Доврыи вечер.Хочу перемотать якорь болгарки.Скожу сразу щто он у меня первыи.Прошу без критики.Сам я занимаюсь перемоткои асинхроников,а из електроинструментов только статоры.вот згорела и моя болгарка.Купил новыи якорь,поставил,работает.Только он както на половину с пустыми пазами.И схема видно что другая.Взялся перемотать старыь так как есть время да и хочетца научитца.После перемотки крутитца но очень сильное искрение.Вращение правильное.У моево якоря 32 ламели и 16 пазов.По 10 витков в катушке-0,6 провод.В пазу 40 витков.Шаг 1-8.Обмотка шла по 2 катушки паралельно с обеих старон.Может скажите в чем моя ошыбка.Думою проблема в схеме.На фото 2 видно ламель (с фламастером).Оно было начяло первои катушки и конец последнеи.Начяло укладка катушки шла в паз паралельно с ним,дальше в паз 8 и конец на ламель рядом с первоь. На фото паз выделен зеленым цветов.
Болгарка попала ко мне после гарантийщиков, которые как всегда с искрением справиться не смогли, предложили менять якорь ну и всё остальное...естественно без гарантии... Хотя отработала по словам хозяина около полу года.... Якорь конечно же целый и болгарка успешно работает дальше.
Но то такое...
Что в этой болгарке есть такое чего нет у других? Ничего... Подшипники - на мой взгляд неудачно подобраны, при таких размерах якоря... Щётки - это вообще отдельная тема... коллектор втулили 30мм диаметром...мощность знаете ли...
Смазка - а была она там вообще? Цена и гарантия - я уж молчу... Якорь - да хорош, статор вроде не болтается как обычно, а так...в остальном.. типичная машинка с задранным ценником...
Из сопроматаM(крутящий момент) = τ (напряжение в стержне) * W (полярный момент сечения, равный Π*D3/16)
Класс прочности болта *.* означает следующее:
1 цифра – 1/100 номинальной величины предела прочности, в МПа
2 цифра – отношение предела текучести к пределу прочности
Т.е болт класса прочности 6.8 имеет предел прочности 600 МПа, а предел текучести 600*0,8=480 МПа
Подтверждением полученных цифр является проведенный в учебном центре опыт:
Болт М6 прочностью 8,8 начинает «плыть» (возникают необратимые пластические деформации) при 17 Нм, а при достижении крутящего момента в 23 Нм происходит разрушение.
Произведём подобный расчет для шурупов и саморезов:
Для расчёта взят полный диаметр, минимальное сечение гораздо меньше!
Вывод:
Для использования самого популярного крепежа со шлицами Ph2 и Pz2требуется инструмент с крутящим моментом не выше 6 Нм для диаметра 4,2-4,5 мм, в редких случаях до 10 Нм для крепежа диаметром 5,0 мм. Превышение указанных моментов ведет к повреждению крепежа и отверточной насадки (биты).
13 саморезов Ø4,5 х70 мм закручены в «пирог» толщиной 121 мм
Момента в 3,0 Нм, развиваемого отверткой Makita DF010DSE,достаточно для уверенного заворачивания самореза Ø4,5 х70 мм на всю длину.
Если для предотвращения разрушения шурупов и саморезов нужен крутящий момент 2-3Нм, редко 5-6Нм, и в исключительных случаях до 10Нм, то за чем на шуруповерте момент в 20,30,50Нм?
А что ещё умеет дрель-шуруповёрт? Если дрель–значит сверлить!
А какой крутящий момент нужен для сверления?
Теоретическое отступление №2.
Рассмотрим сверление стали, как самое тяжелое по нагрузке сверление металла.
Крутящий момент рассчитывается по формуле Mкр=10CMDqSyKp, где D-диаметр сверла, S-подача, остальные знаки– поправочные коэффициенты.
Для стали сδ=750МПа: CM=0,0345,q=2,0,y=0,8,Kp=1,0
Скорость сверления принимаем равной 20-25 м/мин (с охлаждением спреем), соответствующие обороты заносим в 4-тый столбец. Крутящий момент, скорость вращения и мощность на валу являются связанными величинами.
Величину необходимой мощности на валу заносим в 5 -тый столбец.
Смотрим на цифры:
Для сверления отверстия Ø10-13 мм требуется крутящий момент 8-15 Нм. При рекомендуемой скорости сверления 720 -550 об/мин для этого нужна мощность от 570 до 850 Вт.
А какова мощность аккумуляторной дрели?
