Jak vyrobit elektromagnetický zkoušeč pro test rotorů ručního nářadí?

[Jiří 23]

Dostal jsem se k problému jak změřit rotor u kladiva Makita, ale na měřění cívek je třeba speciální ohmetr, přesto jsem to podstoupil, ale rozdíly jsou neprůkazné. V diskuzi jsem našel, že nejprůkaznější je elektromagneti cký zkoušeč,
ale bohužel jsem žádný detailní návod nenašel. Chtěl bych poprosit, pokud ho někdo máte jestli by jste nemohli sdělit
jak a z čeho je vyroben.

[Jiří Schwarz]

To už je spousta let, co se jedno číslo modrého AR věnovalo motorům a byl tam i nějaký návod na takový přístroj...

[Václav Třetí]

Zařízení není nijak složité, ale výroba je poměrně pracná a vyžaduje pečlivost. Třeba je jádro trafa EI a trafodrát. Podle velikosti kotviček, které chceme zkoušet, použijeme EI jádro z transformátoru na 100 až 300W. I-čka z jádra nebudeme potřebovat. Plechy E je třeba co nejpřesněji rozstříhat ve středové části napůl - získáme tedy plech tvaru hranatého U. Tyto plechy je třeba dále provrtat tak, aby je ve všech čtyřech rozích bylo možné stáhnout svorníky. V otevřené části plechů je třeba udělat otvory pro svorníky kus od kraje, protože plechy bude třeba ještě zastřihnout pod úhlem 45°,   aby se vytvořil optimální prostor pro vložení kotvy.
 Všechny hrany v místě střihů a otvory pro svorníky je třeba začistit a pak nastříkat oboustraně černým nitrolakem, aby se předešlo vzniku vířivých proudů v jádře. Pak je možná konečná montáž jádra. Kostru cívky pro vinutí je třeba udělat na již nastálo složené jádro, protože ji nelze z jádra demontovat. Vhodný materiál je pertinax nebo sklotextit tloušťky kolem 1,5 mm, též se dá použít materiál na tištěné spoje (Cuprextit, v nouzi i Cuprexkart),   veškerá měděná folie se musí odleptat, použijeme jen izolační nosnou desku.
Všechny díly si připravíme, bočnice nasadíme na svazek plechů a teprve pak je můžeme sešroubovat, středové díly cívky vložíme mezi bočnice a vše slepíme epoxidovým lepidlem rovnou na jádře. Po vytvrdnutí budeme navíjet ručně (jinak to jednoduše nejde) vinutí cívky.
Abychom si zjednodušili práci a zařízení bylo bezpečné, navineme vinutí na 12 nebo 24V, podle toho jaké máme k dispozici trafo. Napájecí napětí musí být z klasického transformátoru, tedy s kmitočtem 50Hz, nelze tedy použít žádný spínaný zdroj (jako např. pro halogenové osvětlení). Vinutí vypočteme obdobně jako pro sekundár transformátoru na použité napětí. Počet závitů na 1V získáme vydělením konstanty 45 průřezem sloupku jádra v cm². Máme li např. jádro 2x4 cm vychází počet závitů 45 : 8 = 5,625 z/1V. Toto číslo vynásobíme napětím, jakým budeme přípravek napájet a konstantou 2. Tím máme celkový počet závitů.  Průměr drátu odvodíme z výkonu, jaký by mohlo jádro přenášet ve funkci transformátoru při daném napětí. Proudovou hustotu pro trafodrát volíme 2,5A/mm². Vývody z cívky opatříme izolačními bužírkami a zapojíme je třeba do lustrsvorky. Jádru s cívkou vyrobíme podstavec z destičky plastu nebo prkénka, aby přípravek spolehlivě stál na stole a na ní přišroubujeme svorkovnici, aby se vodiče nepoškodily při používání. Podstavec přichytíme k jádru za svorníky pomocí kovových úhelníčků. Podstavec ale kovový být nesmí.

[Václav Třetí]

Postup zkoušení. 

Přípravek připojíme k napájecímu transformátoru a na pólové nástavce v sešikmení do V vložíme zkoušenou kotvičku. Kotvička může být v poměrně širokém rozsahu průměrů, musí však ležet a dotýkat se v sešimení jádro na jádro. Kotvičku pootočíme tak, aby nahoře byla mezera v jádře uprostřed - tedy v nejvyšším bodě. Na mezeru jádra položíme podélně ocelovou planžetu. Zapneme proud a sledujeme, jak se planžeta chová. Pokud je vinutí v daném úseku kotvy v pořádku, tedy nepřerušené a bez mezizávitových zkratů, planžeta jen mírně, téměř neznatelně magnetuje. V případě přerušení nebo mezizávitových zkratů je neklidná až má tendenci odskočit nebo se otáčet a hlučí. Takto postupně zkontrolujeme všechny mezery jádra kotvy. Přípravek při manipulaci s kotvou vypínáme, omezíme tím zahřívání cívky a usnadníme si pootáčení.

