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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Solução de problemas em motores comutadores usando gerador e osciloscópio. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Motores elétricos Os motores elétricos comutadores constituem a base das ferramentas elétricas portáteis: furadeiras elétricas, furadeiras elétricas, serras elétricas, trituradoras, bem como máquinas domésticas: aspiradores de pó, moedores de café, etc., todas elas operam com corrente alternada monofásica. Nessas ferramentas elétricas, os enrolamentos de excitação (estator) são conectados através de escovas em série com o enrolamento da armadura (Fig. 1).
Esses motores elétricos são chamados de motores seriais. Seu uso em ferramentas elétricas portáteis se deve à capacidade de regular sua velocidade de rotação em uma ampla faixa, um grande torque de partida, bem como seu peso e dimensões relativamente baixos. No entanto, os motores comutadores, devido à presença de um enrolamento de armadura complexo e um comutador com escovas, são máquinas elétricas que exigem muita mão-de-obra, são caras e menos confiáveis em comparação com máquinas CA sem escovas. Os motores elétricos do comutador não suportam sobrecargas prolongadas. Os principais motivos que causam seus danos são sobrecargas prolongadas e travamentos frequentes de uma ferramenta de trabalho, por exemplo, uma furadeira em uma parede de concreto. É por essas razões que uma grande corrente alternada passa pelos enrolamentos do motor elétrico, que, em primeiro lugar, superaquece (queima) o fio e, em segundo lugar, um forte campo magnético alternado provoca vibração das voltas do estator e dos enrolamentos da armadura. Como resultado de tudo isso, o isolamento de esmalte do fio cai e as espiras dos enrolamentos entram em curto ou quebram. Sinais externos de danos ao motor do comutador são faíscas em círculo (sob as escovas); reduzindo o número de revoluções; queda de energia; rápido aquecimento (superaquecimento) dos enrolamentos do estator e da armadura e aparecimento de cheiro de queimado. Ao examinar um motor elétrico desmontado, é possível identificar vestígios de queima da armadura e dos enrolamentos do estator. Mas a verdadeira imagem (o que queimou) pode ser obtida através de medições. Ambos os enrolamentos de campo (estator) são verificados com um ohmímetro eletrônico, pois possui precisão de medição de até décimos de ohm. Se a diferença na resistência do enrolamento for superior a 0,2 Ohm, então o enrolamento com menor resistência está em curto e deve ser substituído. Mas, na prática, o enrolamento do estator raramente é danificado. Às vezes, um ohmímetro eletrônico pode detectar danos nos enrolamentos da armadura, mas na maioria das vezes isso não pode ser feito devido à baixa resistência de seus enrolamentos (poucas voltas e fio grosso). Portanto, seguindo as instruções de uma oficina de reparo de ferramentas elétricas, o autor deste artigo desenvolveu um esquema e método para verificar a operacionalidade das armaduras dos motores elétricos do comutador por meio de um gerador e um osciloscópio. Aparentemente, um esquema semelhante é usado em algum lugar, mas o autor teve que começar tudo do zero. Este método pode ser usado para verificar as armaduras de qualquer motor elétrico de comutador, incluindo as armaduras de partidas de automóveis. É altamente sensível e detecta curtos-circuitos ou quebras nas espiras dos enrolamentos da armadura. A Figura 2 mostra o diagrama de conexão do gerador, osciloscópio e enrolamentos da armadura. O princípio de funcionamento da instalação é o seguinte. Do gerador, uma tensão alternada com frequência de 50...200 kHz e nível estável é fornecida aos soquetes de deflexão vertical do feixe Y do osciloscópio (Fig. 2).
De outra tomada do mesmo gerador, tensão alternada com a mesma frequência, mas com nível ajustável, é fornecida através de contatos deslizantes caseiros para as lamelas do coletor (Fig. 2, 3) e depois para um dos enrolamentos da armadura, onde é transformado em todos os enrolamentos da mesma armadura.
Usando contatos deslizantes, esta tensão é removida da lamela do coletor adjacente (enrolamento adjacente) e fornecida aos soquetes de deflexão horizontal do feixe do osciloscópio X. A chave de varredura horizontal deve estar na posição “Sincronização externa” ou “Varredura externa” (Fig. .2). Alterando a frequência do gerador (50...200 kHz), seu nível (0...0,25 V), a posição da chave do osciloscópio V/div. (1 ou 2 V), é necessário obter a imagem de uma figura elipse na tela do osciloscópio (Fig. 4a). A seguir, lentamente, girando manualmente a armadura instalada na máquina (Fig. 3), movendo assim os contatos deslizantes ao longo das lamelas do coletor, observe as figuras na tela do osciloscópio.
Ao mover um passo, uma elipse um pouco menor aparecerá na tela do osciloscópio (Fig. 4b), enquanto o tamanho anterior da elipse nesta figura é mostrado por uma linha pontilhada. Uma âncora de trabalho deve ter todas as elipses desses dois tamanhos, alternando uma após a outra. Se houver voltas fechadas ou ruptura nos enrolamentos da armadura, então quando os contatos deslizantes passarem por esses enrolamentos danificados, uma grande variedade de figuras aparecerá na tela do osciloscópio (Fig. 5), muito diferentes das figuras da Fig.
Se uma armadura defeituosa for detectada desta forma, o funcionamento do motor elétrico pode ser restaurado de duas maneiras: substituir a armadura por uma nova de fábrica ou rebobinar completamente todos os enrolamentos da armadura (somente em um oficina especializada). No primeiro caso será mais caro, mas mais confiável (funcionará por mais tempo), no segundo será mais barato, mas menos confiável. Uma das opções de projeto de máquina com âncora instalada é mostrada na Fig. Os contatos deslizantes podem ser feitos de placas de relé (Fig. 3) ou fio de mola (de um pino) (Fig. 3).
A instalação do autor utiliza um gerador G3-106 com frequência sintonizável de 20 Hz ... 200 kHz e nível ajustável e um osciloscópio S1-114 com tela retangular de 15 cm na diagonal. Com este tamanho de tela é mais conveniente observar os valores medidos. Para excluir a influência de um campo eletromagnético alternado externo nos resultados da medição, todas as conexões na instalação são feitas com cabo blindado. O autor expressa sua gratidão ao chefe da oficina de reparo de ferramentas elétricas N.V. Kompanets por sua assistência na preparação deste artigo. Autor: N.P. Vlasyuk
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