Искрят щетки двигателя электроинструмента: причина, сильно искрят на якоре дрели, болгарке

Устройство электродвигателя и принцип работы

Принцип работы электродвигателя основан на взаимодействии проводника с током, находящегося в магнитном поле.
Магнитное поле создает статор.

Главным элементом его конструкции для двигателя постоянного тока служит постоянный магнит, для переменного тока – обмотка возбуждения. Ротор (якорь) имеет собственную обмотку, на которую при помощи щеточно-коллекторного узла подается напряжение. Взаимодействие магнитных полей заставляет ротор вращаться.

Коллектор состоит из набора контактов, представляющих собой медные пластины, расположенные непосредственно на роторе. Миканитовые или слюдинитовые манжеты выполняют роль изоляторов для каждого отдельно взятого контакта. Графитовые щетки – скользящие контакты прижатые к коллектору.

Почему искрят щетки в электродвигателе?

Искры, в том числе и на исправном движке, появляются из-за механического воздействия между щетками и коллектором. Щетка, двигаясь по коллектору от одного его контакта к другому, поочередно образует и разрывает соединение с каждым из них. А теперь вспомните, что бывает, если из розетки выдернуть любой работающий электроприбор — обычно в такой момент между вилкой и розеткой проскакивает искра. В случае щеточным двигателем это такое же явление.

Поэтому небольшое искрение даже на исправном электродвигателе допустимо, поскольку соединение и разрыв здесь постоянно возникают.

Причины

В обмотках ротора возникают переходные процессы вследствие прерывистого механического контакта щеток с пластинами коллектора, что является причиной образования мелких дуг.

Важно: полностью исправный двигатель не исключает искрение при работе. Существуют другие причины, вызывающие сильное искрение и создающие вероятность поломки электродвигателя.

Износ щеток

При длительной эксплуатации или некачественного материала щеток, они перестают плотно прижиматься к контактам коллектора. Из-за плохого контакта двигатель не набирает обороты или не сразу запускается. Изношенную щетку легко определить визуально.

Исправить ситуацию, заменив только изношенную деталь, иногда не удается. Следует сделать замену щеткодержателя и пружины.

Замыкание в обмотке якоря

Следствие такого дефекта – неравномерное искрение на коллекторе. На одних пластинах оно будет сильнее, чем на других. Из-за наличия межвиткового замыкания ток в отдельных секциях обмотки ротора будет сильнее, чем в других.

Перемотка ротора или его замена устранят неисправность.

Неисправность в обмотке статора

Дефект, аналогичный замыканию обмотки ротора, имеет место для обмотки статора. Проверить наличие можно замером сопротивления частей его обмоток. При сильном различии необходимо перемотать обмотку или заменить.

Загрязнение

Продукт износа щеток – графитовая пыль, она дополнительный источник повышенного искрообразования. Скопление пыли происходит между пластинами, что создает добавочные условия к процессу образования искр. Профилактические работы по чистке коллектора наждачной бумагой и уборка грязи между пластинами сохранят его в чистом виде.

Неправильно установлены щетки

Если щетки расположены с отклонением от нормы к поверхности коллектора, во время работы образуется значительно большее количество графитовой пыли. Сместившиеся щетки необходимо поправлять.

Плохой контакт щеток с коллектором

Электродвигатель часть эксплуатационного времени проводит в режиме перегрева. В таких условиях на коллекторе образуется нагар. Плохой контакт приводит к увеличению искрообразования щеток и еще большему нагару.

Нужно наждачной бумагой с мелким зерном зачистить поверхность коллектора. Для увеличения эффекта зачистки используйте шуруповерт. В патрон зажать ротор двигателя и на малых оборотах выполнить шкуркой зачистку от нагара. После нужно окончательно заполировать его на войлочном круге.

