Почему искрят контакты и как это устранить?

Назначение щеток на УШМ

Перед тем, как выяснить причины искрения щеток на болгарке, необходимо разобраться с их назначением. Коллекторные щетки применяются не только в конструкции углошлифовальных машинок, но и в устройстве всех современных электроинструментов — дрели, перфораторы, электролобзики и прочие. В конструкции болгарки и других электроинструментов применяется 2 щетки, которые имеют простую конструкцию. Эта конструкция основана на следующих элементах:

Основная часть — имеет прямоугольную форму, и изготавливается из угля или графита
Контакт — это жила провода соответствующего диаметра, через которую происходит протекание электрического тока. Контакт соединяет провод с графитовой частью
Пружина — механизм, обеспечивающий прижим основной части к коллектору. На элементе пружинки может не быть, и это говорит о том, что предназначена такая щетка для установки в электроинструмент, где щеткодержатели имеют встроенный прижимной механизм в виде изогнутой пластины

Устройства предназначены для того, чтобы передавать электрический ток на ротор электроинструмента. Снимаемое напряжение со статора подается на ротор, что воспроизводится при помощи угольных щеток и коллектора. Подача тока на коллектор обеспечивает его вращение. При вращении ротора устройства контактируют с коллектором (медные ламели — выводы обмоток якоря), тем самым обеспечивая непрерывное протекание электрического тока.

В процессе применения устройств происходит их истирание, поэтому относятся они к категории расходных материалов. Срок службы щеток зависит не только от рабочего ресурса электроинструмента, но еще и от материалов, из которых они изготовлены. На износ щеток влияет не только механическое воздействие за счет силы трения, но еще и тепловое. Электрический ток при прохождении по проводнику вызывает его нагрев. Чем больше величины силы тока, тем выше температура нагрева. При прохождении тока через графитовые щетки, они также нагреваются. Чем выше нагрузка на электроинструмент, тем выше ток, а значит и увеличивается температура, которая отрицательно влияет на целостность расходных материалов.

Это интересно!Различий между щетками для соответствующих электроинструментов нет (за исключением способа закрепления), так как выбираются они исключительно по такому параметру, как размеры основной части.

Почему искрят щетки в электродвигателе, к чему приводит это явление и как можно его устранить.

Тема: что делать если сильно искрять щётки в электрическом двигателе.

Итак, изначально скажу, что само искрение при работе коллекторных электрических машин — это нормально, только оно должно быть очень маленьким, еле заметным глазу. Ненормально, когда электродвигатель работает и с его щёток прямо сыпятся и вылетают искры — вот это плохо. Само же явление искрового образования связано с прерывистым электрическим контактом, происходящим в процессе вращения якоря, в момент механического перехода щётки с одного контакта, на коллекторе, на другой. В это время совершается разрыв цепи и ток, протекающий по катушкам якоря, заканчивает своё прохождение именно искрой, маленьким дуговым разрядом. Следовательно, чем больше будет мощность и сила тока в цепи, тем заметнее будет искры. Но кроме этого существуют и другие факторы, которые способствуют увеличению искры.

Следует также обратить внимание и на состояние промежутков между контактами на коллекторе. Часто бывает, что они забиты графитовой пылью, которая является проводником с определённым сопротивлением. Естественно, если эти промежутки загрязнены, то Вы их также приводите в порядок (чистите при помощи заострённого инструмента)

Не забывайте проверять и состояние щёток, их выработку, силу прижима, свободу вертикального хода. В случае если со щётками выявлены проблемы, обязательно их устраните. Учтите, что при замене графитовых щёток стоит брать во внимание, что они бывают разные. В этом случае старайтесь найти именно такого типа, какими были старые

Естественно, если эти промежутки загрязнены, то Вы их также приводите в порядок (чистите при помощи заострённого инструмента). Не забывайте проверять и состояние щёток, их выработку, силу прижима, свободу вертикального хода. В случае если со щётками выявлены проблемы, обязательно их устраните

Учтите, что при замене графитовых щёток стоит брать во внимание, что они бывают разные. В этом случае старайтесь найти именно такого типа, какими были старые

Проверять якорь следует в переменном электромагнитом поле. Если есть короткозамкнутые витки, то в таком поле якорь начнёт дребезжать, поскольку в нём начнут образовываться наведённые токи. Для этого можно сделать самодельный прибор из силового трансформатора, предварительно на его сердечнике сделав клинообразный вырез, в который и надо вложить якорь для проверки.

