах с большой токовой нагрузкой, используют комбинированную обмотку. Такая обмотка состоит из секций волновой и петлевой обмоток, а число параллельных ветвей в ней равно сумме параллельных ветвей петлевой и волновой обмоток. Необходимо, чтобы число параллельных ветвей волновой обмотки было равно числу ветвей петлевой обмотки . Поэтому в четырехполюсной машине комбинированную обмотку выполняют из простой петлевой (2а = 2р = 4) и сложной волновой (m = 2) обмоток. В этом случае число параллельных ветвей комбинированной обмотки равно 2а_комб = 4 + 4 = 8. В такой обмотке ветви одной из составляющих обмоток служат уравнительными соединениями для другой. В итоге комбинированная обмотка с таким числом параллельных ветвей оказывается проще сложной петлевой обмотки.

Схема соединения обмоток якоря коллекторного двигателя

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(200000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Перемотка якорей: любительский опыт

С чего начинается перемотка? Конечно, с проверки ЭД на работоспособность. Для начала подключают ЭД к источнику питающего напряжения. Если вал якоря ЭД постоянного тока неподвижен или вращается медленно, то, возможно, неисправен якорь. Однако могут быть и другие причины, например: заклинивание вала ржавчиной, «разбитые» втулки, износ щеток и коллектора, проседание пружин, пересохшая смазка. Для установления причины неисправности разбирают ЭД. Черный с обсыпавшейся эмалью провод на якоре свидетельствует о неисправности якоря. Если визуально якорь выглядит исправным, тогда нужно провести проверку с помощью специального прибора для проверки якорей, например, Э-236.

При отсутствии такого прибора, омметром (лучше электронным) измеряют сопротивление обмоток между коллекторными пластинами. Отличие сопротивления некоторых обмоток в сторону уменьшения указывает на межвитковое замыкание, сильно завышенное сопротивление — на плохой контакт в местах крепления или пайки провода обмотки к коллекторным пластинам, отсутствие показаний омметра на обрыв в обмотке. К сожалению, определить такую неисправность якоря, как межвитковое замыкание, бывает сложно из-за применяемого в обмотках провода большого сечения и малого количества витков. В случае если не удалось обнаружить неисправность, а сомнения остались, можно собрать ЭД с заведомо исправным якорем.

Для измерения пробоя изоляции на корпус измеряют омметром сопротивление между коллекторными пластинами и валом якоря. Если сопротивление изоляции ниже 10 кОм, то якорь считается пробитым. При подключении электродрели, пылесоса, миксера к источнику питания, внешне неисправности якоря проявляются в снижении оборотов, сильном искрении щеток («круговой огонь»), значительном нагреве якоря, в отсутствии реакции на подключение напряжения и присутствии запаха горелой изоляции. Детальную проверку начинают с редуктора, выключателя, регулятора оборотов, щеток, а также искрогасящих и помехоподавительных конденсаторов, с проверки на наличие обрыва в проводах, дефектов подшипников. После этого устройство разбирают окончательно и проверяют якорь. Методы проверки такие же, как и для якорей ЭД постоянного тока. Характерная неисправность только для якорей ЭД переменного тока — механическое повреждение обмотки посторонними частицами, попавшими через вентиляционные отверстия.

Неисправный якорь подготавливают к перемотке. При этом микрометром измеряют диаметр провода (сначала с эмалью, затем без эмали), подсчитывают количество витков в секции, определяют способ намотки, а также порядок подключения обмоток к коллекторным пластинам. Полученные результаты измерений сравнивают со справочными данными и выбирают ближайшее значение. Дело в том, что при измерении практически всегда вносится погрешность из-за деформированного провода (даже после тщательного выравнивания) и невозможности идеального снятия изоляции. В ЭД, применяющихся в автомобильной технике, остальные параметры определяют при разматывании обмоток якоря. Все данные подробно записывают, а также зарисовывают схему намотки. Подобные меры предохраняют от возможных ошибок.

Определить параметры намотки в якорях бытовой техники сложнее: обмотки пропитаны специальным лаком для улучшения качества изоляции и закрепления витков, что мешает сматыванию витков при разборке и приводит к обрыву тонкого провода. В этом случае выводы, припаянные к коллектору, отсоединяют и с помощью омметра определяют начала и концы обмоток. Если измерением не удалось выяснить схему намотки, то обмотку разматывают с помощью регулируемого источника напряжения от 0 до12 В. Для этого на начало и конец одной из обмоток подают напряжение и медленно увеличивают его до тех пор, пока провод обмотки не начнет нагреваться. При правильном выборе напряжения провод легко размягчает лак, при этом не перегреваясь.

Разматывают провод с помощью пинцета, своевременно удаляя лишний провод. Для удаления старой обмотки обрезают выступающие из железа лобовую и заднюю части обмотки отрезным резцом на токарном станке или ножовкой по металлу. Оставшийся провод выбивают из пазов круглым металлическим стержнем. Диаметр стержня подбирают с таким расчетом, чтобы он с минимальным зазором проходил внутри паза, без заклинивания. В некоторых случаях для облегчения удаления остатков провода якорь подогревают.

