Бытовая техника
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Ремонт и проверка работоспособности коллекторных двигателей стиральных машинРаспечатать: Ремонт и проверка работоспособности коллекторных двигателей стиральных машин

Ремонт и проверка работоспособности коллекторных двигателей стиральных машин



Не секрет, что приводные двигатели стиральных машин (СМ) по статистике достаточно часто выходят из строя. Однако бывают ситуации, когда при возникновении различных дефектов СМ подозрение падает сразу на несколько элементов. Например, при неработающем двигателе может быть неисправен как сам двигатель, элементы и цепи электронного контроллера, так и проводные соединители. К сожалению, у ремонтников не всегда бывают в наличии подменные элементы и узлы, замена которых позволяет точно локализовать неисправность, к тому же их высокая стоимость не позволяет иметь подобные запчасти "про запас". Чтобы выйти из подобного положения, многие ремонтники используют простые методики, позволяющие с определенной степенью вероятности проверять работоспособность элементов СМ, что называется "на коленке". В предлагаемой статье автор рассматривает причины отказов коллекторных двигателей стиральных машин (и их устранение) и приводит простейшие методы проверки их работоспособности.

В современных стиральных машинах используются несколько типов приводных двигателей: коллекторные, асинхронные, а также с прямым приводом барабана - они отличаются по принципу работы и по конструкции. Для обеспечения работы асинхронного двигателя требуется фазосдвигающий конденсатор - подобная схема включения двигателя используется в большинстве старых моделей СМ. В современных машинках для управления асинхронным двигателем используется сложная электронная система управления, поэтому его проверка без специального стенда (или "тестовой" СМ) вызывает определенные затруднения. Еще большие проблемы вызывает проверка двигателей с прямым приводом (например, они используются в машинах LG DirectDrive). Их трудно проверить отдельно, так как они являются частью конструкции бака. К тому же, для этих двигателей также необходима сложная система управления.

Наиболее просто (в том числе и в домашних условиях) можно проверить коллекторные двигатели, на этом мы остановимся более подробно.

В большинстве современных СМ приводные коллекторные двигатели включены по схеме, показанной на рис. 1.

Рис. 1

Из рисунка видно, что питание двигателя проходит по следующей цепи: 220 В - управляющий симис-тор (регулирует скорость вращения двигателя) - контакты реле реверса (I или II) - обмотка статора - обмотка ротора - 220 В.

Переключение обмотки статора в стиральных машинах производится как с помощью контактных групп командоаппарата, так и с помощью реле, расположенных в электронном модуле.

Примечание. На самом деле обмотка статора имеет две секции, включенные согласованно. Подобное решение позволяет уменьшить проникновение помех (создаваемых искрами на коллекторе) в питающую сеть, то есть секция обмотки статора выполняет функцию по-мехоподавляющего фильтра.

Изменение направления вращения вала двигателя производится изменением полярности включения обмотки статора. В некоторых моделях стиральных машин обмотка статора имеет отвод. Он используется в режиме отжима. В этом случае питание подается на один из крайних выводов обмотки и упомянутый отвод. Если же обмотка статора подключена через крайние выводы, СМ работает в режиме обычной стирки (на малых оборотах).

В простейшем случае для проверки работоспособности двигателя многие ремонтники соединяют последовательно обмотки статора и ротора (якоря) и подают на них сетевое напряжение (рис. 2).

Рис. 2

Указанная схема имеет свои недостатки, один из которых заключается в том, что работоспособность двигателя с помощью нее полностью проверить все равно не удастся. Даже если вал двигателя и будет вращаться, подобная проверка все равно не выявит скрытых дефектов, проявляющихся, когда он работает в реальных режимах эксплуатации СМ, например, под нагрузкой. К тому же эта схема включения не имеет никакой защиты: если в обмотках двигателя имеются короткие замыкания, он будет работать, что называется, "вразнос". Чтобы избежать возможных неприятных последствий при проверке двигателя, в его схему питания устанавливают дополнительный балласт. В качестве последнего, например, можно использовать любой ТЭН от стиральной машины (см. рис. 3) или мощную осветительную лампу (500 Вт и выше). Если в обмотках двигателя есть короткое замыкание и через них протекает повышенный ток, ТЭН заметно нагревается.