В обычном сверлильном патроне не зря 3 отверстия:
Для надежной фиксации патрон должен быть поочередно затянут через все 3 положения ключа.
В патроне, затянутом через одно отверстие, сверло Ø10 мм проворачивается при крутящем моменте в 13,5 Нм, а через 3 отверстия (как положено) при 23 Нм.
А к сверлу Ø13 мм при сверлении стали нужно передать крутящий момент ~15 Нм. Т.е. при затянутом через одно отверстие патроне сверло будет проворачиваться!
Мощность аккумуляторной дрели(потребляемая) = Напряжение аккумулятора*потребляемый ток
Потребляемый ток для мощных моделей составляет 20-25 Ампер
Таким образом, мощность для аккумуляторного инструмента будет составлять:
Для 12 Вольт: 240–300Вт
14,4 Вольт: 290–360Вт
18 Вольт: 360–430Вт
Крутящий момент для самой мощной(18вольт) дрели будет составлять:
на скорости 1500-1700об/мин: 2-3Нм
на скорости 300-400об/мин: 8-14Нм
сверление стали сверлом до Ø7мм
сверление стали сверлом Ø10-13мм
Это величины крутящего момента при максимальной мощности.(в режиме сверления)
При перегрузке двигателя при заворачивании жесткого крепежа(на пример болтов) величина крутящего момента достигает 30-40Нм.
Именно эти величины указываются в характеристиках как максимальный мягкий/жесткий момент.Практического значения они не имеют!
Если при работе инструментом требуется крутящий момент больших значений – значит нужен специализированный инструмент конкретно под эту работу.
Резюме:
Обычному пользователю достаточно иметь в аккумуляторной дрели/шуруповерте крутящий момент 3-6Нм, регулируемый трещеткой, для работы со стандартным крепежом с головкой размером до Ph/Pz2, и до 10Нм для Ph/Pz3.
Для сверления стали, пластмассы, дерева сверлами диаметром до 10мм достаточно крутящего момента в 10-12Нм.
Крутящий момент более 15Нм требует применения специализированного инструмента и не должен входить в сферу применения универсальной дрели-шуруповерта.
Иногда даже надежная электродрель выходит из строя. Как свидетельствует статистика, отказы случаются не столько в ее механической, сколько в электрической части. Но если советов по восстановлению электрошнура, замене износившихся щеток, испортившегося выключателя или устранению других простейших неисправностей бытовой техники опубликовано немало, в том числе и на страницах «Моделиста-конструктора» (см., например, № 9’95,6’96,2’97), то о более сложных видах ремонта этого не скажешь. В частности, ощущается явный недостаток материалов об особенностях технического обслуживания и посильного (в условиях домашней мастерской) ремонта ротора коллекторных двигателей, обычно устанавливаемых в дрелях, гайковертах и других ручных электроинструментах.
Особенностей этих, увы, немало. Разобраться в них вряд ли возможно без уяснения устройства и принципа действия коллекторных двигателей (рис. 1). Нелишне также вспомнить, что в соответствии с законами физики на проводник с током I в магнитном поле напряженностью Н действует сила F, направление которой определяется по так называемому правилу левой руки. Причем если судить по упрощенной схеме, то наибольший крутящий момент создается, когда виток с током находится точно между полюсами электромагнита.
Однако реальный двигатель развивает максимальную мощность при расположении рабочего витка (петлевой обмотки) под углом опережения (коммутации), который для дрели составляет примерно 45°. При этом переменный ток после электромагнита поступает на щетку А, переходит на ламель А коллектора и далее, по виткам петлевой секции, на ламель Б. Но последняя электрически соединена с антиподом - ламелью Б’, от которой ток через щетку Б и уходит в сеть электропитания.
1 - южный полюс электромагнита статора; 2 - истлевая обмотка ротора («+»-условное изображение тока, направленного к плоскости чертежа,а «-» - от нее); 3 - северный полюс электромагнита статора; 4 - медно-графитовая щетка А; 5 - ламель А; 6 - ламель Б; 7 - ламель Б’; 8 - медно-графитовая щетка Б; 9 - ротор;
а - угол опережения (коммутации); Н- магнитный поток; F - сила выталкивания проводника с током в магнитном поле (определяется правилом левой руки); Fа - сила, действующая на петлевую обмотку с учетом угла коммутации; i- электрический ток; w - угловая скорость вращения ротора
Однофазные коллекторные двигатели большинства ручных машин - нереверсивные, то есть вращаются лишь в одну, определяемую конкретной схемой включения, сторону. Щетки располагаются со сдвигом геометрической нейтрали на одно-два коллекторных деления. Угол сдвига уточняется экспериментально по минимальному искрению у рабочей поверхности коллектора при номинальной нагрузке для требуемого направления вращения. У реверсивных же двигателей, применяющихся обычно для привода резьбозавертывающих машин, щетки устанавливают на геометрической нейтрали.