P.S

Поскольку это важно, ещё раз повторюсь — повышенное образование искры при работе электродвигателя влияет на его длительность эксплуатации. При этом быстро появляться сильный нагар на контактах коллектора, который спустя время выведет электрооборудование из строя. Лучше сразу устранить искры, чем после ещё вдобавок и заменить целый якорь

Лучше сразу устранить искры, чем после ещё вдобавок и заменить целый якорь.

Почему искрят щетки электродвигателя

Коллекторные электродвигатели отличаются от двигателей других типов наличием коллекторно-щеточного узла. Узел обеспечивает электрическое соединение цепи ротора с цепями, расположенными в неподвижной части мотора, и включает в себя коллектор (набор контактов, расположенных непосредственно на роторе) и щётки (скользящие контакты, расположенные вне ротора и прижатые к коллектору).

Во время работы коллекторного двигателя в электроинструменте, иногда можно наблюдать искрение щеток. В некоторых случаях этот симптом приводит к скорой поломке электроинструмента, а в некоторых – не сулит ничего плохого. Так или иначе, полезно в каждом случае понимать, в чем причина искрения, чтобы при необходимости принять правильные меры своевременно. В данной статье мы рассмотрим причины искрения щеток, а также меры борьбы с проблемами, вызывающими это явление.

Первопричина

Очевидно, что прерывистый механический контакт щеток с коллектором не может не приводить к искрению, ведь по сути много раз в секунду разрывается и замыкается вновь электрическая цепь ротора.

Ротор содержит на себе обмотку, которая является нагрузкой преимущественно индуктивного характера. Разрыв такой цепи неизбежно сопровождается переходным процессом, который связан с появлением маленьких дуг от самоиндукции обмотки ротора или обмоток ротора и статора. Разумеется, щетки со временем изнашиваются, как и пластины коллектора, но порой проблемы возникают еще до момента износа.

Справедливости ради отметим, что по названной выше причине, даже исправный коллекторный двигатель не может работать вообще без искр, небольшое искрение всегда на коллекторе есть. Полностью исправный прибор нормально выходит на полную мощность, развивает рабочие обороты и чуть-чуть все равно искрит. Другое дело, если искрение сильное — здесь возникает обоснованное беспокойство.

Искрение щеток как признак их износа

Если щетки уже сильно изношены, просто в силу возраста двигателя, то двигатель не сможет развить полные обороты и выйти на полную мощность. При этом искрение будет очень сильным, а заводиться двигатель будет не с первого раза.

Как проверить, что это именно так? Если изношенные щетки прижать отверткой к коллектору — контакт станет плотным, и двигатель заработает. Но стоит прижим ослабить, как вновь появятся искры — расстояние между пластинами и щетками станет заполнено маленькими дугами. Щетки явно изношены — их следует заменить новыми. Иногда замена возможна только всего вместе – с щеткодержателями и с пружинами.

Возможно в обмотке ротора возникло замыкание

Обмотка якоря (ротора) коллекторного двигателя традиционно содержит в себе несколько секций. Если хотя бы одна повреждена, если имеет место межвитковое замыкание, то в одну секцию будет подаваться больший ток, чем в другие. Это приведет к перегреву обмотки в одном месте, и к неравномерному искрению на коллекторе — на отдельных переходах на пластинах искры будут сильнее, чем на других. Здесь требуется перемотка якоря или целиком новый якорь.