Рис. 3

Можно иным способом проверить в динамике работоспособность двигателя: соединить его обмотки, как на рис. 2, но питать через лабораторный автотрансформатор мощностью не менее 500 Вт. Подобное включение позволяет плавно регулировать обороты двигателя и легко контролировать любые нештатные ситуации в его работе. В качестве защиты подобной схемы можно использовать обычный плавкий предохранитель номиналом 5-10 А). Если ЛАТР найти не удалось, можно вместо него использовать электронный (симисторный) регулятор, рассчитанный на управление нагрузкой соответствующей мощности. Регулятор можно изготовить самостоятельно, найдя подходящую схему в радиолюбительской литературе или в Интернете.

Есть еще один способ проверки работоспособности коллекторного двигателя - по интенсивности искрения между коллектором ротора и щетками. Возникновение сильных искр в месте контакта щеток и коллектора указывает на то, что двигатель неисправен. Подробнее на этом мы остановимся ниже.

Неисправности коллекторных двигателей могут быть вызваны следующими причинами:

- износ щеток;

- межвитковые замыкания или обрывы в обмотках статора или ротора;

- дефекты ламелей коллектора, например их отслоение.

Примечание. Как правило, дефекты ламелей являются следствием короткого замыкания в обмотках

мотора.

На самом деле причин может быть больше, но мы остановимся подробно только на перечисленных выше, как наиболее характерных.

Износ щеток

Износившиеся щетки на коллекторном двигателе необходимо своевременно заменять (лучше всего на оригинальные). Но как быть в случае, если таковых нет?

Примечание. Износ щеток во многих случаях можно определить

внешним осмотром или по интенсивности искрения на коллекторе

мотора: как под нагрузкой (в баке машинки есть белье), так и без нее - в этом случае возникают обильные искры (не по всему периметру коллектора). Следует учесть, что

подобное обильное искрение появляется и в том случае, если новые

щетки не притерты к коллектору.

Также возможны случаи, когда

при значительном износе щеток наблюдается потеря мощности двигателя - например, если барабан стиральной машины не "проворачивается" с загруженным в него бельем (за исключением случаев, когда щетки заклинивают в щеткодержателе - "зависают").

Отметим, что замена щеток от других коллекторных моторов достаточно сложна по нескольким причинам. Перечислим некоторые из них, а также рассмотрим рекомендации по замене щеток аналогами (при самостоятельном изготовлении).

Рис. 4



Щетки от другого мотора, как правило, имеют другие форму и размеры - поэтому перед установкой их необходимо соответствующим образом обработать (обточить). Одной особенностью щеток моторов для стиральных машин является их значительная длина - это затрудняет подбор аналогов от других коллекторных моторов, например, электроинструмента (на рис. 4. слева показаны щетки с щеткодержателями от двигателя стиральной машины, а справа - щетка от электроинструмента). При установке "самодельной" щетки в щеткодержатель следует проверить ее свободное движение (без зацепов) по всей длине рабочего хода без бокового люфта. Упомянутый люфт может привести к перекосу щетки в щеткодержателе и ее возможному "зависанию" (то есть заклиниванию в щеткодержателе и вследствие этого - возможной потере контакта с коллектором).

Щетки должны быть выполнены из так называемого электрографита (смесь сажи, чистого графита и специального связующего вещества, прошедшая отжиг при температуре около 2500°С). Этот материал (на примере отечественных электрографитовых щеток ЭГ-74) имеет твердость (15-50)-107 Па и удельное сопротивление 35-75 мкОм-м. Дополнительную информацию на эту тему можно найти в ГОСТ 21888-82. В крайнем случае, при выборе материала щеток можно использовать обычный мягкий графит

- только в этом случае срок службы щеток будет значительно меньше.

Примечание. В настоящее время большинство стиральных машин в России - зарубежного производства. Поэтому выяснить, какой материал (и его параметры) для щеток используют зарубежные производители, в полной мере не представляется возможным.

