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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Risoluzione dei problemi nei motori del collettore utilizzando un generatore e un oscilloscopio. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / motori elettrici I motori elettrici a commutatore costituiscono la base degli utensili elettrici portatili: trapani elettrici, martelli elettrici, seghe elettriche, smerigliatrici, nonché macchine domestiche: aspirapolvere, macinacaffè, ecc., Funzionano tutti con corrente alternata monofase. In questi elettroutensili, gli avvolgimenti di eccitazione (statore) sono collegati tramite spazzole in serie all'avvolgimento dell'indotto (Fig. 1).
Tali motori elettrici sono chiamati motori seriali. Il loro utilizzo negli utensili elettrici portatili è dovuto alla capacità di regolare la velocità di rotazione su un ampio intervallo, all'elevata coppia di avviamento, nonché al peso e alle dimensioni relativamente bassi. Tuttavia, i motori a collettore, a causa della presenza di un avvolgimento di armatura complesso e di un commutatore con spazzole, sono macchine elettriche ad alta intensità di manodopera, costose e meno affidabili rispetto alle macchine CA senza spazzole. I motori elettrici a commutatore non sopportano sovraccarichi prolungati. Le ragioni principali che causano il loro danneggiamento sono i sovraccarichi prolungati e il frequente inceppamento di uno strumento di lavoro, ad esempio un trapano in un muro di cemento. È per questi motivi che una grande corrente alternata passa attraverso gli avvolgimenti del motore elettrico, che, in primo luogo, surriscalda (brucia) il filo e, in secondo luogo, un forte campo magnetico alternato provoca la vibrazione delle spire dello statore e degli avvolgimenti dell'armatura. Come risultato di tutto ciò, l'isolamento smaltato del filo cade e le spire negli avvolgimenti si accorciano o si rompono. Segni esterni di danneggiamento del motore del commutatore scintillano in cerchio (sotto le spazzole); ridurre il numero di giri; calo di potenza; riscaldamento rapido (surriscaldamento) degli avvolgimenti dello statore e dell'armatura e comparsa di odore di bruciato. Esaminando un motore elettrico smontato, è possibile identificare tracce di combustione dell'armatura e degli avvolgimenti dello statore. Ma l'immagine reale (cosa è bruciato) può essere ottenuta effettuando misurazioni. Entrambi gli avvolgimenti di campo (statore) vengono controllati con un ohmmetro elettronico, poiché ha una precisione di misurazione fino a decimi di ohm. Se la differenza nella resistenza dell'avvolgimento è superiore a 0,2 Ohm, l'avvolgimento con resistenza inferiore presenta spire in cortocircuito e deve essere sostituito. Ma in pratica l'avvolgimento dello statore viene raramente danneggiato. Un ohmmetro elettronico a volte può rilevare danni agli avvolgimenti dell'armatura, ma molto spesso ciò non è possibile a causa della bassa resistenza dei suoi avvolgimenti (poche spire e filo spesso). Pertanto, su istruzioni di un'officina per la riparazione di utensili elettrici, l'autore di questo articolo ha sviluppato uno schema e un metodo per verificare la funzionalità delle armature dei motori elettrici a commutatore utilizzando un generatore e un oscilloscopio. Apparentemente uno schema simile è usato da qualche parte, ma l'autore ha dovuto ricominciare tutto da zero. Questo metodo può essere utilizzato per controllare le armature di qualsiasi motore elettrico a commutatore, comprese le armature dei motorini di avviamento delle automobili. È altamente sensibile e rileva cortocircuiti o rotture nelle spire degli avvolgimenti dell'indotto. La Figura 2 mostra lo schema di collegamento del generatore, dell'oscilloscopio e degli avvolgimenti dell'armatura. Il principio di funzionamento dell'installazione è il seguente. Dal generatore, una tensione alternata con una frequenza di 50...200 kHz e un livello stabile viene fornita alle prese di deflessione verticale del raggio dell'oscilloscopio Y (Fig. 2).
Da un'altra presa dello stesso generatore, la tensione alternata con la stessa frequenza, ma con un livello regolabile, viene fornita tramite contatti striscianti fatti in casa alle lamelle del collettore (Fig. 2, 3) e quindi a uno degli avvolgimenti dell'armatura, dove è trasformato in tutti gli avvolgimenti della stessa armatura.
Mediante contatti striscianti questa tensione viene rimossa dalla lamella del collettore adiacente (avvolgimento adiacente) e fornita alle prese di deflessione orizzontale del raggio dell'oscilloscopio X. L'interruttore di scansione orizzontale deve essere in posizione "Sincronizzazione esterna" o "Scansione esterna" (Fig. .2). Modificando la frequenza del generatore (50...200 kHz), il suo livello (0...0,25 V), la posizione del commutatore dell'oscilloscopio V/div. (1 o 2 V), è necessario ottenere un'immagine di una figura ellittica sullo schermo dell'oscilloscopio (Fig. 4a). Successivamente, lentamente, ruotando manualmente l'armatura installata sulla macchina (Fig. 3), spostando così i contatti striscianti lungo le lamelle del collettore, osservare le figure sullo schermo dell'oscilloscopio.
Quando si sposta un passo, sullo schermo dell'oscilloscopio apparirà un'ellisse leggermente più piccola (Fig. 4b), mentre la dimensione precedente dell'ellisse in questa figura è mostrata da una linea tratteggiata. Un'ancora funzionante dovrebbe avere tutte le ellissi solo di queste due dimensioni, alternate una dopo l'altra. Se ci sono spire chiuse o una rottura negli avvolgimenti dell'indotto, quando i contatti striscianti passano attraverso questi avvolgimenti danneggiati, sullo schermo dell'oscilloscopio apparirà un'ampia varietà di figure (Fig. 5), molto diverse dalle figure in Fig. 4.
Se in questo modo viene rilevata un'armatura difettosa, il funzionamento del motore elettrico può essere ripristinato in due modi: o sostituire l'armatura con una nuova, fabbricata in fabbrica, oppure riavvolgere completamente tutti gli avvolgimenti dell'armatura (solo in un officina specializzata). Nel primo caso sarà più costoso, ma più affidabile (funzionerà più a lungo), nel secondo sarà più economico, ma meno affidabile. Una delle opzioni di progettazione della macchina con un ancoraggio installato è mostrata in Fig. 3. I contatti striscianti possono essere realizzati da piastre relè (Fig. 3) o filo a molla (da un perno) (Fig. 6).
L'installazione dell'autore utilizza un generatore G3-106 con una frequenza sintonizzabile di 20 Hz ... 200 kHz e un livello regolabile e un oscilloscopio S1-114 con uno schermo rettangolare di 15 cm di diagonale. Con queste dimensioni dello schermo è più comodo osservare i valori misurati. Per escludere l'influenza di un campo elettromagnetico alternato esterno sui risultati della misurazione, tutti i collegamenti nell'installazione sono realizzati con un cavo schermato. L'autore esprime gratitudine al capo dell'officina di riparazione di utensili elettrici N.V. Kompanets per il suo aiuto nella preparazione di questo articolo. Autore: NP Vlasyuk
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