Исправна ли обмотка статора

Похожая неисправность возможна внутри статора, когда часть обмотки перегревается, и возле одной из щеток наблюдается сильное искрение. Проверьте сопротивления обеих половин обмотки статора, они должны быть одинаковыми. Если одна из частей обмотки статора имеет сопротивление сильно меньшее чем у другой, то требуется перемотка либо замена статора.

Загрязненный коллектор — причина ненужного замыкания на нем, в результате появляются лишние искры

Пыль на коллекторе образуется в результате постепенного износа щеток — это графитовая пыль. Она накапливается между пластинами (ламелями) коллектора, и создает «несанкционированные» замыкания. Из-за замыканий появляются искры. Просто почистите коллектор наждачной бумагой, уберите грязь между ламелями.

Обязательно проверьте, как расположены щетки, не смещена ли одна из них относительно нормального положения, поправьте щетки в случае необходимости. Когда щетки расположены криво, графитовая пыль образуется в непомерно большом количестве, нежели при правильном расположении щеток.

Еще одна причина загрязнения — нагар на коллекторе из-за его перегрева. Когда все другие причины искрения устранены, необходимо почистить контакты от нагара чтобы улучшить контакт щеток с ними.

Если контакт хороший, сопротивление не увеличивается сверх номинала, и лишних искр не возникает. Счистить нагар можно как графитовую пыль – наждачной бумагой, только вращая ротор при зажатом в специальных колодках коллекторе.

Андрей Повный (Google+, ВКонтакте)

Пилкодержатели на лобзиках — слабое звено и его ремонт

Для замены пилкодержателя на лобзиках, не понадобится даже разбирать инструмент. Ведь крепятся они к штоку инструмента посредством одного или нескольких винтов. Однако есть пилкодержатели, для замены которых не обойтись без демонтажа штока с лобзика.

Общая информация о конструкции пилкодержателей на лобзиках имеет следующий вид:

Устройства классифицируются на два типа — быстрозажимные и обычные. Быстрозажимные более популярны, однако в силу их сложной конструкции, возникают трудности с заменой
Быстрозажимные головки пилкодержателей классифицируют на три основных вида — радиальные, боковые и фронтальные. Если радиальные головки являются наиболее популярными, то боковые и фронтальные встречаются редко. Однако если инструмент имеет быстрозажимную боковую или фронтальную головку, то запчасти для нее найти будет невозможно. Для этого понадобится заказывать деталь у производителя
Быстрозажимные радиальные головки пилкодержателей — состоят из основания, которое при смещении, открывает отверстие для закрепления полотен посредством утапливания шариков, а также пружины и стопорных колец для фиксации. Чтобы разобрать головку и снять его со штока, понадобятся щипцы для съема стопорных колец. Конструкция простая и примитивная, а для ремонта или замены не понадобится разбирать весь инструмент
Пилкодержатели быстрозажимные на лобзиках имеют аналогичный механизм работы, как патроны перфораторов. В основе механизма лежат два шарика, который фиксируют полотна за их выступы

Неисправность головки лобзика выявляется по такому признаку, когда полотна не держатся, и при воздействии на материал, выпадают из крепления. Ниже показан пример изношенного крепления пилкодержателя, который подлежит замене.

Подробное видео описание, как заменить пилкодержатель на электролобзике, представлено в материале.

https://youtube.com/watch?v=eKrCs6UzN_g%3F

Какие бывают виды

Короткое замыкание. Каждый слышал это словосочетание. Многие видели надпись «Не закорачивать!» Часто, когда ломается какой-нибудь электроприбор, говорят: «Коротнуло!» И несмотря на негативный оттенок этих слов, профессионалы знают, что короткое замыкание – не печальный приговор. Иногда с коротким замыканием (КЗ) бороться бессмысленно, а порой и принципиально невозможно. В этой статье будут даны ответы на самые важные вопросы: что такое короткое замыкание и какие виды КЗ встречаются в технике.