Биение поверхности коллекторов контролируют в ходе техобслуживания двигателя индикатором часового типа при медленном поворачивании (вручную!) якоря или ротора электрических машин. Если же двигатель находится в разобранном состоянии, то якорь или ротор устанавливают в центрах и также поворачивают. При измерениях ножку индикатора устанавливают перпендикулярно к поверхности коллектора. Значение биения (а оно, как правило, не должно превышать 0,05-0,06 мм) определяют по разности между наибольшим и наименьшим показаниям прибора.
Контроль профиля - тоже весьма важный элемент при определении технического состояния коллектора. Выполняют эту операцию визуально, обращая внимание на глубину залегания миканитовых прокладок между ламелями, которая должна быть в пределах 0,3-0,5 мм.
Нарушения пайки или обрывы обычно определяют измерением падений напряжения в местах соединения коллекторных пластин с обмоткой якоря (рис. 2). Соединение выводов петлевых обмоток с соответствующими коллекторными пластинами считается удовлетворительным, если падения напряжения в местах пайки не отличаются более чем на ±10 процентов среднего значения.
1 - электрический щуп (4 шт.); 2 - коллектор с ламелями; 3 - проверяемая петлевая обмотка; 4 - стрелочный милливольтметр; 5 - гальваническая батарея; 6 - переменный резистор; номиналы элементов 4-6 уточняются в ходе предварительной настройки схемы
Случается, что сами обмотки настолько плохи, что целесообразна замена всего ротора (якоря) на новый. Ну а если такой возможности нет, приходится идти на перемотку даже в условиях домашней мастерской. Дело это весьма хлопотное; для его выполнения необходимо располагать соответствующими инструментами, приспособлениями, расходными материалами и, конечно же, схемой-разверткой (желательно - с круговой диаграммой) намотки.
Например, перемотке подлежит ротор электрической дрели ИЭ1035Э1У2. У него - XII пазов (в дальнейшем для краткости - п) и 24 ламели (л).
Для верности вооружимся круговой диаграммой (рис. 3). Пусть щетка контактирует с ламелью 1. Значит, нужно закладывать витки секции так, чтобы они составляли с магнитным потоком угол а. Используем ли пVI и пХI или п\/ и пХII - угол коммутации будет равняться примерно 45°.
Намотку необходимо выполнять в соответствии со схемой-разверткой (рис. 3). То есть виток с л1 должен следовать в пХI, затем в пV1 и приходить к л2. С л2 обмотка направляется через пазы I и VI на ламель 3, а с нее (через пХII и пVII) - на л4, откуда (через пXII и пVII) - на ламель 5 и так далее.
При намотке ротора у ряда двигателей не исключена ситуация, когда на один паз приходится не две, а уже три ламели (как в электродрелях типа ИЭ1008). Бояться этого не стоит. Надо продолжать намотку, помня, что здесь в один паз попадают секции с трех разных пар ламелей (рис. 4).
В заключение несколько советов. Как уже отмечалось, уточнение угла а позволяет свести к минимуму искрение между коллектором и щетками во время работы. Увеличение этого угла до 75° почти не сказывается на мощности двигателя.
Для изоляции петлевых обмоток (секций) от «железа» ротора вполне допустимо использование (вместо дефицитного пленкокартона) шелка. Уложив в пазы треть обмотки, нелишне подстраховаться от межфазного замыкания. Для этого достаточно поместить между витками еще один слой изоляции. Например, из того же шелка.
Случается, что «припаячные» крючки на ламелях обламываются. Но профиль каждой из этих деталей таков, что позволяет, слегка надрубив мягкую основу, без особых трудностей оснастить их новыми элементами монтажа в виде зацепов. А чтобы последующей пайке обеспечить высокое качество, целесообразно предварительно сделать зубильцем зазубринки на соответствующих местах ламелей.
При невозможности установить, сколько у пришедшей в негодность обмотки было витков и какого провода, для выполнения ремонто-восстановительных работ можно ориентироваться, например, на типовые, характерные для электродрели ИЭ1035, данные. А это значит, что подойдет провод ПЭВ2-0.2 (хотя лучше-в шелковой изоляции, типа ПЭЛШО-0,2). Намотка - по 40 витков в секции.
