使用发电机和示波器对集电极电机进行故障排除。方案、说明

使用发电机和示波器对集电器电机进行故障排除。无线电电子电气工程百科全书

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集电电动机构成了便携式电动工具的基础：电钻、电动打孔机、电锯、研磨机，以及家用机器：吸尘器、咖啡研磨机等，它们都采用单相交流电运行。在工具中，励磁绕组（定子）通过电刷与电枢绕组串联（图 1）。

使用发电机和示波器对集电极电机进行故障排除

这种电动机称为串联电动机。它们在便携式电动工具中的使用是由于能够通过大的启动扭矩在很宽的范围内调节其旋转频率，以及它们相对较小的重量和尺寸。然而，由于存在复杂的电枢绕组和带电刷的集电器，与无刷交流电机相比，集电器电机是费力、昂贵且不太可靠的电机。

集电器电机不能承受长时间的过载。其损坏的主要原因是工作工具（例如混凝土墙上的钻头）的长期过载和频繁卡住。正是由于这些原因，电机绕组中流过大的交流电流，首先使导线过热（烧穿），其次通过强交变磁场，引起定子和电枢绕组的匝数振动。所有这些的结果是，电线的漆包绝缘层脱落，绕组中的匝短路或损坏。

集电器电机损坏的外部迹象是一圈火花（在电刷下方）；减少转数；功率下降；定子和电枢绕组快速加热（过热），并出现烧焦的气味。

检查拆卸下来的电动机，可以发现电枢和定子绕组烧毁的痕迹。但真实的情况（被烧毁的东西）可以通过测量获得。两个励磁绕组（定子）均使用电子欧姆表进行检查，因为它的测量精度高达十分之一欧姆。如果绕组电阻差大于0,2欧姆，则电阻较小的绕组存在匝间短路，应更换。但在实际应用中，定子绕组很少被损坏。

电子欧姆表有时可以检测电枢绕组的损坏，但大多数情况下由于其绕组电阻低（匝数少且电线粗）而无法检测到。因此，在电动工具维修车间的指导下，本文作者开发了一种使用发电机和示波器检查集电器电动机电枢健康状况的方案和方法。显然，类似的方案在某处使用，但作者必须从头开始一切。该方法可用于检查任何集电器电动机的电枢，包括汽车起动机的电枢。灵敏度高，可检测电枢绕组的短路或断路。

图2为发电机、示波器和电枢绕组的连接图。安装的操作原理如下。发生器向插座提供频率为 50 ... 200 kHz 且电平稳定的交流电压，用于示波器光束 Y 的垂直偏转（图 2）。

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从同一台发电机的另一个插座，通过临时滑动触点将频率相同但电平可调的交流电压提供给集电器薄片（图 2、3），然后提供给其中一个电枢绕组。变换为同一电枢的所有绕组。

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借助滑动触点，该电压从相邻集电极薄片（相邻绕组）移除，并馈送到示波器束 X 的水平偏转插座。水平扫描开关必须处于“外部同步”或“外部扫描”状态位置（图 2）。

通过更改发生器的频率 (50 ... 200 kHz)、其电平 (0 ... 0,25 V)、示波器开关 V/div 的位置。（1或2V），需要在示波器屏幕上获得椭圆形图像（图4，a）。进一步，用手缓慢旋转安装在机器上的电枢（图3），沿着集电片移动滑动触点，观察示波器屏幕上的数字。

使用发电机和示波器对集电极电机进行故障排除

当移动一步时，示波器屏幕上会出现一个尺寸稍小的椭圆（图4，b），而该图中椭圆先前的尺寸以虚线表示。在工作锚中，所有椭圆都应该只有这两种尺寸，一个接一个交替。如果电枢绕组存在闭合匝或断路，那么当滑动触头经过这些损坏的绕组时，示波器屏幕上会出现各种各样的图形（图5），与图4中的图形有很大不同。 XNUMX.

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如果以这种方式检测到有故障的电枢，则可以通过两种方式恢复电动机：要么用新的工厂制造的电枢更换电枢，要么完全重绕所有电枢绕组（只能在专门的车间中）。在第一种情况下，它会花费更多，但更可靠（它会工作更长时间），在第二种情况下，它会更便宜，但可靠性较差。

安装有锚的机器设计方案之一如图 3 所示。滑动触点可以由继电器板（图 3）或弹簧线（来自销）（图 6）制成。

使用发电机和示波器对集电极电机进行故障排除

在作者的安装中，使用了可调频率为 3 Hz ... 106 kHz 且电平可调的 G20-200 发生器以及带有对角线 1 cm 矩形屏幕的 S114-15 示波器。采用这样的屏幕尺寸，可以更方便地观察测量的数字。

为了消除外部交变电磁场对测量结果的影响，安装中的所有连接均采用屏蔽电缆。

作者对电动工具维修车间主任 N.V. Kompanets 为撰写本文提供的帮助表示感谢。

作者：NP Vlasyuk

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