Az univerzális motorokról
2004/5. lapszám | Ledneczki László | 45 845 |
Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A háztartási gépekben és számos elektromos kéziszerszámban, például elektromos fúrógépekben, mixerben, porszívóban univerzális motorokat találhatunk. Ezeknek a motoroknak a forgórésze és az állórésze is egyaránt tekercselve van. A forgórész tekercsei...
A háztartási gépekben és számos elektromos kéziszerszámban, például elektromos fúrógépekben, mixerben, porszívóban univerzális motorokat találhatunk. Ezeknek a motoroknak a forgórésze és az állórésze is egyaránt tekercselve van. A forgórész tekercsei egy kommutátorra kapcsolódnak, és a kommutátorhoz pedig két szénkefe feszül. Az univerzális elnevezés onnan származik, hogy a motorok képesek egyenfeszültségről, és váltakozó feszültségről is egyaránt működni. Ennek alapvető oka, hogy a hálózati áram polaritásának megfordulásakor egyszerre változik az álló és forgórész mágneses tere, megőrizve az egymás közti eltérést, így a tekercsek közti kölcsönhatás ugyanolyan irányú marad.
Az univerzális motorok felépítéséből adódóan sok az olyan alkatrész melyek a használat közben a kopás miatt cserére szorulhatnak, ezért cseréjük megfelelő szakértelem nélkül kissé nehézkes lehet.
Ha működés közben egy kézi villanyfúrógépbe, mixerbe, sarokcsiszolóba belenézünk, azt látjuk, hogy két, -üzem közben kékesen szikrázó- szénkefe található bennük, melyek a kommutátoron keresztül a forgórész tekercselésébe vezetik az áramot. Az áram járta vezetők körül mágneses tér keletkezik, mely kölcsönhatásba kerül az állórész tekercselése által keltett mágneses térrel. A kialakult kölcsönhatás eredménye az, hogy a forgórész elfordul.
Amikor a tekercs elfordul, a kommutátor szeletek is arrébb fordulnak, s másik mágneses mezőbe belépő tekercs-párra kapcsolják rá a feszültséget. Ezzel megváltozik a forgórész mágneses tere és a forgórész forgásba jön.
Az álló mágneses teret az állórész tekercseinek gerjesztése biztosítja a forgórész számára. Gerjesztés szempontjából beszélhetünk soros, párhuzamos és vegyes gerjesztésről, amely a forgórész tekercsei és az állórész tekercsei közti kötésmódot jelenti. A háztartási gépek nagy többségében soros gerjesztésű motorok vannak, azaz az állórész tekercsek sorba kapcsolódnak a forgórész tekercselésével. A soros gerjesztés előnye, hogy a motoron belüli áramút nem ágazik el, ugyanakkora az áram nagysága illetve a fázisa az állórészen és a forgórészen egyaránt. Ez azért fontos, mert ha váltakozófeszültségű táplálást kap, nem tud különböző fázisszögű áramvektor kialakulni a két tekercselésben, amely a motor hatásfokát rontaná le.
A soros motorok jellemzője a nagy indítónyomaték, álló helyzetből való induláskor a névleges áram akár hússzorosát is felveheti. Nem kell csodálkozni azon, ha a megszorult csapágyak miatt a motor azonnal leég. Általában lomha olvadóbiztosító védi meg a motort a leégéstől. Ezek a motorok karbantartás igényelnek, két érzékeny pontjuk van ebből az egyik a csapágyazás, a másik a kommutátor illetve a szénkefék.
Ahhoz, hogy a motor működni tudjon, a forgórésznek el kell tudnia fordulni az állórészhez képest. Ha szorul, illetve lötyög a forgórész, az semmi esetre sem jelent jót a motornak, csapágyat kell cserélni. Kis teljesítményű motorok pl. kávédaráló motorja esetén a csapágyazás ún. siklócsapágyazás. Ennél a csapágyazásnál olajfilm biztosítja a mozgó és az állórész egymáshoz képesti elmozdulását. Az állórész perselye általában bronzból készül, ebben a perselyben fordulhat el a tengely. Minden csapágyazás legnagyobb ellensége a por. Ha a két fémrész közé apró porrészecskék jutnak, akkor a tengely megszorul, esetleg a tengely bele is "rágja" magát a perselybe. Az ilyen hiba javítása esetén először szedjük szét a motort, és a tengelyről próbáljuk meg lehúzni a csapágyperselyt. (Csavarlazítóval könnyíthetünk a dolgon). A tengely és a persely felületét tisztítsuk meg a szennyeződésektől, majd olajozzuk meg bőségesen.