Начнем рассматривать эти вопросы под необычным углом – узнаем, в каких случаях короткие замыкания неизбежны и где они не играют роль повреждений. Возьмем за оба конца обыкновенный металлический провод. Соединим концы вместе. Провод замкнулся накоротко – произошло КЗ. Но так как в цепи отсутствуют источники электрической энергии и нагрузка, такое короткое замыкание никакого вреда не несет. В некоторых областях электротехники КЗ, которое мы рассмотрели, играет на руку, например, в электрических аппаратах и электрических машинах.

Взглянем на однофазное реле или пускатель, в конструкции которых есть магнитная система с подвижными частями – электромагнит, притягивающий якорь. Из-за постоянно меняющейся полярности тока, текущего в обмотках электромагнита, его магнитный поток периодически становится равен нулю, что вызывает дребезжание якоря, появляются вибрации и характерное, знакомое всем электрикам гудение. Чтобы избавиться от этого явления, на торец сердечника электромагнита или якоря прикрепляют короткозамкнутый виток – кольцо или прямоугольник из меди или алюминия.

Из-за явления электромагнитной индукции в витке создается ток, создающий свой магнитный поток, компенсирующий пропадание основного магнитного потока, создаваемого электромагнитом, что приводит к уменьшению или исчезновению вибраций, разрушающих конструкцию.

Так же на руку играет короткое замыкание и в роторе асинхронного электродвигателя. Благодаря взаимодействию магнитного поля, создаваемого обмотками статора, с короткозамкнутым ротором, в роторе по уже упомянутому закону появляются свои токи, создающие свое поле, что приводит ротор во вращение

Конечно, важно грамотное проектирование электродвигателя или электрического аппарата, чтобы токи, протекающие в короткозамкнутых элементах, не приводили к перегреву и порче изоляции основных обмоток

Возгорание розетки

Подобным образом понятие «короткое замыкание» используется применительно к трансформаторам. Люди, так или иначе связанные с энергетикой, знают, что одна из важнейших характеристик трансформатора – это напряжение короткого замыкания, U_КЗ, измеряемое в процентах. Возьмем трансформатор. Одну из его обмоток, скажем, низшего напряжения (НН) закоротим амперметром, сопротивление которого, как известно, принимается равным нулю. Обмотку высшего напряжения (ВН) подключаем к источнику напряжения. Повышаем напряжение на обмотке ВН до тех пор, пока ток в обмотке НН не станет равным номинальному, фиксируем это напряжение.

Делим его на номинальное напряжение высшей стороны, умножаем на 100%, получаем U_КЗ. Эта величина характеризует потери мощности в трансформаторе и его сопротивление, от которого зависит ток короткого замыкания, ведущий к повреждениям. Поговорим наконец о коротких замыканиях, несущих негативные последствия. Такие короткие замыкания появляются, когда ток от источника питания протекает не через нагрузку, а только через провода, обладающие ничтожно маленьким сопротивлением. Например, трехфазный кабель питается от трансформатора, и одним неосторожным движением ковша экскаватора происходит его повреждение – две фазы закорачиваются через ковш. Такое КЗ называют двухфазным. Аналогично по количеству замкнутых фаз называют другие КЗ.

Однофазное замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью не является коротким, но может представлять угрозу жизни живых существ. Металлическим называют КЗ, в котором переходное сопротивление равно нулю – например, при болтовом или сварочном соединении. Токи КЗ в зависимости от напряжения и вида повреждения могут достигать тысяч и сотен тысяч ампер, приводить к пожарам и колоссальным электродинамическим усилиям, «выворачивающим» шины и провода. Защита от КЗ может осуществляться автоматическими выключателями или предохранителями, а в высоковольтных сетях – средствами релейной защиты и автоматики.

Защита блока питания от короткого замыкания.

От чего искрит розетка?

Стоит отметить, что искра в электроприборе — это результат перехода тока от контакта к контакту по воздуху. Вследствие появления такого мини-разряда, могут появиться сильные повреждения в проводах. Их края имеют свойство проводов очень резко сильно нагреваться, обгорать и плавиться.

Занятный факт: такое явление в электросети сродни природной молнии, которую мы наблюдаем во время грозы, аналогичным грому является сухой треск, о котором мы также упомянем.

Более подробно причины, почему искрит розетка, описаны ниже.

Штепсель и розетка не подходят по стандарту производства. Хотя многие используют сочетание в паре советских и современных деталей. Ярким примером является параллельное использование современных штепселей Shuko, что оснащены электродами с диаметром 4,8 мм, с розетками, что были выпущены еще в Советском Союзе.

Ну а в современные приборы включают технику, на вилках которых диаметр электрода на 0,8 мм меньше. В результате такого несоответствия между вилкой и розеткой возникает зазор, что в дальнейшем может послужить очагом возникновения искр.

Низкое качество сборки прибора. Материалы, из которых сделан продукт, являются низкокачественными.

Провода, что подают напряжение на контакты розетки, изношенные. Такое явление объясняется работой в условиях, где температурный режим и допустимый ток не соответствуют требуемым параметрам.

Таким образом, изоляция хуже сопротивляется, следствием чего является нарушение целостности защитного слоя. Ну а появление искр в уже говорит о том, что произошла поломка и следует скорее решить эту проблему.

Ослабление в контакте винтовых зажимов. То есть, если соединение проводов электрической сети и деталями розетки ненадежное, то такая поломка может появиться во время работы с электротехникой. Ослабление также возникает, если в структуре устройства использованы прижимные элементы.

В этом случае прижимная пружина становится слабее. Соответственно, в винтовом механизме затяжки винтов ослабевают. Если вы услышали, что розетка трещит, это означает, что зажимы ослабли.

Хочется отметить, что такое явление свойственно розеткам, в изготовлении которых был использованный алюминиевый провод. Спустя некоторое время после начала эксплуатации происходит так называемый процесс утечки самого металла (то есть, алюминия). Результатом этого явления становится необходимость периодически подтягивать такое соединение.

Перегрузки в электросети. Такое может произойти в случае, когда человек подключает электроприбор, мощность которого не соответствует параметрам, допустимым конкретной розетки.

Ярким примером перегрузки становится использование удлинителей и тройников для одинарных устройств. И если розетка искрит при включении штепселя, это очевидный признак перегрузки.

Механический износ и ослабление контактов, что возникает при регулярной перемене вилок от разных приборов в розетке. И так, что делать, если искрит розетка, а возможности заменить ее у вас нету? Тогда просто разберите устройство и подтяните контакты.

Появление нагара. Если вы слышите в приборе треск, это говорит о том, что в нем образовался нагар. Замените или почистите устройство.

Другие виды электрических поломок лобзиков и их устранение

Кроме вышеперечисленных дефектов, при эксплуатации электроинструмента могут возникнуть другие виды поломок, связанные с электрической частью:

Не пилит под нагрузкой. Проявляется поломка, когда при попытке распиливания материала, снижается производительность инструмента. Для устранения такого дефекта понадобится диагностика мотора. Другой причиной может быть плохой контакт в кнопке или значительный износ щеток. Графитовые щетки подлежат замене при износе более 40%-60%
Обороты плавают при работе — причиной может быть слабый контакт. Если в процессе функционирования инструмента слышен запах гари, то вследствие слабого контакта возникает оплавление изоляции проводов или корпуса кнопки. Для выявления поломки, понадобится разобрать инструмент и осмотреть его
Если при работе искрят щетки — требуется их замена. Недопустимо, когда наблюдается значительное искрение щеток, так как от этого снижается не только мощность инструмента, но еще и возникают следующие негативные последствия — увеличивается нагрузка, а значит, растет ток в обмотках статора и ротора, а также искрение способствует деформированию медных ламелей коллектора. Долго эксплуатировать инструмент с неисправными щетками нельзя, и следует их заменить как можно быстрее. Обнаружить искрение можно через вентиляционные отверстия или щели в корпусе инструмента

Чтобы на лобзике заменить щетки, понадобится разобрать его. На некоторых профессиональных моделях инструментов имеются специальные каналы для быстрой замены. Щетки крепятся в щеткодержателях. Крепление может быть двух типов — в виде защелки или винта. После вывинчивания или отщелкивания щетки, ее необходимо извлечь, отсоединить провод и в аналогичном порядке установить новый графитовый элемент.

Это интересно! Для маломощных электродвигателей применяются графитовые щетки с малым содержанием меди в составе.

Аппаратный способ подавления дребезга кнопки

Подавление дребезга кнопки с помощью задержек в скетче – способ очень распространенный и не требующий изменения самой схемы. Но далеко не всегда его можно использовать – ведь 10 миллисекунд – это целая вечность для многих процессов в электроном мире. Также программный способ невозможно применять при использовании прерываний – дребезг приведет к многократному вызову функций и повлиять на этот процесс в скетче мы не сможем.

Более правильный (и более сложный) способ борьбы с дребезгом – использование аппаратного решения, сглаживающего импульсы, посылаемые с кнопки. Для этого, правда, придется внести изменения в схему.

Аппаратный способ устранения дребезга основан на использовании сглаживающих фильтров. Сглаживающий фильтр, как следует из названия, занимается сглаживанием всплесков сигналов за счет добавления в схему элементов, имеющих своеобразную “инерцию” по отношению к таким электрическим параметрам как ток или напряжение. Самым распространенным примером таких “инерционных” электронных компонентов является конденсатор. Он может “поглощать” все резкие пики, медленно накапливая и отдавая энергию, точно так же, как это делает пружина в амортизаторах.

За счет инерции устройство как утюгом походит по “мятому” сигналу с большим количеством пиков и впадин, создавая пусть и не идеальную, но вполне гладкую кривую, у которой легче определить уровень срабатывания.

Пример простого фильтра на базе RC-цепочки

Схема подключение фильтра для устранения дребезга:

Пример подключения к плате ардуино

Форма сигнала после использования фильтра:

Как видим, “лес” дребезга сменился достаточно плавной линией, с которой уже можно работать дальше.

Подавление дребезга с помощью триггера шмидта

Сделать квадратную форму сигнала с помощью простой RC цепочки невозможно. Для “огранения” сглаженных форм используется специальный компонент, который называется триггер шмидта. Его особенностью является срабатывание при достижении определенного уровня сигнала. На выходе триггера шмидта мы получим или высокий или низкий уровень сигнала, никаких промежуточных значений. Выход триггера инвертированный: при спаде входного сигнала он выдает на выходе включение и наоборот. Ниже представлена схема и результат работы с триггером шмидта.

Иллюстрация результата работы:

Как видим, мы практически полностью избавились от результатов переходных процессов, сперва превратив хаос в почти гладкую кривую линию, а затем с помощью триггера шмидта “отрубили” хвосты, придав сигналу практически идеальный вид. Подав его на вход ардуино, мы уже можем не беспокоиться о ложных срабатываниях и смело использовать в скетче метод digitalRead и прерывания.

Это интересно: Измерение металлосвязи — методика, нормы, приборы для проверки

Что делать, если искрит дрель

Оптовое производство ручных шлифовальных машин было начато в СССР в году. Сегодня без этого инструмента не обходится ни одно производство. Однако любой инструмент когда-то ломается, но многие детали можно починить и в бытовых условиях. Наиболее распространенной неисправностью, которую можно попытаться отремонтировать, является обрыв витков статора. Это происходит в основном из-за больших перегрузок. Перемотка статора болгарки своими руками сегодня вполне возможна. Однако такая работа требует определенного опыта и соответствующих знаний. Когда повышается напряжение, сила искры увеличивается скачкообразно.