Для чого потрібні контактні кільця на генераторі

Контактні кільця

Контактні кільця генератора для синхронних та асинхронних машин із фазним ротором розташовуються на валу. До них приєднується обмотка ротора. Синхронні машини забезпечуються двома, а асинхронні – трьома контактними кільцями. Через нерухомі щітки синхронних генераторів до кільця приєднуються джерела живлення обмотки індуктора. У асинхронних машинах джерело живлення замінюється пусковим реостатом чи регулятором.

Контактне кільце – одна з найважливіших деталей генератора. Тому її поточний стан та знос необхідно постійно контролювати. Кільця контактні під час обертання забезпечують передачу напруги або сигналу від нерухомих елементів та вузлів до рухомих та навпаки.

Для виробництва цих деталей компанія «РЕМ-Енерго» використовує матеріали, що характеризуються високою міцністю та зносостійкістю. Наприклад, контактне кільце генератора може бути виготовлене із сталевих поковок марки 40Х або марки 38ХН3МА. При виборі матеріалу враховується потужність генератора. Установка кілець контактних на вузли генератора здійснюється за допомогою гарячої посадки. Стійкий контакт та надійний розподіл струму між щітками забезпечують декомпресійні гвинтові канавки, що нарізаються безпосередньо на кільцях.

Контроль технічного стану кілець контактних та ремонт ротора

Відповідно до технічних вимог щодо дефектації та ремонту деталей турбогенератора, здійснення контролю та ремонту ротора відбувається в наступному порядку:

ротор оглядається візуально до та після очищення, відзначається наявність таких дефектів, як зміщення клинів пазів, кріплення балансувальних вантажів, витікання лаку, вивітрювання ізоляції тощо. Особлива увага приділяється наявності тріщин на валу та бочці ротора, стану бандажних, контактних, центруючих кілець, вентиляторів;
при виявленні тріщин на пазових клинах та лопатках вентиляторів, деталі підлягають заміні;
тріщини на бочці ротора, контактних кільцях генератора та валу ліквідуються шляхом місцевої вибірки металу. Якщо вибірка металу для ліквідації тріщин може призвести до зниження механічної міцності деталі, питання подальшого застосування вирішується заводом-виробником;
при ремонті бандажні кільця знімаються, маркуються з лобових частин знімають підбандажну ізоляцію. Лобові частини обмотки перевіряються на правильність розклинівки, проводиться контроль технічного стану деталей розклинівки. Сегменти підбандажної ізоляції перевіряються на відсутність розшарування, підгарів, тріщин. Дефектні сегменти підлягають заміні. Перевіряється стан доступних місць лобових частин на наявність деформацій, якість міжкатушкових з'єднань, зміщення окремих витків тощо.

Ремонт контактних кілець

Особливості процедури полягають у складності маніпуляцій та масштабах роботи. Наприклад, під час ремонту генератора необхідно зчистити потемніння та підгари з поверхні контактних кілець, усунути замикання між кільцями, відновити роботу пристроїв для підйому щіток та замикання кілець.

Для видалення потемнінь та підгарів використовується скляна дрібнозерниста шкірка.Якщо впоратися з проблемою цим методом не вдається, застосовуються жорсткіші методи, наприклад, місцева виїмка металу з подальшим шліфуванням і поліруванням. Для усунення замикання між контактними кільцями від них від'єднують кінці обмотки ротора та перевіряють за допомогою мегаомметра ізоляцію між кільцями. Якщо замикання викликане щітковим пилом, що потрапив на ізоляцію контактних шпильок, вона видаляється. Якщо причиною замикання став пробій ізоляційного матеріалу між кільцями, їх знімають із валу для проведення капітального ремонту.

Капремонт контактних кілець проводиться при:

знос кілець;
вигоряння контактних шпильок;
ослаблення посадки кілець на втулці.

При заміні кілець проводиться ремонт ізоляції втулки, пошкоджені шпильки разом із ізоляцією замінюють новими.

Кільця контактні від виробника

Виробничі потужності та офіс компанії «РЕМ-Енерго» базуються в Новосибірську. Багато років ми виробляємо та поставляємо російським та зарубіжним підприємствам енергетики різну продукцію та запчастини для турбогенераторів різних типів вітчизняного виробництва.

На сьогоднішній день ТОВ «РЕМ-Енерго» є офіційним представником АТ «Енергозапчастина». Чебоксарський завод «Енергозапчастина» – провідний виробник запчастин для електричного, електротехнічного високовольтного обладнання протягом більш ніж 57 років. До складу виробництва підприємства входять такі складові, як порошкова металургія, ливарні, механозбірні, штампувальні, намотувальні, інструментальні цехи. Вся продукція піддається багатоступеневому контролю якості - контроль ВТК, обов'язкові високовольтні випробування та ін.

«РЕМ-Енерго» – надійне постачання високоякісної продукції

Компанія «РЕМ-Енерго» гарантує своїм партнерам та клієнтам якість пропонованої продукції. При виготовленні деталі заводі виробника ведеться суворий контроль кожного технологічного етапу виробництва контактних кілець для генераторів.

Вартість одиниці виробленої продукції починається від 450 000,0 рублів за штуку. Щоб розрахувати точну ціну, фахівці «РЕМ-Енерго» повинні ознайомитися з кресленнями контактного кільця або дізнатися про тип турбогенератора. На виготовлення замовлення підприємству потрібно щонайменше 30 днів.

Як працюють контактні кільця генератора?

Як відомо кожному автолюбителю, електроустаткування будь-якого автомобільного транспорту має у своєму складі таку важливу деталь як генератор. Даний пристрій служить для перетворення механічної енергії, яка надходить від двигуна, електричну. Генератор працює в парі з регулятором напруги і разом вони складають генераторну установку.

-->Як правило, сучасні автомобілі комплектуються генераторами змінного струму. Виходячи з пред'явлених вимог до якогось генератора, найбільш відповідними генераторами є пристрої змінного струму.

У цій статті ми не збираємося говорити про генератор в цілому, а торкнемося лише його маленьку частину - контактні кільця, без яких робота всього генератора неможлива. Ми постараємося розповісти вам, що ж собою являють контактні кільця, а також як їх можна легко і швидко замінити у разі зношування або якоїсь несправності. Отже, почнемо.

1. Що являють собою контактні кільця генератора

У неосяжних просторах Вікіпедії контактні кільця характеризуються як своєрідний вид електричних контактів, які є струмопровідним кільцем зі щітками, які щільно прилягають до нього. Завдяки даним щіткам забезпечується подача електрики, що утворюється в електричній машині, що обертається, з однієї частини ланцюга в іншу частину за допомогою ковзного контакту.

Як правило, контактні кільця знаходять своє застосування в тому випадку, коли електричну енергію неможливо передати безпосередньо за допомогою спеціальних проводів, наприклад, в момент подачі на вал, що обертається.

На сьогоднішній день контактні кільця широко використовують у машинобудуванні, електродвигунах, і навіть у робототехніці, для того щоб передавати інформаційний і керуючий сигнали. У порівнянні з колекторним вузлом, контактні кільця, які знаходять своє застосування в електродвигунах, мають набагато більшу популярність серед користувачів, тому що в період експлуатації зношуються набагато менше.

Як і всі інші інструменти в автомобілі, залежно від обраного технологічного рішення, контактні кільця можна умовно розділити на два види: концентричні та поздовжні кільця.

Як правило, матеріалом, з якого виготовляються контактні кільця, є твердим металом. В окремих випадках, контактні кільця також можуть бути покриті стійким до зносу та впливу зовнішнього середовища покриттям, яке буває позолоченим або срібним.

На сьогодні також відомі випадки, коли в експлуатацію вводилися рідкометалеві контактні кільця, які є ртутними струмознімачами, що забезпечують передачу великих струмів і мають низький опір.

2.Заміна контактних кілець генератора

Яким би якісним і довговічним не був генератор, рано чи пізно, після закінчення часу деякі його елементи все ж таки стають непридатними. Звичайно, можна придбати і новий генератор, але на практиці відремонтувати генератор самому досить нескладно і не вимагає якихось особливих умінь або спеціалізованих інструментів, до того ж це дозволить заощадити вам чималу суму грошей.

Вихід з ладу контактних кілець може стати причиною великих несправностей безпосередньо ротора, а потім вже й усього генератораТому варто дуже ретельно стежити за тим, щоб контактні кільця знаходилися в нормальному робочому стані. Як показує практика, найчастішою несправністю ротора генератора є знос контактних кілець. Виходячи з того, що знайти нові кільця на всі ротори вдається не завжди, або просто неможливо, майже завжди доводиться міняти навіть цілком працюючий ротор на новий.

Що може призвести до зношування кілець ротора? Існує безліч різних факторів. Найбільш поширеним є впровадження частинок міді у матеріал щіток та подальша робота «міді по міді». Також досить часто можна спостерігати за такою ситуацією: у момент заміни щіток і нового ротора, при першому обороті ротора ви чуєте різкий скрип. Далі, якщо зробити кілька обертів і після цього зняти щітки, на них ви побачите одне або кілька місць вкраплення міді, а на кільці буде явно помітна продерта смужка. Якщо ви залишите все як є, то це загрожує вам швидким зносом ротора.

Першими помічниками в даному випадку вам стануть притирання та просочення щіток маслом. Як показує практика, просочена в олії щітка прослужить вам набагато довше, до того ж, у такій ситуації меншому зносу піддається контактне кільце. Існує безліч інструкцій, в яких з незрозумілих причин на всю рекомендують протирати всі замаслені контактні кільця і щітки бензином, обгрунтовуючи все це тим, що через олію на щітці погіршується контакт. На практиці, як ми вже говорили, все з точністю навпаки: ні струм, ні напруга на сухих і промаслених щітках не змінюються.

З цього приводу проводився спеціальний досвід, який довів правильність вищезазначеного твердження. Він проходив за цією системою: у момент роботи безпосередньо на навантаження із сухими щітками та виміром усіх можливих параметрів на кільця наносили кілька крапель олії та стежили за приладами. Від даного експерименту можна було очікувати будь-чого, в тому числі й гідропланування щітки, але нічого такого не сталося, тому дійшли висновку, що промаслена щітка не завдає ніякої шкоди.

При будь-якій несправності або знос контактних кілець, потрібно провести своєчасну заміну їх на нові, працездатні. Але перш ніж проводити заміну, потрібно визначитись із вибором кільця. Як показує практика, не всі кільця можуть похвалитися належною якістю та надійністю. Як правило, фахівці не рекомендують використовувати мідні кільця, тому що є досить ненадійними. По суті вони можуть працювати до останнього, а можуть і стертися за дуже короткий період експлуатації.

Краще вибирати сталеві кільця, адже, як відомо, коефіцієнт тертя графіту стали набагато менше, ніж по міді., і виходячи з цього, сталеві кільця практично не зношуються; те саме можна сказати і про щітки, які в такому випадку піддаються зносу набагато менше, ніж на мідних кільцях.

Якщо брати до уваги електричні показники, можна сказати, що тут особливої різниці між сталевими та мідними контактними кільцями немає, опір графітової щітки незрівнянно більший за опір сталі.

У тому випадку, якщо ви просто не знайшли потрібних кілець, не поспішайте засмучуватися і купувати новий ротор, який коштуватиме вам чималу суму грошей. Спробуйте зробити «хід конем» та замінити регулятор напруги. Під нього потрібно всього підкласти кілька шайб за таким принципом, щоб щітки здійснили зміщення з витонченої частини кілець на цілу. Звичайно, це не є найкращим виходом зі становища, але все ж таки генератор ще може попрацювати в такому стані.

Якщо ви є тим автомобілістом, який не шукає в житті легких шляхів, найбільш підходящим виходом для вас буде покупка нових контактних кілець, які не зажадають у вас дуже багато грошей. Як не крути, але якщо ви вже зняли старі кільця, причому при знятті їх пошкодили, вибору іншого немає. Як відомо кожному знаючому автомобільному майстру, перед тим, як братися за заміну контактних кілець, вам необхідно буде зняти задній підшипник генератора.

У тому випадку, коли діаметр валу досить незначний, під час зняття заднього підшипника фахівці в жодному разі не рекомендують використовувати для цього знімач, який, як правило, може пошкодити вал. Тому не варто ризикувати, а краще скористатися таким, вже випробуваним на практиці, способом, з яким вам і наймач купувати не доведеться, і вал уціліє.Отже, дивимося інструкцію, наведену нами нижче, і паралельно приступаємо до роботи.

Для початку, скориставшись великим ріжковим ключем, знімаємо підшипник генератора. Далі проробляємо затискач ротора у вертикальному положенні та підчіплюємо зовнішнє кільце підшипника безпосередньо нижнім рогом ключа. Також ви, звичайно, можете підчепити кришку підшипника по колу викруткою, але при виконанні цієї операції потрібно стежити, щоб під час зняття сам підшипник не перекошувався. Після того, як вам вдалося зняти підшипник, приймайтеся за зняття пластикової хрестоподібної заглушки, скориставшись прямою викруткою.

Далі необхідно розігнути два контакти, які ви побачите під кожухом, і звільнити висновки обмотки ротора. Інструментами для виконання цих операцій вам послужать викрутка і пасатижі. Нарешті, беремося за відламування контактів і після цього робимо зняття старого хвостовика. Після того, як підшипник буде знято, можете прийматися за заміну контактних кілець.

Для початку вам необхідно акуратно звільнити висновки обмотки ротора із затискачів кілець і не менш акуратно зняти кільця. Після цього проводимо обережне видалення залишків клею. Як правило, на цьому етапі всі розуміють, чому не варто використовувати знімач під час зняття підшипника. Отже, після виконаної операції проводимо запресування нових контактних кілець на вал.

Як правило, більшість фахівців надягають нові контактні кільця на ротор, скориставшись молотком. (Існують і випадки, коли потрібно вдатися до допомоги напилка). У тому випадку, якщо кільця раптом виявилися трохи коротшими за рідні заводські, ви можете використовувати пластикову втулку, яку потрібно буде насадити на вал.Тут дуже важливо не допустити будь-якого перекосу, тому що в іншому випадку щітки можуть дуже швидко зіпсуватися.

Далі вам потрібно припаяти висновки обмотки до доріжок кілець. Після цього необхідно акуратно і уважно накласти герметик для того, щоб захистити пайку від окислення. Потім на місце надягаємо захисну кришку і, скориставшись старим підшипником як оправкою, акуратно запресовуємо новий підшипник.

Таким же чином і робимо запресування валу вже в новий підшипник. Далі – справа за малим. Необхідно провести зачистку клем висновків статора обмотки. Після цього залишається лише прикрутити до діодного мосту клеми та змастити літолом для захисту від окислення.

В побуті існує і варіант із напаюванням нових контактних кілець на старі. Якщо ви обрали таку технологію, вам в першу чергу потрібно пам'ятати, що перед тим як напоювати кільця, вам необхідно їх облудити, скориставшись активним флюсом, наприклад, з "паяльною кислотою" (хлористий цинк) і добре промити з содою. Як правило, залишки мідних кілець лудяться з каніфоллю.

Після цього необхідно підігріти нові контактні кільця паяльником до плавлення припою, і в результаті ви побачите, як вони плавно і вільно надягнуться на залишки старих кілець і після остигання досить міцно припаяються. Після цього вам варто лише взятися за їх проточку і потім прошліфувати кільця. Проводити базування у верстаті краще за заднім підшипником, закріпленим у люнеті. – так ви отримаєте максимальну гарантію найменшого зміщення кілець щодо осі ротора, що унеможливить відрив щітки від кільця та розрив ланцюга під час великих обертів.

Після того як ви все ж таки встановили контактні кільця, можете прийматися на збір генератора. При цьому необхідно ретельно стежити за тим, щоб ротор міг вільно і легко обертатися, а також проконтролювати, щоб він не зачіпав корпус або статор. Проводимо закручування шківа та. вуаля! Можете потішитись, що ваш генератор вже в зборі. Але на цьому усі ваші старання не закінчуються. Після того, як ви встановили генератор назад на автомобіль, вам необхідно виміряти рівень напруги в генераторі при включенні двигуна автомобіля. Якщо він досяг норми, тоді вітаємо! Ви зробили все правильно і кільця лежать на своєму місці. Як правило, після заміни контактних кілець у генераторі життєздатності останнього вистачить як мінімум на кілька років. В ідеалі, ви можете одразу допрацювати генератор з метою підвищення напруги в мережі автомобіля.

Підписуйтесь на наші стрічки в таких соціальних мережах як Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter та Telegram: всі найцікавіші автомобільні події зібрані в одному місці.

Контактні кільця генератора: визначення зносу, заміна

Щоб автомобільний генератор безперебійно виробляв електроенергію, необхідно регулярно проводити його діагностику та своєчасний ремонт. Одна з критично важливих деталей генератора – контактні кільця ротора. Як визначити ступінь їхнього зносу та правильно замінити своїми руками? Про це – у нашій статті.

Конструкція автомобільного генератора та призначення контактних кілець ротора

Автомобільний генератор перетворює механічну енергію двигуна на електричну для живлення бортової мережі та акумуляторної батареї.Основа конструкції - ротор з обмоткою збудження та контактними кільцями, що обертається всередині статора з мідними обмотками. При обертанні ротора в обмотках наводиться змінна напруга, яка випрямляється та стабілізується за допомогою електронної схеми регулятора.

Ротор – рухома частина генератора з обмоткою збудження та контактними кільцями для передачі струму.
Статор – нерухома частина з мідними обмотками, у яких наводиться напруга.
Випрямляч перетворює змінний струм на постійний.
Регулятор стабілізує вихідні параметри генератора.

Контактні кільця ротора служать для підключення обмотки збудження ротора до зовнішнього джерела струму і передачі енергії, що виробляється через нерухомі щітки колектора. Від якості цих кілець залежить робота всього генератора.

Контактні кільця – невід'ємна частина генераторних установок синхронного та асинхронного типу. Вони передають напругу та сигнали між рухомими та статичними елементами.

Матеріал кілець – мідь чи сплав її основі. Кільця встановлюють на вал методом гарячої посадки та ізолюють від валу. Для стабільного контакту поверхні роблять канавки.

Ознаки зношування контактних кілець генератора

Згодом під впливом тертя про щітки поверхню контактних кілець зношується, ними з'являються ризики, задираки, котрий іноді наскрізні розриви. Це призводить до порушення контакту, іскріння та слідів підгоряння. Як визначити ступінь зношування кілець?

При візуальному огляді видно сліди підгоряння, шорсткість поверхні, зміна кольору, задираки по краях кілець.
При контрольних вимірах фіксується зниження вихідної напруги генератора, зростання опору обмоток ротора.
В експлуатації такий генератор нестабільний: напруга падає під навантаженням або трапляються раптові відключення.

З появою перших ознак зношування потрібно або відновити контактні кільця, або повністю замінити для нормальної роботи генератора.

Порядок заміни контактних кілець генератора

Заміна кілець генератора своїми руками – посильне завдання за наявності деяких навичок та інструментів. Розглянемо докладну інструкцію.

Контактні кільця генератора на ВАЗ мають конструктивні особливості, які потрібно враховувати. Але загальний порядок демонтажу та встановлення - той самий.

Щоб замінити кільця генератора потрібно:

Набір викруток, плоскогубці, бокорізи.
Надфілі або напилки
Паяльник та припій для контактів
Комплект нових контактних кілець
Емаль, лак для ізоляції

Розібрати корпус генератора, зняти задню кришку та витягнути ротор.
За допомогою знімача стягнути з валу задній підшипник.
Викруткою відкріпити захисний ковпачок контактів обмотки ротора.
Перерізати пайку біля основи кілець гострою викруткою або бокорізами.
Захопивши двома викрутками, акуратно зняти обручки з посадкових місць.
Обробити посадкові місця надфілем, видаливши всі нерівності та вибоїни.
Нагріти нові кільця, напресувати молотком по черзі на вал.
Залудити, потім запаяти контактні висновки ротора до кільця.

Після ретельно ізолювати місця паяння та висновки лаком, змонтувати генератор. На обкатувальному стенді перевірити роботу та вихідні параметри.

Варіанти відновлення контактних кілець генератора

Крім повної заміни, існують способи відновлення зношених контактних кілець генератора:

Механічна обробка - шліфування надфілем з подальшим поліруванням поверхні.
Наплавлення зношеного поверхневого шару шляхом контактного зварювання.
Гальванічне нарощування мідно-нікелевого покриття потрібної товщини.

Найпростіший спосіб – відновлення кілець шляхом шліфування. Це усуває задираки, ризики та вирівнює поверхню. Але за значного зносу таке відновлення ненадійне.

Наплавлення поверхневого шару контактних кілець

Більш надійний спосіб відновлення – наплавлення зношеного шару методом контактного зварювання. Суть методу:

Кільце встановлюють на оправлення, що контактує з ободом кільця.
Між кільцем та електродом пропускають імпульси струму високої сили.
Відбувається оплавлення електрода та наплавлення металу на поверхню кільця.

Після наплавлення кільце шліфують та полірують. Ресурс такого відновлення вищий, ніж після механічної обробки.

Гальванічне відновлення контактних кілець

Ще один поширений спосіб – відновлення контактних кілець електролітичним нарощуванням мідно-нікелевого шару потрібної товщини. Порядок робіт:

Травлення та знежирення поверхні кільця.
Електролітичне осадження шару міді завтовшки до 0,3 мм.
Нанесення поверх нікельового захисного покриття.

Після такого відновлення кільця виглядають як нові. Цей метод дає максимальний ресурс роботи проти іншими способами відновлення.

Ремонт ротора та статора генератора

Крім контактних кілець, важливі обмотки ротора та статора. При ремонті генератора перевіряють їх опір та індуктивність. Нерідкі обриви витків через термомеханічну втому.

Демонтаж старої обмотки механічним способом.
Видалення залишків дроту, зачищення пазів якоря.
Виготовлення та укладання нової котушки попередньо просоченими проводами.

Ремонт ротора технічно складніше, зазвичай простіше замінити його при ремонті генератора.

Інструменти та обладнання для ремонту генераторів

Для якісного ремонту генератора своїми руками бажано мати спеціальні інструменти та стенди:

Комплект викруток, ключі, пристрої для розбирання корпусів.
Паяльне обладнання, напилки, надфілі, шкірка.
Стенди для обкатки та регулювання відремонтованих генераторів.
Контрольно-діагностична апаратура.

Оснащення робочого місця прискорює ремонт та підвищує його якість. Але і з мінімумом інструментів можна відремонтувати генератор в гаражних умовах.

Поради для ремонту генератора в домашніх умовах

Для успішного ремонту генератора своїми руками в гаражі слідує:

Ретельно захищати ротор та статор від пошкоджень у процесі розбирання-складання.
Використовувати якісний припій та флюс для контактних з'єднань.
Не допускати перегріву обмоток та появи тріщин ізоляції.

Корисно пошукати відео з покроковими інструкціями щодо конкретної моделі генератора. Це допоможе уникнути помилок під час ремонту.

Вибір між ремонтом та заміною генератора

Іноді після поломки виникає питання: намагатися відремонтувати старий генератор чи краще купити новий? Як зробити правильний вибір?

Вартість ремонту та нового генератора

При виборі між ремонтом та заміною важливий фактор – вартість. Ціна на новий генератор буває вищою за вартість якісного ремонту. Але новий виріб служить довше та надійніше.

На вартість ремонту генератора впливають:

Трудовитрати на розбирання-складання та налаштування
Ціна запчастин (підшипники, кільця, щітки)
Вартість спецобладнання та інструментів

Чим складніша поломка, тим вищою може бути кінцева ціна ремонту. Тому в кожному конкретному випадку потрібно порівнювати витрати на відновлення та покупку.

Якість запчастин для ремонту

На довговічність відремонтованого генератора сильно впливає якість запчастин - підшипників, щіток, регуляторів напруги. Економія на цьому може призвести до швидкого виходу з ладу.

Найкраще купувати фірмові запасні частини від відомих виробників. Ціна буде вищою, але це окупається надійністю та стабільністю роботи.

Окупність інвестицій в обладнання

Якщо планується регулярно займатися ремонтом автомобільних генераторів, має сенс вкластися у професійний інструмент та стенди. Це підвищує швидкість та якість роботи.

Такі вкладення швидко окупаються за рахунок більшої кількості клієнтів та кращих відгуків щодо якості послуг з ремонту. На базовому наборі інструментів важко забезпечити ідеальний результат.