Прокрутка вверхДрель считается одним из самых популярных инструментов домашних мастеров и применяется при многих видах работ. Благодаря интенсивному использованию, детали инструмента могут ломаться, что выводит устройство из строя. Не спешите в сервисный центр: вполне реально сделать ремонт дрели своими руками и сэкономить немалые средства.
Если вы знаете устройство дрели и принцип работы инструмента, то самостоятельный ремонт изделия вас не затруднит.
Независимо от модели или производителя, все эти электрические инструменты состоят из типового набора основных компонентов.
- Сетевой кабель . Многие из пользователей не обращают на шнур подсоединения инструмента к сети должного внимания, а ведь по статистикие 50% неисправностей электрических изделий происходят из-за него. Шнур легко ломается во время эксплуатации, его частые места обрыва - это вход в рукоятку устройства и место пайки контактов на пусковой кнопке. Дефект часто случается из-за подвижности всего блока кнопки.
- Конденсатор . Эта небольшая деталь прямоугольной формы расположена в рукояти дрели и предназначена для подавления возникающих помех от искрения.
- Пусковая кнопка . Одно из самых слабых мест - при возникновении проблем в электрической части изделия тестируется сразу после кабеля.
- Статор электрического двигателя . При коротком замыкании у него может произойти пробой обмотки - весьма неприятный случай, надо перематывать всю обмотку. Внутри находится ротор или якорь.
- Опорный подшипник .
- Узлы расположения щеток электродвигателя . Щетки делаются из прочного графита и стираются от долгой эксплуатации, они могут быть виновны в неисправности электрической части изделия - при работе в нормальном режиме каждая из них искрит. Частые неполадки - пыж из пыли между телом щетки и ротором.
- Коллектор . Если его контакты чистые, то вращение ротора плавное.
- Корпус изделия .
- Вентилятор . Он предназначен для постоянного охлаждения электрического двигателя дрели.
- Переключатель режимов .
- Редуктор . Всегда присутствует в любой модели, т. к. патрон напрямую не одевается на ось ротора.
- Самая крупная шестеренка редуктора . Частые неисправности: попадание в смазку пыли и инородных частиц, из-за этого она теряет свои свойства, а редуктор быстро изнашивается и требуется его замена.
- Два подшипника патрона . Именно на них приходится самая большая нагрузка, поэтому они нуждаются в периодическом осмотре и техническом обслуживании - снятие, промывка, замена смазки.
- Ось, на которой крепится патрон . В моделях дрели-перфоратора у нее есть возвратная пружина.
- Патрон изделия . Его цанговый механизм для зажатия сверла или различных насадок может быть быстрозажимного вида или зажиматься специальным ключом.
Любой ремонт дрели своими руками необходимо начинать с визуального осмотра всех деталей. Принцип здесь действует простой - от простого к сложному, т. е. сначала проверяем шнур, проводку, контакты, разные крепления, потом начинаем тестировать блоки и двигатель. До полной разборки изделия не всегда доходит, но практически к такому развитию событий надо быть готовым. Как разобрать конкретную модель, поможет инструкция по эксплуатации.
Часто встречающиеся поломки
Независимо от качества сборки и производителя, довольно часто происходят следующие неисправности:
- электродвигатель выходит из строя по причине поломки якоря или статора;
- предельный износ щеток;
- проблемы с подшипниками;
- не работает кнопка регулировки оборотов;
- у кнопки пуска окисляются или сгорают контакты;
- поломка патрона, зажимающего сверло из-за износа губок.
Если вы решили произвести ремонт электрической дрели самостоятельно, то вначале необходимо произвести диагностику и найти неисправность. Починить вышедшую из строя деталь своими силами редко удается, как правило, она просто заменяется на новую.
Неполадки в электрической сети
Перед тем, как разобрать дрель, следует убедиться, что она отключена от сети. Любую разборку начинают с удаления крепежа. Затем откручиваем винты и саморезы, снимаем верхнюю часть изделия - в нижней части остаются все компоненты. Электрическая схема дрели довольна простая - здесь нет нужды отдельно описывать все элементы, все и так интуитивно понятно.
Естественно, что у моделей с электронными регулировками она гораздо сложнее, но и отремонтировать дрель с такими узлами самостоятельно вряд ли получится, лучше доверить это специалистам с сервисного центра.