После окончательной очистки восстанавливают торцевые изолирующие накладки. Отломавшиеся кусочки пластмассовых накладок приклеивают, а выгоревшие картонные — делают новые. Для облегчения трудоемкой операции вырезания сложного профиля накладки ее упрощают. Вырезанный картонный круг с пробитым в центре отверстием надевают на вал якоря и приклеивают к железу. На окончательно приклеенной накладке выжигают раскаленным гвоздем ненужные участки, находящиеся над пазами железа. Со стороны коллектора накладку для вклейки разрезают на две части. Далее в пазы железа вкладывают вставки из специального картона (прессшпана), необходимые для изоляции провода от железа. Вставку вырезают с таким расчетом, чтобы при помещении в паз ее края выступали наружу на 5 мм. ЭД постоянного тока, применяемые в автомобилях, менее требовательны к качеству изоляции. Здесь допустимо применение любого тонкого картона, даже бумаги.

Схемы обмоток большинства автомобильных ЭД простые, поэтому при перемотке проблем обычно не возникает, чего не скажешь о схемах обмоток ЭД бытовой техники.

На рис.1 показана схема намотки якоря пылесоса, на рис.2 — дрели, на рис.3 — миксера.

Как видно, одна секция может иметь от одной до трех обмоток. Этот фактор определяет количество одновременно наматываемых проводов. Если в секции три обмотки, то нужно три катушки провода и т.д. При намотке применяются ярлычки для обозначения начала и конца каждой обмотки. Для того чтобы после окончания намотки не запутаться в проводах, все катушки нумеруют и ярлычки крепят согласно этим номерам. Порядок нумерации на ярлычках такой: «н 1,1»; «к 1,1»; «н 1,2»; «к 1,2», где буквы «н», «к» — начало и конец, вторая цифра — номер секции, третья цифра — номер обмотки.

Намотка якоря миксера с таким типом обмотки, как на рис.3, сложнее. Здесь применяют более тонкий провод, вдвое большее количество витков и беспрерывную намотку. Для облегчения намотки используют специальную «иглу». Ее можно сделать из пластмассовой авторучки без пишущего стержня. Несложная доработка состоит в прокалывании отверстия в задней крышке и вклеивании кембрика длиной 5. 7 мм в переднюю часть авторучки. Провод пропускают через «иглу» сзади. Намотка чем-то напоминает шитье.

Для уплотнения проводов в пазах, при намотке якорей, удобно иметь две палочки (одну палочку круглой формы, в виде гвоздя, а другую — плоской формы, в виде линейки) из неметаллического материала (пластмассы, текстолита, дерева).

Если в секции три обмотки, то намотку производят сразу тремя проводами. Обычно направление намотки слева направо, в обратном направлении бывает реже, но этот вариант следует иметь в виду при определении схемы намотки. Ошибку в этом случае обнаруживают слишком поздно, только после сборки ЭД. Проявляется она во вращении якоря в противоположном направлении. В этом случае можно попытаться исправить ситуацию, перестановкой местами проводов, подключенных к щеткам.

Для защиты эмали провода от повреждения выступающие края прессшпана перед намоткой прижимают к углам прорези якоря. После окончания намотки эти края обрезают и с помощью плоской палочки заправляют внутрь паза. Для окончательной фиксации провода аккуратно забивают в паз текстолитовые клинья. Чтобы клинья при забивании не сминали прессшпан, на нижних краях обрезают острые углы, а край, обращенный к обмотке, затачивают наискось.

В пространство между коллектором и железом якоря до уровня коллектора наматывают толстую нитку. Далее приспособлением, показанным на рис.4, прорезают на краях коллекторных пластин канавки. В приспособление вставляют кусочек ножовочного полотна для резки металла. Ширину канавки регулируют обтачиванием на точиле боковых сторон режущего полотна. Припаивание проводов к коллектору производят паяльником мощностью не ниже 65 Вт. Край жала паяльника должен быть заточен по форме канавки.

Благодаря такой заточке легко залуживают канавки и вдавливают в них провода. Припой применяют с максимально возможной тугоплавкостью. Чтобы при залуживании провода не зачищать его, прикладывают провод к деревянной пластинке с заранее расплавленной канифолью и производят залуживание.

Для закрепления проводов припаянных к коллектору обматывают их крепкой ниткой. По окончании работ обмотки покрывают эпоксидным клеем. Этим клеем также закрепляют в пазах текстолитовые клинья. Не рекомендуется вместо эпоксидного клея использовать мебельный лак, так как он ухудшает изоляцию, поэтому лучше применить специальный лак для электромоторов. После пропитки данным лаком, изделие просушивают в термопечи.

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Комментарии к статье:

Сергей
Здравствуйте, можете помочь! Сгорел якорь дрели, 12 пазов 24 ламели, провода от ламелей оторваны, схему составить не могу. Какую схему можно намотки использовать? Перематывать негде, купить ротор тем более, живу у черта на встречах. В пазу 140.

Андрей
Зачем мотать с двух катушек, если обмотки включены последовательно и можно сделать отвод?