A nagyobb teljesítményű motoroknál golyóscsapágyat használnak a súrlódások csökkentése érdekében. Ezek a csapágyak legtöbbször kikopnak, szétesnek. Porszívó motoroknál csakis zárt, porvédővel rendelkező csapágyakat használjunk, lehetőleg a legjobb minőségűből válasszunk típust. Ha nem tudjuk megállapítani a csapágy típusát, akkor a régi csapágyra hivatkozva (külső, belső átmérő, szélesség) szerezhetünk be újat. Csapágy csere közben kalapálni, ütögetni a motor forgórészét tilos! Ha nem jön le a csapágy, használjunk csapágylehúzót.
A soros motor működése közben a forgórészben feszültség indukálódik. Ha az állórészben a gerjesztés csökken, akkor a forgórész ezt a hiányt nagyobb fordulatszámmal pótolja, ugyanakkora forgórészfeszültség elérése érdekében. Mivel a tekercsek ebben az esetben sorosan vannak kötve, a tápfeszültség megoszlik a forgórész és állórész tekercsei között. Ha növekszik a fordulatszám, nő az indukált feszültség kevesebb feszültség jut az állórész tekercseire. Ennek a következménye, hogy csökken a gerjesztés az állórészben, tehát tovább fog növekedni a fordulatszám. Ezzel addig mehetünk el, míg a motor fizikailag szét nem repül. Figyelem! Soros motort nem szabad üresen járatni, mert nagyon gyorsan felpörög, és szétrepül. Ha ki szeretnénk próbálni, azt javaslom, hogy alacsonyabb kapocsfeszültségre kapcsoljuk rá, mint a névleges feszültsége pl. 1/5 névleges feszültség.
A másik gyakori hibalehetőség a kommutátor és a szénkefék érintkezési hibái. Gyakori gond a szénkefe cseréje. A szénkefék típustól függően különböző keménységben, méretben készülnek. Amennyiben tehetjük, próbáljunk meg ugyanolyan szénkefét szerezni, mint amilyen az elődje volt. Ha egy kicsit nagyobb áll rendelkezésünkre, akkor egy kis csiszolópapírral segíthetünk a dolgon, viszont kisebb szénkefét ne tegyük bele, mert az lötyögni fog, bizonytalan lesz tőle az érintkezés. A kefetestbe ágyazott sodratnál fogva a nyomórugó ellenében soha ne próbáljuk a szénkefét kihúzni a helyéről. Mindig akasszuk ki a rugót a kefe cseréje előtt.
Normális esetben, működés közben névleges terhelésnél a kommutátoron apró gyöngyöző kék színű szikrák jelennek meg. Ha a kommutátor nagyon erősen szikrázik esetleg körtűz lép fel, akkor a kollektor nincs rendben, vagy rossz a kefeminőség vagy kevés a rugónyomás. Az is előfordulhat, hogy leszakadt valamelyik tekercsvég a kommutátorról. Minden esetre jól nézzük meg, hogy mi is a probléma. A kommutátorra semmilyen szennyeződés nem kerülhet, ezért tiszta alkohollal, vagy acetonnal (a körömlakklemosó nem jó, mert olajos) lehet megpróbálni lemosni a rárakódott szennyeződést, utána célszerű finom polírpapírral felszabályozni. Ez megoldható oly módon, hogy fúrógépbe fogjuk a tengelyvéget, és forgás közben egyenletessé csiszoljuk, polírozzuk a kommutátor felületét. Ezzel a művelettel a kommutátor felületéről eltüntethetők azok a szénnel teli mikrokráterek, melyek a bizonytalan érintkezés fő forrásai. Az ívkeletkezés elkerülésével jelentősen növelhető a forgórész élettartama. A kész kommutátort ki kell mikázni, azaz a kommutátor szeletek közötti légréseket ki kell tisztítani, ezt csakis műanyag lemezdarabbal végezzük.
A leszakadt tekercsvég nagy hiba, a motor túlterhelésére utal. Ezt a hibát csak forrasztással tudjuk helyre hozni, ebben az esetben csakis magas olvadáspontú forrasztóónt használjunk, mert a magas működési hőmérséklet, és a nagy fordulatszám miatt meglágyulhat a kötés, és a tekercsvég újra leszakadhat a kommutátor szeletről.
Ha a motor tökéletesen működik, akkor visszaszerelhetjük az eredeti helyére és újra használható a készülék. Előfordulhat, hogy a motor működése közben a környező hiradástechnikai készülékeket zavarhatja. Ekkor a motorral kössünk párhuzamosan egy-két darab 100nF 400V-os fóliakondenzátort.