Шнур подключения
Когда пропадает питание, стоит только изменить положение изделия - причина кроется в кабеле, скорее всего, переломился один из проводов . Надо отключить дрель от сети и проверить с помощью кабель мультиметра. Можно использовать простейший вариант - лампочка и батарейка в одной цепи.
Внимание! Дергать за шнур, когда дрель включена в сеть, категорически запрещается, во избежание короткого замыкания - придется перематывать обмотку электродвигателя.
После проверки можно сгибать его как угодно, чтобы найти место обрыва , затем часть кабеля обрезается, производится зачистка проводов и создание новых контактов для подключения. Когда обрыв произошел посредине кабеля, то его надо полностью менять на новый. Правда, экономные пользователи предпочитают соединять оборванные провода методом пайки с последующей надежной изоляцией места ремонта, но к такому проводу уже нет полного доверия.
Кнопка включения
Эта деталь имеет весьма простую конструкцию, но при возникновении неполадок будет препятствовать включению дрели. Работа ее простая: клавиша скользит в специальном блоке, и пальцем-толкателем замыкает контакты. От долгой эксплуатации внутрь блока набивается пыль , которая препятствует перемещению кнопки и блокирует ее, не давая замкнуть цепь контактов. Устраняется дефект просто - вскрыть и удалить пыль при помощи кисточки.
Важно! Никогда не пытайтесь смазывать скользящие поверхности кнопки - пыль смешивается со смазкой, и происходит выработка, в результате весь блок подлежит замене.
Чтобы произвести ремонт кнопки дрели, надо удалить боковую стенку, проверить целостность контактов. Когда образовался нагар - зачистить контакт мелкой наждачной бумагой. В случае обгорания контакта меняем весь блок.
Щетки ротора
Не все пользователи знают, что питание от сети на ротор передается с помощью щеток, сделанных из графита - при нормальной работе между ними и ротором происходит постоянное искрение. Бывают случаи, когда между якорем и щеткой набился пыж из пыли, а так как пыль является диэлектриком, то дрель работать не будет, пока мы не удалим пыль и не восстановим контакт.
При работе щетки постепенно уменьшаются, потому что стирается их нижняя часть. Периодически их необходимо осматривать и менять - это сделать несложно, только надо иметь в запасе новый комплект.
Когда вы заметили сильное искрение в районе щеток, а меняли их недавно, то происходить такое может из-за неполадок в роторе или его коллекторе.
Проверяем ротор
Для тщательной проверки аккуратно извлекают ротор из статора. Контакты могут быть обуглены или иметь окалину - надо прочистить их наждачкой строго по ходу вращения. Причиной появления окалины может быть длительная работа на предельных оборотах. Как проверить ротор на исправность? Прозвоните мультиметром соседние ламели — их сопротивление должно быть идентичным.
Не забудьте проверить обмотку - было ли замыкание с корпусом магнитопровода. В случае обнаружения пробоя, неисправную обмотку перематывают самостоятельно или относят в центр обслуживания.
Статор дрели
Визуальный осмотр необходимо делать периодически: при перегреве, когда изделие работало с максимальными нагрузками, мог расплавиться защитный лак и произойти межвитковое замыкание . Обмотка в этом случае перегорит, и электродвигатель к дальнейшей эксплуатации непригоден. Проверка делается аналогично, как и в случае с ротором - проверяем при помощи мультиметра обмотки. При обнаружении пробоя обмотка статора подлежит перемотке.
Ведущие производители ударных дрелей особое внимание уделяют защите проводов обмотки, потому что их изделия работают в особом режиме.
Механические повреждения
Почему устройство по-прежнему не функционирует, если вы все проверили и исключили поломки в электрической схеме дрели? Ответ может быть только один - нерабочее состояние изделия возникло из-за наличия механических неисправностей.
- Не работают подшипники . В смазку попадает пыль из-за прорыва сальника, поэтому они быстро изнашиваются и могут в какой-то момент заклинить. Устранить легко: подшипник промываем в керосине, меняем сальники, набиваем новую смазку, лучше специального состава для изделий с высокими оборотами вращения.
- Сломан редуктор - весьма серьезная поломка, нужны запасные шестерни, или придется заменить весь модуль. Устанавливать надо только этой же модели. Если дрель распространенной модификации, то в магазинах купить запасные части на нее не проблема.
- Еще одной из самых сложных неисправностей специалисты считают поломку деталей патрона .
При работе часто во внутреннюю часть патрона попадают отходы сверления, они смешиваются со смазкой, что заклинивает внутренние губки. Патрон необходимо разобрать, все детали промываются и смазываются перед сборкой. Если обнаружен предельный износ, то деталь надо заменить, при сильном износе основания или рукава следует менять весь блок.
Мы постарались рассказать обо всех отказах, встречающихся во время эксплуатации электродрелей. Помните, что самостоятельный ремонт всегда обходится намного дешевле покупки нового изделия.
Хочется немного ознакомить с принципом перемотки эл. двигателей всех тех, кому это интересно и просто любопытно.
Перемотка статоров электродвигателей.
Собственно хочу здесь немного приблизить к вопросу перемотки электродвигателей, всех тех, кто с этим не знаком, и тех, кто по той или иной причине интересуется этим вопросом, хотя бы из любопытства.
Ну что ж, начнём.
Вот собственно тот самый мотор, который и надо перемотать:
Для начала разбираем электродвигатель, снимаем с него крышку вентилятора, сам вентилятор, крышки и ротор:
Затем, если необходимо, снимаем намоточные данные двигателя. После этого срубаем лобовую часть со стороны схемы и разбираем электродвигатель. После удаления обмотки очищаем пазы от старой изоляции и продуваем статор.
Вырубаем лобовую часть обмотки двигателя:
Так выглядит срубленная лобовая часть обмотки:
Вид на статор с вырубленной лобовой частью обмотки:
Удаление катушек:
Полностью очищенный статор:
Теперь нам надо вложить в пазы пазовую изоляцию. Для этого сначала измеряем длину статора, затем прибавляем к замеренной длине ещё 1 сантиметр - на так называемый «галстук».
В данном случае галстук не изготовляется, так как используется изоляционный материал СИНТОФЛЕКС, при использовании которого можно исключить элемент «галстук», просто сделав выпуск за статорное железо в 5 мм на каждую сторону.
Вот из такого материала мы и будем заготавливать пазовую изоляцию:
Здесь показан принцип замера длины железа статора:
После того, как сделаны замеры длины статора, надо определить ширину пазовой изоляции. Для этого делаем пробную гильзовку паза и определяем ширину пазовой изоляции, при которой изоляция будет максимально плотно лежать в пазе, не выступая за границы самого паза. Примерно вот так:
Вид одной уже вставленной гильзы пазовой изоляции в пазе:
После этого расчерчиваем по размерам всё количество заготовок гильз пазовой изоляции, необходимое для гильзовки пазов:
Затем нарезаем расчерченный шаблон и отрезаем уголки заготовок, чтоб при укладке провода не поранить себе пальцы (особенно под ногтями) об острые углы.
Вид готовой нарезанной изоляции перед вложением в пазы:
Затем производим гильзовку пазовой изоляции, т.е. вкладываем эту изоляцию в пазы.
Вид вложенной в пазы изоляции:
После чего приступаем к расчерчиванию и нарезке «заглушек» пазовой изоляции, так называемых «стрелок», которые будут изолировать и удерживать провод в открытой части паза. Длина этих «стрелок» равна длине той пазовой изоляции, которую мы вложили в паз. А ширина равна примерно половине ширины пазовой изоляции. Вид нарезанных «стрелок»:
После того как, готова вся пазовая изоляция, необходимо снять шаблон для катушек. Шаблон выбирается исходя из шага обмотки и изготавливается из проволоки. В данном случае для этого двигателя шаг 1-11, и выбираем шаблон так, чтоб катушки при укладке сильно не выпирали в лобовых частях и чтобы избежать касания лобовой части обмотки на корпус.
Вид готового шаблона:
Для намотки катушек прежде всего нужен провод необходимого диаметра и, если обмотки двигателя наматываются в параллельные проводники, необходимое количество катушек с нужными диаметрами.
Вид бухт с эмальпроводом:
Для намоток катушек используется ручной намоточный станок. Он может быть оборудован счётчиком количества витков, или без счётчика. В данном случае показан простой намоточный станок с установленным на нём шаблоном под РАВНОСЕКЦИОННЫЕ катушки:
После установки шага штырей намоточного станка по проволочному шаблону, устанавливаем между штырями деревянную распорку, которая не даст стягиваться деревянному шаблону при намотке на него провода и исключает изменение размеров намотанных катушек. Вид готового к намотке ручного намоточного станка:
После этого можно наматывать катушки с нужным количеством витков, равномерно распределяя его по ширине шаблона и стараясь избегать перехлёста проводников при намотке, иначе всыпание проводов в пазы статора будет затруднено. Вид намотанных катушек на шаблоне:
После этого можно начинать укладывать катушки в пазы статора.