Механические нарушения

Механические причины вызваны несоблюдением требований конструкторско-технологической документации. Большая часть механических причин устраняется проточкой коллектора на токарном станке. Выполнение этой ремонтной операции доверяют квалифицированному специалисту. Вот некоторые виды неисправностей, которые могут указать на поломку:

Поверхность коллектора имеет неровности;
Биение вала превышает значение, указанное в технической документации;
Отдельные коллекторные пластины выступают за общий для всех уровень;
Выступ изоляции (слюды);
Щетки в щеткодержателях двигаются с заклиниванием;
Наоборот, щетки вставлены в щеткодержатели с большим зазором, что создает вибрацию при работе;
Щеткодержатели установлены далеко от коллектора;
Неравномерное натяжение пружин, как следствие разница в усилии поджатия щеток.

Искры, дым, хруст и запах гари: что может сломаться в дрели или шуруповерте

Диагностика дрели на скорую руку

Чтобы точно узнать, почему сломалась ваша дрель или что не так с шуруповертом, нужно отдать инструмент на диагностику в сервисный центр. Но есть множество прямых и косвенных признаков, по которым можно приблизительно выяснить, в каком именно узле возникли проблемы.

Если дрель вообще не включается (и даже не гудит), то проблемы практически сто процентов кроются в электрической части. Причем неполадка может быть любого масштаба: от смешного (засорение контактов на кнопке) до крупного (перегорание двигателя или электронного блока управления).
Если электроинструмент работает кое-как, с перебоями, и отчаянно искрит, то проблема, скорее всего, находится в районе якоря, коллектора или щеток. Именно с коллекторно-щеточным узлом связаны большинство неисправностей, из-за которых дрели и шуруповерты работают не так хорошо, как от них ожидают.
Если во время работы появились странные звуки, которых раньше не было (писк, хруст, вой), или появились странные вибрации и биения, то проблема, вероятно, связана с механической частью. «Визжать», например, могут подшипники, «хрустеть» — шестеренки, а «стучать» — вал или патрон.
Если двигатель дрели гудит, а патрон не вращается, то причина наверняка заключается в поломке редуктора или заклинивании вала. Неисправный редуктор и заедающий вал также могут послужить причиной того, что дрель крутит сверло не так быстро, как хотелось бы, а шуруповерт — вращает биту не с тем усилием, что положено.
Если без видимой причины упала мощность дрели, то это может быть связано с увеличившимися потерями: механическими или электрическими. В некоторых случаях причиной падения мощности могут быть засорившиеся подшипники, которые вращаются не так свободно, как раньше. Иногда неполадка заключается в подгоревших обмотках якоря, из-за которых увеличивается сопротивление в цепи, и двигатель становится неспособным развивать свою паспортную мощность.
Если дрель перегревается, дымит или пахнет паленым, то проблема может быть любой: механической, электрической, засорением, износом или банальным повреждением из-за неаккуратной эксплуатации. Нередко также причина кроется в том, что кто-то решил «задать жару» и подвергнул инструмент нагрузкам, на которые он попросту не рассчитан.

Итак, мы вкратце разобрались, почему может плохо работать дрель, шуруповерт или перфоратор. Дальше мы рассмотрим типичные причины неисправностей более подробно и разобьем их на несколько категорий: от легко устраняемых проблем до случаев, когда ремонт нецелесообразен.

Маленький шуруповерт Makita в разобранном виде.

Вовсе не поломки

Некоторые проблемы с дрелями и шуруповертами даже нельзя назвать неисправностями. К таким досадным неприятностям относится износ коллекторных щеток. Графитовые щетки — это расходный материал (иногда дрели продаются сразу с запасным комплектом). Они более-менее стандартизированы, зачастую взаимозаменяемые (ходовые размеры подходят к инструменту разных марок) и стоят буквально копейки. У многих дрелей для замены щеток даже не нужно вскрывать корпус. Это можно сделать без разборки электроинструмента, если производитель для доступа внутрь предусмотрел специальные окна, прикрытые заглушками. Мощный электроинструмент, вроде перфораторов, даже оснащается индикаторами, которые подсказывают, что пора заняться заменой угольных щеток.