Přípravkem lze kontrolovat všechny kotvičky komutátorových stejnosměrných i universálních motorků, které se vejdou do Véčka, tak aby měly dostatečný magnetický kontakt. Např. z motorků stěračů a topení automobilů, el. ručního nářadí, mixerů, vysavačů a dokonce i menších automobilních startérů. Obvykle velice výrazně reagují na přerušení vinutí, u mezizávitových zkratů je reakce různá, závisí na počtu zkratovaných závitů a také na síle vodičů. U vinutí s malým počtem závitů silného drátu obvykle bývá výkon přípravku nedostatečný a problém není znatelný na planžetě, ale je pozorovatelná změna spíše sluchem, obvod je přetížen a hučí.

[Jiří 23]

Pochopil jsem, ale přesto, nebyl by náčrt nebo foto?

[František Janeček]

Jestli jste to nikdy neviděl, podívejte se na 
https://www.youtube.com/watch?v=Lupq3Y5NRbE

https://www.youtube.com/watch?v=JduwgrM7gVg

Když tam budete hledat, najdete jich více, různá provedení od skoro profi až po takové, které bych se bál vzít do ruky.Bohužel komplet dokumentace tam není ale za pokus to stojí.

[Martin Kurka]

Když vezmete trafo 230/24V a necháte si udělat 4 "V" řezy na pokosové rozbrušovaí pile, tak budete mít zkoušečku pro velké i malé rotory.
Při řezání je nutné krýt vinutí tenkým plechem a před řezem stáhnout plechy k sobě svěrkou, aby se netřepily a řez byl co nejhladší a nejvybroušeněj ší - aby se plechy mezi sebou v řezu nezkratovaly (mají jednu stranu lakovanou).
Pak je dobré na řezu volné plechy prosytit mezi sebou epoxidovým lepidlem a stáhnout při tvrzení lepidla lehce svěrkou (epoxidové lepidlo má největší pevnost je-li ve vrstvě 0,1mm).
Pokud použijete svorníky (šrouby) na spojení plechů hotovými děrami v jádru, obalte je izolací (bužírkou apod.) aby nezkratovaly plechy mezi sebou a pod matičky dejte izolační podložky.

Vinutí pro 230V se nepoužije.
Pro měření do vinutí se použije jen 24V vinutí. Doporučuji do série s ním dát ampérmetr.
Přípravek napájet z dalšího trafa nejlépe se 2 sekundárními vinutími 230/ 12V/24V a provozní vypínač pro lehké pootáčení testovaným rotorem dát na 24V stranu.  A nedoporučuji se při měření dotýkat komutátoru holou rukou.

Jako každá vzduchová cívka je tester bez vloženého rotoru teplotně přetěžován. snažte se mít magnetický obvod testeru vždy uzavřený.

Před měřením rotoru je dobré se změřit, jestli některé lamely (cívky rotoru) nemají svod na kostru, to je pak další měření zbytečné. Stejně je zbytečné, když se podíváte na lamely a je tam nejméně jedna z nich vypálená. Pak je tam záviťák tutový, nebo není dobře nakontaktovaný drát do vinutí rotoru. Lamely by se měly před měřením proškrábnout.

Po testu záviťáku planžetou (třeba pilovým listem) se měří, kolik dává rotor napětí mezi sousedními lamelami. Je- li napětí nulové, je tam nějaká cívka rotoru přerušená.

[Martin Kurka]

Asi takto

[Peter Munka]

Zatial nikto nespomenul bezpecnostne hladisko, ak tam vinutie na 230V zostane, pri napajani povodneho sekundaru napatim blizkym tomu, ake navrhol vyrobca, bude na povodnom primare  celkom tvrde a nebezpecne napatie. Sice vo forme izolovanej siete, ale drzaa sa toho oboma rukami by som nechcel.

[Václav Třetí]

Jak obvykle s kol. Kurkou souhlasím, tak nyní budu částečně oponovat. 24V trafo upravené vyřezáním jádra se při provozu na 24V bude silně přehřívat. V tomto případě bych doporučil napájet pouze těmi 12V.

Obecně k diagnostice těchto motorků. Velké množství problémů bývá doslova vidět a dianostika pomocí takovéhoto elektromagneti ckého zkoušeče je zbytečná. První před rozebráním motorku je dobré ho zkusit spustit na menší napětí. Pokud je v zařízení měkký rozběh nebo regulace otáček, tak ty je třeba vyřadit z cesty napájení. U síťových motorků začínám obvykle na 24V a postupně zvyšuji až ke 100 až 120V. Pokud se motorek točí při malém napětí pomalu, tak bývá slyšet kolísání obrátek, zajímavé je také sledovat, zda a kdy začne komutátor nadměrně jiskřit. Už zde se dá všelicos odhalit, pokud máme nějaké zkušenosti.
           Pak při rozebírání motorku je dobré sledovat poškození kartáčů (uhlíků) a také zda v domečcích nedrhnou. Po vyjmutí kotvičky je třeba důkladně prohlédnout komutátor, ovšem hned po vyjmutí před jakýmikoliv pokusy ho čistit, orovnávat a prořezávat. Základními znaky vadného rotoru jsou barevné změny mezi jednotlivými lamelami, nestejnoměrné a nepravidelně vypálené izolační mezery, houbovité opálení povrchu některých lamel, nadzdvižené lamely a samozřejmě vypadané lamely - to už je ovšem extrém. O tom jak se kotva přehřívala napoví izolace v drážkách, zda je zhnědlá nebo u moderních plastových provedení natavená.
           Nejen kotvička musí být vadná. Občas se zjistí závada statorů. Většina universálních motorků má statorové cívky identické, jejich vizuální kontrola odhalí přehřívání až spálení spolehlivě, mezizávitové zkraty se hledají hůře, v tom pomáhá ohmmetr pro měření malých odporů se čtyřvodičovým připojením.  U většiny motorků bývá potřeba měřit odpor v rozsazích do 2 a do 20 Ohmů, ovšem s rozlišením na miliOhmy nebo jejich desítky. Kdo má možnost měřit indukčnost v potřebném rozsahu, získá ještě výraznější výsledky.

Diagnostika závad universálních komutátorových motorků vyžaduje nejen znalosti, ale zejména zkušenosti. Dovolím si tvrdit, že na opravě prvního takového motorku si bez pomoci zkušenějšího kolegy každý vyláme zuby. Pokud řešíte závadu jednoho kusu stroje, nemá cenu se o to bez patřičného vybavení pokoušet a ani si vybavení pořizovat. V takovém případě se chce obrátit na někoho, kdo je schopen diagnostiku udělat. Něco to bude stát, ale bude to rychleší a spolehlivější.

[Milan Hudec]

Technicky je mě téma poněkud cizí, a navíc pouštět se do případné polemiky s kol.Kurkou a Václavem je profesní sebevražda
Nicméně mne zaujala myšlenka, jestli se vůbec vyplatí takto bádat a nářadí budto obměnit (pokud je nasazované profesionálně, tak je jeho odstávka to nejdražší),  nebo ho svěřit servisu.

[Martin Kurka]

Jak obvykle s kol. Kurkou souhlasím, tak nyní budu částečně oponovat. 24V trafo upravené vyřezáním jádra se při provozu na 24V bude silně přehřívat. V tomto případě bych doporučil napájet pouze těmi 12V.

Oponujete zcela správně, máte naprostou pravdu. Takto vyřezané trafo i při ideálním překlenutí rotorem bude mít poloviční průřez jádra a tedy dvojnásobný magnetický odpor.
Opravdu by bylo lepší takové zařízení napájet trafem 0V/6V/12V, nebo na vyřezání použít trafo 230V/42V.

Zatial nikto nespomenul bezpecnostne hladisko, ak tam vinutie na 230V zostane, pri napajani povodneho sekundaru napatim blizkym tomu, ake navrhol vyrobca, bude na povodnom primare  celkom tvrde a nebezpecne napatie. Sice vo forme izolovanej siete, ale drzaa sa toho oboma rukami by som nechcel.

Tento přípravek není pro laiky, ono indukované napětí na lamelách komutátoru může být také vysoko nad bezpečným napětím a také je tvrdé. Ony holé lamely jsou daleko nebezpečnější než 230V z primárního vinutí krytých dobře svorkami trafa a izolací cívky.
Navíc při manipulaci svádí pootočit nebo zdvihnout rotor za komutátor. Proto je tento přípravek třeba obsluhovat v izolačních rukavicích.

[Martin Kurka]

Nicméně mne zaujala myšlenka, jestli se vůbec vyplatí takto bádat a nářadí budto obměnit (pokud je nasazované profesionálně, tak je jeho odstávka to nejdražší),     nebo ho svěřit servisu.

Tento přípravek je trochu zapomenutá technologie z let, kdy každé auto či motorka, traktor, bagr, dieselokomotiv a, ba i parní lokomotiva, osobní vagón, loď i tank měly místo alternátoru dynamo. Zkoušečky tohoto typu míval prakticky každý autoservis.
Ale myslím si že i takovéto jednoduché historické zkoušečky by profesionálové měli  poznat, protože jejich princip lépe a názorně osvětlí i vlastní funkci točivého stroje a vliv závitového zkratu na vznik parazitního magnetické pole točivého stroje (tj. proč to brzdí a nemá výkon a bere takový proud).  
Dnešní svět se začínajícím technikům jeví jako příliš komplikovaný, složitý a nepochopitelný, cizí to svět odborníků. Občas je dobré se vrátit ke kořenům elektrotechnik y.
Navíc tento přípravek je jednoduché a levné zařízení, které opravdu slušně detekuje závitové zkraty rotoru.
Ano je nebezpečné, stejně nebezpečné jako například vodní pojistka polovodičů, nebo měření kapacity kondenzátoru ampérmetrem, měření DC polarity dvěma hřebíky nebo uhlíky z baterie, měření zapojení přepínače Y-D motoru po připojení jedné strany na 3x400V, elektrolytický rozběhový reostat, odmagnetování pomocí trafopájky apod. Ale pokud znáte a víte a umíte rizika obejít a odstranit, pak taková jednoduchá řešení v nouzi, při absenci profi měření či časovém presu nesmírně pomohou. Pomohou detekovat rychle závadu, nebo i předejít daleko nebezpečnějším stavům z možného zkratu, nebo přepólování.
Proto je dobré takové znalosti a finty profesně sdílet i když na profesionální bázi existuje lepší řešení.
Dobré je také čas od času rozebrat něco k úplnému pochopení i když je to zdánlivě nehospodárně vynaložený čas. Tak by tomu bylo při snaze opravovat vše za každou cenu (nechci slevu zadarmo).
Na druhou stranu často úplná banalita odstaví drahé zařízení či drahou technologii, kterou profíci označí za neopravitelný díl.
A místo keců o zelených produktech a ekologii je taková podařená oprava mnohdy přínosem pro životní prostředí.

[Milan Hudec]

Amen.
Napsal jste to krásně.

[Šichor Pavel]

Připojuji se k panu Hudcovi.

[Miroš Jan]

Kolega Kurka opět exceloval.

[Milan Otras]

Dobrý deň

Opravujeme ručné elektrické náradie ,   kde sú používané komutátorové rotory.
Z časových dôvodov nasledujúcou vylučovacou metódou určíme či je poškodený rotor alebo stator ,ak motorček iskrí alebo nemá správne otáčky ,   berie veľký prúd atď.
Postup:
Vyberieme rotor zo statora ,   stator má dve samostatné cievky. Na autransformáto r pripojíme najskôr jednu cievku statora a pomaly zvyšujeme  napätie na výstupe autotransformá tora ,   pokiaľ nezačne preťekať cievkou prúd cca 5 Ampérov . Samozrejme všetko krátkodobo. Cievku odpojíme ,   napätie na autransformáto re ostane nastavené a pripojí sa druhá cievka statora. Pokiaľ prúd pretekajúci jednotlivými cievkami bude podobný ,   stator je v poriadku a vadný je teda rotor. Medzi autotransformá tor a výstup z neho použiť oddelovacie trafo.
Pokiaľ by chcel človek študovať a má dostatok času samozrejme odporúčam postupy ktoré tu uviedli skúsenejší borci

[Václav Třetí]

Na autransformáto r pripojíme najskôr jednu cievku statora a pomaly zvyšujeme  napätie na výstupe autotransformá tora ,    pokiaľ nezačne preťekať cievkou prúd cca 5 Ampérov.

S těmi 5A bych byl opatrný. Pokud tento postup použijete pro statorové vinutí z motorku 300 až 500W, tak ho velice rychle spálíte. Tak velký proud je bez nebezpečí poškození vinutí použitelný pro motorky s výkonem nad 1200W.  Úplně stejnou službu bez regulačního autotransformá toru vám udělá trafo se sekundárem 12 nebo 24V a přesný ampermetr s několika rozsahy (v principu stačí kvalitní multimetr).