Известно, что чем выше твердость щеток, тем они долговечнее (медленнее изнашиваются). В этом случае следует учесть, что чересчур "твердые" щетки быстро изнашивают коллектор. Наверное, истина где-то посередине. Поэтому будем условно считать, что материал щеток коллекторных моторов зарубежных стиральных машин имеет параметры, соответствующие приведенным выше.

При подборе аналогов щеток следует также обратить внимание на наличие медного хвостика (если он есть в оригинальных щетках). В щетках, самостоятельно обточенных под требуемые размеры (в соответствии с оригиналом) рекомендуется использовать прижимную пружину от старых щеток.

Не стоит использовать аналоги щеток, выполненных из графита с внешним медным покрытием(такие щетки предназначены для электрических машин, рассчитанных на низкое рабочее напряжение). Это вызвано тем, что медная пыль, попав в промежутки между ламелями коллектора, может привести к коротким замыканиям между ними, и, в конечном счете

- к выходу из строя ротора.

Отметим, что после самостоятельного изготовления щеток необходимо в нижней их части сделать фаски и при необходимости выполнить косой срез (если щетки "косые" - то есть соприкасаются с коллектором под определенным углом).

Установка аналогов щеток также предусматривает так называемую "притирку" последних. Она имеет следующие особенности:

• устанавливают мотор на стенде (на изолированной плите или на полу) и подключают его по известной схеме (см. выше) через ЛАТР или электронный регулятор;

запускают мотор на низких оборотах в течение нескольких минут;

• вынимают щетки и проверяют в их нижней части ширину "проточки" коллектором: если она в поперечном направлении составляет около 5 мм - процесс "притирки" закончен;

• если "проточка" на щетках составляет менее 5 мм, устанавливают их на место и вновь включают мотор на несколько минут (на малых оборотах);

• по достижении нужной ширины "проточки" поэтапно проверяют работу двигателя на повышенных оборотах, вплоть до максимальных ("проточку" щеток уже не проверяют). Следует отметить, что работа двигателя на повышенных оборотах может сопровождаться вибрацией, поэтому его необходимо надежно закрепить;

• снимают двигатель со стенда и устанавливают его в стиральную машину;

• на СМ запускают режим короткой программы стирки (белье в барабан и моющие средства не загружают). По окончании этой программы ограничений по использованию СМ больше нет.

Межвитковые замыкания (или обрыв) в обмотках статора или ротора

При обрывах или межвитковых замыканиях обмоток возможны следующие характерные дефекты: -двигатель не работает (обрыв в обмотках статора)

Подобный дефект также возможен по причине перегрева корпуса двигателя вследствие межвитковых замыканий в обмотках. При значительной температуре корпуса (обычно, более 90°С) должен сработать защитный термостат (он разрывает цепь питания двигателя). Нормой считается температура корпуса двигателя не выше 70...80°С -подобная температура может быть достигнута при выполнении так называемых "длинных" циклов стирки стиральной машины; - потеря мощности двигателя (межвитковые замыкания в его обмотках)

Этот дефект может проявляться, например, если мотор не может "провернуть" барабан с загруженным в него бельем (без белья барабан вращается). Следует отметить, что аналогичный дефект может наблюдаться при износе щеток мотора, а также при неисправности фа-зосдвигающего конденсатора, стоящего в цепи питания мотора (в устаревших моделях стиральных машин) - поэтому при поиске причин потери мощности мотора следует учесть и эти факты;

- отслоение ламелей ротора

При значительном увеличении тока через обмотки двигателя (вследствие межвитковых замыканий в обмотках или при "заклинивании" вала двигателя) ламели на коллекторе нагреваются и отслаиваются (подробно на этом мы остановимся ниже).

Примечание. При межвитковых замыканиях в секциях обмотки ротора обычно появляются сильные искры вокруг коллектора. Также, если короткое замыкание имеется в одной из секций обмотки якоря, ламели, подключенные к ее выводам, будут иметь сильный характерный нагар.