Популярные шуруповерты DeWALT DCF887N от 8 327 р. Makita DTD171Z от 11 460 р. Makita TD110DZ от 3 800 р. Bosch GDR 120-LI Professional 06019F0000 от 3 853 р. DeWALT DCF801D2 от 16 390 р. Makita DTD152Z от 4 929 р. Makita TD110DWAE от 9 920 р. Worx WX291 от 5 590 р. Makita TD0101F от 5 550 р. DeWALT DCF887P2 от 31 864 р. Bort BSM-300I от 2 740 р. Makita DF033DZ от 3 170 р. Bosch GSR 12V-35 HX Professional 06019J9101 от 11 908 р. Ryobi RID1801M от 4 804 р. Makita DTD155Z от 7 530 р. Makita TD001GZ от 14 590 р. DeWALT DCF620D2K от 21 280 р. Bort BAB-12x2LI-FDK от 3 180 р. Makita DTD153Z от 7 190 р. DeWALT DCF809D2T от 20 535 р.

Если индикатор отсутствует, то щетки сами дадут зазевавшимся знать о том, что они износились. Самым ярким (в прямом и переносном смысле) признаком износа являются мощные искры, которые видны сквозь прорези корпуса и вентиляционные отверстия. Косвенный признак — это работа инструмента с перебоями и рывками. Искрообразование возникает из-за того, что щетки не до конца прижимаются пружинками к коллектору. Искрение сопровождается выделением тепла. Кроме дыма и запаха гари, которые сопутствуют искрам, опасность таится в том, что из-за перегрева коллекторные пластины могут деформироваться и отпаяться от основания коллектора. То есть, не поменяв вовремя щетки, вы запросто можете «запороть» якорь двигателя.

Процесс замены щеток на примере шуруповерта DeWALT.

Описанных выше «визуальных эффектов» почти не бывает у дрелей и шуруповертов с бесщеточными двигателями. У них вообще много преимуществ перед инструментами с традиционными моторами (правда, и цена немалая). Если что-то легонько искрит внутри бесщеточного шуруповерта под нагрузкой, то это тормоз двигателя (и это вполне нормальное явление, а не неисправность).

Почти не поломки

Встречаются и неполадки, которые только выглядят страшно, но могут быть легко устранены своими силами с помощью отвертки, наждачной шкурки и пары крепких слов в адрес производителя инструмента.

Если дрель просто не включается, начните с проверки провода. Обычно кабель перетирается возле вилки или (что случается чаще) на входе в рукоятку. Силовой провод можно легко и быстро поменять на любой другой с таким же сечением жилы. Если проблема не в кабеле питания, то пора вскрывать корпус и проверять внутреннюю проводку. Бывает, что провода внутри дрели отрываются или отпаиваются, если производитель не уделяет должного внимания контролю качества своей продукции.
Сложности с включением дрели или шуруповерта могут быть связаны с засорением кнопок и контактов. Этому подвержены все переключатели: пусковая кнопка, регулятор оборотов и ползунок реверса. Если они залипают или туго двигаются, то стоит вскрыть инструмент и хорошенько его почистить от пыли, продувая сжатым воздухом. Все контакты следует тщательно протереть спиртом и зачистить тонкой мелкозернистой шкуркой. Это довольно хлопотная работа (ведь контакты и детальки кнопок такие мелкие).
Иногда патрон дрели плохо держит, и оснастка в нем болтается. Нередко случается, что зубчатый венец износился, и невозможно нормально затянуть сверло ключом. Эти проблемы устраняются одним-единственным способом — заменой патрона.
Если от новой дрели при первом же включении воняет, как из выхлопной трубы автомобиля, то это не всегда является признаком серьезной проблемы. Такое случается, если в редуктор или подшипники заложено слишком много смазки. Вытесняясь через щели и попадая на нагретые части инструмента, излишки солидола подгорают и дают характерный запах. Проблема решается разборкой инструмента (с потерей гарантии) и удалением излишков смазки.

Аккумуляторный шуруповерт Bosch в разобранном виде.

Серьезные неприятности

Некоторые неисправности, в отличие от описанных выше, могут доставить кучу хлопот и влететь в копеечку.

Чрезмерный нагрев подшипников дрели (который иногда можно распознать по дыму и запаху горелой пластмассы, а также тугому вращению патрона и громкому «писку») свидетельствует о серьезных проблемах. Деталь, нагретая докрасна, может оплавить пластиковый корпус инструмента. При оплавлении пластик потеряет свою форму, и появится значительный люфт в деталях. Если подшипник не смазать или заменить, то со временем он разрушится от перегрева, или заклинит якорь. А пока не разлетится на куски, будет портить вам нервы громким воем и отбирать часть мощности двигателя.

Если ударная дрель перестала брать бетон и кирпич, то это означает, что ее ударный механизм полностью износился. Электрическая дрель устроена не так, как перфоратор. Вместо «пьяного» подшипника или кривошипно-шатунного механизма у нее есть два храповика с волнистыми поверхностями, которые скользят друг по другу, обеспечивая легкие удары сверлом по бетону. Со временем эти «волны» естественным образом изнашиваются, храповики превращаются в плоские шайбы, и дрель или шуруповерт, ранее умевшие сверлить бетон, превращаются в обычный безударный инструмент. Восстановить работу в режиме сверления с ударом можно только путем ремонта с заменой изношенных деталей. Поэтому, если вам нужно сверлить бетон не время от времени, а регулярно, то лучше сразу купить нормальный перфоратор.

Трехрежимный перфоратор Bosch в разобранном виде.

Почти безнадежные случаи

Серьезные поломки двигателей и редукторов — это почти «приговор». Мы используем слово «почти», потому что ремонт с полным восстановлением функций инструмента все же возможен. Но иногда (особенно в случае бесщеточного электроинструмента) стоимость ремонта сопоставима с ценой нового устройства.

Причинами выхода двигателя из строя могут быть:

брак или изначально плохое качество — двигатели, у которых обмотка навита из слишком тонкой или некачественной медной проволоки, просто не выдерживают длительной работы или больших нагрузок и перегорают, испуская дух в виде густого сизого дыма;
нарушение изоляции и замыкание — «бронирование» электромотора (то есть, термостойкий лак, которым обильно покрыты обмотки) может быть повреждено в результате воздействия абразивных частиц (пыли, частичек металла, мелкой бетонной крошки), который попадают внутрь корпуса дрели во время работы.

Редукторы у дрелей ломаются из-за низкого качества металла, незакаленных шестеренок, отсутствия смазки либо (что случается намного чаще) вследствие чрезмерных нагрузок. Если «слизаны» шлицы на валу или отломались зубья у шестерни, то весь узел нужно перебирать или менять целиком. Самостоятельно планетарный редуктор дрели или шуруповерта лучше не разбирать (кроме тех случаев, когда выполняется лишь замена смазки), потому что в нем очень много мелких деталей: шестеренок, шайбочек и уплотнителей.

Бесщеточный шуруповерт Kobalt в разобранном виде.

Подведем итоги

Есть множество причин, по которым электроинструмент может искрить, дымить, гудеть и вибрировать при работе. Многие из них связаны с неправильной эксплуатацией и чрезмерными нагрузками. Поэтому выбирать шуруповерты и дрели нужно правильно, исходя из конкретных задач и условий работы. А если просто нужен хороший инструмент, то стоит обратить внимание на продукцию Bosch, DeWALT, Makita, Metabo, AEG или другой фирмы с отличной репутацией. У перечисленных производителей есть сервисные центры почти в каждом регионе страны, и купить запчасти для дрелей и шуруповертов этих марок можно практически свободно.