Вид уже намотанных катушек, готовых к укладке:
При укладке катушек понадобится специальное приспособление - трамбовка. Она предназначена для утрамбовки проводников в пазах, когда это необходимо, и для трамбовки «стрелок». Вид трамбовки:
После чего собственно и начинаем процесс укладки, или «всыпания», провода в пазы статора.
Пример всыпания проводников в паз статора:
После всыпания вставляем стрелки в пазы:
Вставленные в пазы статора стрелки:
Таким образом, по заданному шагу со смещением по электрическому градусу укладываются все остальные катушки. В данном случае у нас их 6 штук по 2 секции:
Вид уложенных катушек со стороны схемы:
Плёнкоэлектрокартон в рулоне:
Нарезаем его на заготовки такого вида:
И собственно вкладываем его между катушками, отделяя катушки разных фаз друг от друга:
Обвязка лобовой части:
Обвязанная и сформованная лобовая часть:
Вид вложенной межфазной изоляции со стороны схемы:
Теперь нам надо собрать схему соединения фазных катушек.
Для изоляции эмальпровода в схеме используются трубки разного диаметра. Предпочтительней трубки ТКР, чем ПХВ, так как они не оплавляются, т.е. более стойкие к температуре.
Перед тем, как соединять все собранные фазы вместе в соединение «звезда», производим межфазную прозвонку и прозвонку на корпус. Для этого используется мегомметр. От самых «крутых» и до самых простых, как в данном случае:
Вид собранной схемы:
Производим пайку или сварку схемы. Сварка производится посредством понижающего трансформатора с угольной насадкой. Либо, как в данном случае, просто спаивается с помощью паяльника обычным припоем.
После этого аналогично производим обвязку лобовой части.
После обвязки и формовки лобовой части со стороны схемы надо произвести трамбовку пазов. Так как пазовая изоляция, «стрелки», выпирает из пазов и ротор попросту сдерёт их.
Трамбовка пазов:
Вид перемотанного статора:
Перед этапом пропитки перемотанного статора необходимо произвести сборку мотора, прозвонить мегомметром сопротивление между обмотками и корпусом и провести замеры тока электродвигателя на холостом ходу токовыми измерительными клещами.
Лишь после этого вновь разбираем электродвигатель, при необходимости трамбуем стрелки и производим пропитку лаком. Рекомендую производить пропитку электроизоляционным лаком МЛ-92. После пропитки (окунания в лак) статор электродвигателя подвешивается для стекания излишков лака, после чего производится сушка готового пропитанного статора в печи с естественной вентиляцией при температуре не ниже 120 градусов в течении не менее 2 часов.
В бытовых условиях можно также использовать быстросохнущий лак НЦ, без водных добавок. После пропитки таким лаком требуется его вентиляция на воздухе и сушка в печи около 20 минут. Хотя сушку можно провести и без печи на открытом воздухе в течение 3 часов.
Вид готового просушенного после пропитки лаком статора электродвигателя:
Далее производим сборку электродвигателя. После сборки ещё раз прозваниваем обмотки статора мегомметром, так как в процессе сушки статора в печи может происходить некоторая деформация (от сжатия при сушке лака) лобовых частей обмотки, что может привести к касанию корпуса обмоткой.
После чего мотор подключается к сети и производится измерение потребляемого электродвигателем тока.
Расчет обмотки статора включает в себя определение числа пазов статора Z1 и числа витков в фазе обмотки статора 1. При этом число витков фазы обмотки статора должно быть таким, чтобы линейная нагрузка двигателя и индукция в воздушном зазоре как можно более близко совпадали с их значениями, принятыми предварительно при выборе главных размеров, а число пазов статора обеспечивало достаточно равномерное распределение катушек обмотки.
Чтобы выполнить эти условия, выбирают предварительное значение зубцового деления t1 в зависимости от типа обмотки, номинального напряжения и полюсного деления машины. Принимая номинальное напряжение равное 380 В, выберем предельные значения t1 , мм, по таблице 6-9 , t1max=22 мм и t1min=17 мм.
Тогда возможные числа пазов статора Z1min и Z1max соответствующие выбранному диапазону определяются по формуле 6-16
Принимаем Z1 =60, тогда число пазов на полюс и фазу q, найдем по формуле
где m - число фаз, m=3.
Зубцовое деление статора t1 , мм, окончательно определим по формуле
t1 не выходит за указанные выше пределы.
При определении числа эффективных проводников в пазу UП: в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратным двум.
Вначале определяем предварительное число эффективных проводников в пазу U"П при условии, что параллельные ветви в обмотке отсутствуют (а = 2) по формуле (6-17)
где А - значение линейной нагрузки, А/м;
I1н - номинальный ток обмотки статора, А.
Номинальный ток обмотки статора определяется по формуле 6-18
где U1н - номинальное напряжение обмотки статора, В, Uн=380 В.
Отсюда по формуле (3.2)
При определении числа эффективных проводников в пазу руководствуются следующим: uп должно быть целым, а в двухслойной обмотке желательно, чтобы оно было кратно двум. Применение двухслойных обмоток с нечетным uп допускается лишь в исключительных случаях, так как это приводит к необходимости выполнять разно витковые катушки, что усложняет технологию изготовления и укладки обмоток.
Примем такое число параллельных ветвей обмотки а, при котором число эффективных проводников в пазу либо будет полностью удовлетворять приведенным ранее условиям, либо потребует лишь незначительного изменения.
Принимаем а=3, тогда число эффективных проводников в пазу uп определяется по формуле 6-19
Примем число эффективных проводников в пазу uп=16.
Окончательное значение числа витков в фазе обмотки статора 1 определяется по формуле 6-20
Окончательное значение линейной нагрузки А, А/м, определяется по формуле 6-21
Значение линейной нагрузки А=54,6 А/м расходится с принятым ранее значением равным 55000 А/м менее чем на 5%.
Коэффициент укорочения ky1 , учитывающий уменьшение ЭДС витка, вызванное укорочением шага обмотки, определяется по формуле 3-4
где 1 - укорочение шага обмотки статора.
Укорочение шага двухслойной обмотки выбирают так, чтобы шаг обмотки был равен целому числу, а коэффициент укорочения составлял приблизительно 1=0,8 при 2p=4
Шаг двухслойной обмотки y1 тогда можно определить по формуле
Полученное значение шага двухслойной обмотки y1 округляем до целого, тогда принимаем y1 =12.
Пересчитаем укорочение шага двухслойной обмотки по формуле
Тогда по формуле 3.7
Найдем коэффициент распределения обмотки, учитывающий уменьшение ЭДС распределенной по пазам обмотки по сравнению с сосредоточенной обмоткой. Он определяется по формуле 3-6
Значение обмоточного коэффициента kоб1 определим по формуле 3-3.
Уточнённое значение обмоточного коэффициента тогда равно
Окончательное значение магнитного потока Ф, Вб, по формуле 6-22
Окончательное значение магнитной индукции в воздушном зазоре В, Тл, определяется по формуле 6-23
Значение магнитной индукции в воздушном зазоре 0,815Тл расходится с принятым ранее значением равным 0,82 Тл менее чем на 5%.
Плотность тока в обмотке статора J1 , А/мм2, предварительно определяется по формуле 6-25
где AJ1 - произведение линейной нагрузки на плотность тока и определяется по рисунку 6-16, д , AJ1 =290 А/мм 3.
Сечение эффективного проводника qэф, мм2, предварительно определяется по формуле 6-24
Обмотка статора выполняется из прямоугольного обмоточного провода и укладывается в прямоугольные пазы.
Обмоточный провод марки ПЭТП-155 (класс F) выбираем по табл. П-29 (копылов часть 2)
Номинальный размер проволоки по большей стороне b , мм
Номинальный размер по меньшей стороне a, мм
Сечение эффективного проводника
Окончательно плотность тока в обмотке статора рассчитывается по формуле 6-27
Контроль правильности: плотность тока в обмотке статора отличается от заданной менее 10%.
Обмотка из прямоугольного провода укладывается в пазы с параллельными стенками. Зубцы в таких пазах имеют трапецеидальное сечение, и индукция в них неравномерна. Выбираем прямоугольный полуоткрытый паз статора. Принимаем предварительно по таблице 6-10 допустимую индукцию в ярме статора Ва=1,5 Тл и индукцию в наиболее узком сечении зубца статора Вz1max=1,9 Тл.
Тогда минимальная ширина зубца bz1min , мм, можно определить по формуле 6-29
где lCT1 - длина пакета статора, мм, равная длине воздушного зазора l, мм;
lCT1 = 250 мм,
kС - коэффициент заполнения сталью пакета статора, выбираемый по таблице 6-11 ; kС=0,95.
Высота ярма статора ha, мм, определяется по формуле 6-28