Обрыв обмоток ротора легко выявить с помощью омметра, подключив последний к любым соседним ламелям коллектора. Вращая вручную ротор, контролируют сопротивление его секций - во всех положениях вала сопротивление между соседними ламелями должно быть одинаковым (0,1-0,4 Ом). Если сопротивление между одними из соседних ламелей возрастает до 5.9 Ом (или более) - возможно, в этой секции имеется обрыв обмотки. Но не стоит отчаиваться - часто подобное проявление бывает вызвано неконтактом одной из ламелей в месте соединения ее с обмоткой (на краю каждой ламели есть специальный крючок, который обеспечивает соединение с соответствующей секцией обмотки ротора). Если неконтакт вызван именно по этой причине, можно аккуратно "проклепать" проблемный крючок. Хочется отметить, что в подобных случаях использование пайки недопустимо, так как это не принесет ожидаемого эффекта - при работе мотора ламели коллектора сильно нагреваются, пайка разрушается (соответственно, электрическая цепь вновь разорвется), а центробежная сила может разнести остатки олова куда угодно (с самыми непредсказуемыми последствиями). Кстати, пайка ламелей может нарушить балансировку ротора, что также может привести к повышенной вибрации в его работе.

Также возможны замыкания в обмотках двигателя (межвитковые замыкания, например, вызванные пробоями в изоляции), но здесь уже помочь нечем - двигатель нужно менять или заново перематывать его обмотки. Самостоятельная перемотка, например, обмоток якоря в большинстве случаев дает отрицательный результат. Для выполнения подобных работ нужна специальная технология, которую можно соблюсти только в заводских условиях.

Отметим, что замыкания в обмотках двигателя могут повлечь за собой выход из строя уже целого ряда компонентов в составе стиральной машины - подгорание (или полное разрушение) контактов на разъемах электронного модуля и соединительного шлейфа, отказ элементов силовых цепей в составе самого модуля (реле реверса, силовой симистор, контактные группы коман-доаппарата и др.).

Дефекты ламелей коллектора

Дефектов коллекторных двигателей вследствие неисправности ламелей на самом деле немного - это неконтакты ламелей и секций обмотки ротора, а также перегрев и возможное последующее отслоение ламелей.

Ламели крепятся на коллекторе с помощью клея, а электрическое соединение их с секциями обмотки ротора обеспечивают специальные "закусывающие" крючки.

Самый распространенный дефект ламелей - это обрыв провода секции ротора в месте соединения с той или иной ламелью (об этом мы подробно останавливались выше).

Гораздо худший случай - это когда по разным причинам ламели перегреваются и отслаиваются (см. рис. 5).

Рис. 5

Подобный дефект обычно бывает вызван короткими замыканиями в промежутках между ламелями, замыканиями в секциях якорной обмотки или вследствие механического торможения (заклинивания) ротора - в любом случае ламели сильно нагреваются (и отслаиваются), вследствие прохождения через них тока, значительно превышающего номинальный уровень.

Торможение якоря двигателя возможно,например, при заклинивании подшипников мотора или барабана СМ. Также подобный дефект возникает, если в машинках с вертикальной загрузкой потребители забывают закрыть створки барабана - раскрытые створки блокируют вращение барабана, а вследствие этого - и якоря мотора.

В подавляющем большинстве случаев дефекты ламелей (перегрев, отслоение и др.) являются следствием других неисправностей мотора, элементов стиральной машины или вследствие некорректных действий пользователей.

Если отслоение ламелей на коллекторе незначительное (менее 0,5 мм), подобный дефект устраняется проточкой самого коллектора на станке (не всегда, правда, с положительным эффектом). Не следует забывать, что после подобной операции в промежутках между ламелями может оставаться медная стружка (или пыль), поэтому необходимо тщательно очистить эти промежутки. Кроме того, на ламе-лях после проточки коллектора могут остаться заусеницы - их также необходимо удалить.

Сам факт отслоения ламелей на коллекторе легко выявить визуально - так, если вручную вращать ротор двигателя, щетки в этом случае будут издавать сильный характерный треск.

Автор: Александр Ростов (г. Зеленоград)

Источник: Ремонт и сервис


Дата публикации: 29.01.2012

Мнения читателей
  • Вжопупошел) / 25.08.2013 - 03:22
    Руки кривые что-ли?)
  • Андрей / 04.03.2013 - 23:56
    у меня двигатель без щеток плохо работает и есть двигатель со щетками - возможна ли замена ?
  • kapiko / 10.11.2012 - 08:58
    как снять двигатель со сторальной машинки?

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics