Очень часто при изготовлении станков для обработки каменного сырья любители приспосабливают электродвигатели, которые наша промышленность реализует через торговую сеть или устанавливает в бытовых приборах (стиральных машинах, электроточилах и т. п.). Мощность таких моторов от 150 до 400 Вт, частота вращения от 1200 до 3000 об/мин.

Электродвигатели с такими параметрами при условии применения соответствующих шкивов вполне подходят для использования в любительском станкостроении, однако мощность и число оборотов мотора нужно подбирать в зависимости от назначения будущего станка и от применяемого сменного оборудования: толщины и наружного диаметра отрезного круга, толщины и диаметра чугунной или алмазной планшайбы и т. п. А если вам в руки попал электродвигатель без маркировочных бирок на выводах, без паспортной таблички и т. п., как узнать мощность этого электродвигателя, правильно его подключить? Вот несколько советов.

В настоящее время промышленность выпускает асинхронные, трехфазные электродвигатели серии 4А. Электродвигатели этой серии имеют высокий коэффициент полезного действия и cosa, меньший вес и габариты, чем электродвигатели предыдущих серий (А, А2, АО, А02, Д(Да).

Электродвигатели серии 4А выпускаются мощностью 0,12 кВт и больше, с высотой оси вращения от 56 до 355 мм, они выполняются в алюминиевой (при высоте оси вращения мотора 56—63 мм) и чугунной (при высоте оси вращения 71—355 мм) оболочках. Электродвигатели в основном выпускаются на напряжение 220/380 В. Средний срок службы таких моторов — 15 лет при условии ежегодной его работы не более 3000 часов и замене подшипников через каждые 12000 часов работы. На моторах этой серии можно встретить следующие обозначения: 4 — номер серии, А — мотор асинхронный, X — с алюминиевой станиной и чугунными щитами (если отсутствует буква X, оболочка электродвигателя выполнена из чугуна), цифры 56, 63, 71, 80, 90 и т. д. обозначают высоту оси вращения вала, 5 — короткая станина, Г — длинная станина, М — средняя станина; А — короткий, В — длинный сердечник статора; 2, 4, 6, 8 — количество полюсов.

Иногда в руки любителя камня могут попасть электродвигатели серий А2 или А02, которые выпускались ранее. Электродвигатели серии А2 бывают девяти типоразмеров. Мощность их колеблется от 0,6 до 100 кВт. Серия А02 состоит из 18 типоразмеров. Для любителей наиболее приемлемы те, мощность которых составляет 0,6; 0,8; 1,1 кВт. В электродвигателях серии А2 и А02 боковые крышки подшипников и корпус отливают из серого чугуна; если они выполнены из алюминиевого сплава, добавляется буква Л.

В обозначении типа электродвигателя с короткозамкнутым ротором прибавляют букву П, что означает повышенный пусковой момент (например, АОП2-11-4), буква С указывает на повышенное скольжение; буква Г — повышенные энергетические показатели: буква К — на наличие фазного ротора.

Рассмотрим полное обозначение типов электродвигателей серии А2 и А02, например А02-41-12/8/6/4-А:

А02 — номер серии, 4 — означает порядковый номер наружного диаметра сердечника статора (габарит), 1 — порядковый номер длины сердечника; числа, разделенные косыми линиями, обозначают число полюсов (12, 8, 6, 4) и количество частот вращения (в данном случае четыре). Если после цифры, показывающей число полюсов, стоит буква А, это означает, что обмотка статора электродвигателя выполнена из алюминиевого обмоточного провода с эмалевой изоляцией.

В электродвигателях АОЛ-2 1—3-го типоразмеров применяют изоляцию, допускающую нагрев до 120°С (добавляется буква Е). При обозначении специальных двигателей могут стоять также буквы: Т (двигатель выполнен для тропиков), Ш (в малошумном), В (влагоморозостойком), X (химоустойчивом исполнении), а для электродвигателей с повышенной точностью — сочетания С1 и CП.

Обозначения электродвигателей типа ВАО расшифровываются следующим образом: взрывозащищенный, асинхронный, обдуваемый. Эти электродвигатели аналогичны серии электродвигателей А02 (кроме нулевого габарита) и изготавливаются в десяти габаритах мощностью от 0,27 до 100 кВт с частотой вращения ротора 3000, 1500, 1000, 750 и 600 об/мин.

Если для выполнения станка используется трехфазный асинхронный электродвигатель серии Д (эти электродвигатели используются в приводах станков нормальной и повышенной точности и имеют мощность от 0,25 до 4 кВт), то расшифровать его обозначения можно так: Д — станина чугунная, ДА — выполнена из алюминия. Высота вращения ротора может соответствовать 71, 82, 90, 100 и 112 мм. Как говорилось ранее, длина станины обозначается буквой S (короткая), М (средняя) или L (длинная). Если сердечник короткий, ставится буква А, длинный — В; число полюсов обозначается цифрами 2, 4, 6, 8.

Для примера рассмотрим электродвигатель серии ДА82М4, он расшифровывается так: двигатель серии Д, имеет станину из алюминиевого сплава, высота оси вращения ротора 82 мм, станины среднего размера, четырехполюсный.

Однофазные асинхронные электродвигатели малой мощности серии АОЛБ получили широкое распространение в бытовой технике и выпускаются отдельной серией. Она имеет четыре габарита, по две длины в каждом (8 типоразмеров). Скорость вращения ротора 500 и 3000 об/мин. Корпус электродвигателя выполнен из алюминиевых сплавов закрытым и обдуваемым. В электродвигателях этой серии есть рабочая и пусковая обмотки статора. Обмотка статора имеет изоляцию класса А и выполнена из медного провода. Ротор чаще бывает короткозамкнутым. Для достижения однофазным асинхронным электродвигателем частоты вращения ротора, близкой к номинальной, используют рабочую и пусковую обмотки статора, причем время подключения пусковой обмотки не должно превышать 3 секунд, иначе обмотка сгорит.

Серия АОЛБ-22-2 расшифровывается следующим образом: электродвигатель асинхронный, однофазного тока с пусковым сопротивлением. Первая цифра означает типоразмер, вторая — длину сердечника и цифра после черточки указывает на число полюсов. Исключение из этого правила составляют электродвигатели нулевого («0») габарита, у них длина сердечника указывается в виде числа — 11 и 12.

Широкое применение при изготовлении станков могут получить универсальные коллекторные электродвигатели типов ДТА-4, УМТ, УКМ, УЛ, УЛО, МУН и другие. Они установлены в соковыжималках, пылесосах и других бытовых приборах. Эти двигатели выпускаются мощностью от 5 до 600 Вт, с частотой вращения 2700 об/мин и выше, но, рассчитав шкивы, можно получить любую скорость вращения.

Большинство трехфазных электродвигателей можно подключить в сеть по схеме «треугольник»:

Схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть («треугольник»): а — схема; б — подсоединение выводов электродвигателя

Развиваемая мощность трехфазного электродвигателя, включенного по такой схеме, составляет примерно 70% его номинальной мощности. В качестве рабочих конденсаторов могут быть использованы следующие типы: конденсатор бумажный, герметизированный нормальный в металлическом корпусе типа КБГ-МН или металлобумажный, герметизированный частотный типа МБГЧ, или бумажный, герметизированный, термостойкий типа БГТ и другие.

Величина применяемого конденсатора (Ср) зависит от мощности электродвигателя и рассчитывается по формуле:

Ср = 66?Рн, мкФ,

где Рн — номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Грубо можно считать, что на каждые 100 Вт мощности электродвигателя требуется около 7 мкФ. Например, для электродвигателя мощностью 240 Вт потребуется конденсатор на 15,8 мкФ. Его можно собрать из четырех параллельно соединенных конденсаторов типа МБГЧ или других емкостью по 4 мкФ. При отсутствии бумажных конденсаторов при включении трехфазного электродвигателя в однофазную электрическую сеть (220 В) можно применить электролитические.

В этом случае конденсаторы соединяются корпусами, напряжение подключают к положительным зажимам конденсаторов, а корпуса электролитических конденсаторов тщательно изолируют, так как они при таком соединении находятся под напряжением. При этом частота вращения электродвигателя почти не изменяется по сравнению с частотой вращения его в трехфазном режиме.

«Бесполярное» включение электролитических конденсаторов

Трехфазный электродвигатель можно включить по схеме «звезда»: две фазные обмотки двигателя — непосредственно в сеть, а третью подключают через конденсатор (Ср) к любому из двух проводов.

Схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть («звезда»): а — схема; б — подсоединение выводов электродвигателя

При включении трехфазного электродвигателя рабочий конденсатор сдвигает ток по фазе на 90°, в нем возникает двухфазный вращающий магнитный поток, который и заставляет электродвигатель работать.

Для пуска электродвигателя обычно бывает достаточно одного рабочего конденсатора, если же электродвигатель не запускается, нужно подключить еще пусковой конденсатор, емкость которого выбирают в 2,5—3 раза больше емкости рабочего конденсатора. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть больше напряжения в сети примерно в 1,5 раза. В качестве пусковых конденсаторов применяют электролитические конденсаторы типа «ЭП» или того же типа, что и рабочие. Нужно запомнить: пусковые конденсаторы (Сп) включают только на время запуска электродвигателя — на 2—3 секунды, а затем пусковой конденсатор отключают и разряжают.

Со схемой включения трехфазного электродвигателя при помощи рабочего и пускового конденсаторов можно ознакомиться на рисунке ниже:

Схема включения трехфазного электродвигателя при помощи рабочего (Ср) и пускового (Сп) конденсаторов

Для изменения направления вращения трехфазного электродвигателя, включенного в однофазную сеть по схеме «треугольник», достаточно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V).

Чтобы изменить направление вращения трехфазного электродвигателя, включенного в однофазную сеть по схеме «звезда», нужно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V).

Направление вращения однофазного двигателя можно изменить, если поменять местами клеммы в пусковой обмотке П1 и П2:

Изменение направления вращения однофазных электродвигателей: а — ротор движется против часовой стрелки; б — ротор движется по часовой стрелке

Обычно выводы статорных обмоток электродвигателей маркируют металлическими или картонными бирками с обозначением начал и концов обмоток. Если же бирок по каким-либо причинам на выводах электродвигателей не окажется, нужно поступить следующим образом. Сначала определить принадлежность проводов к отдельным фазам статорной обмотки. Для этого возьмите любой из шести наружных выводов электродвигателя и присоедините его к источнику питания, другой зажим источника электроэнергии подключите к лампочке и проводом контрольной лампы поочередно прикасайтесь к оставшимся пяти выводам статорной обмотки, пока лампочка не загорится. Загорание лампочки означает, что два вывода принадлежат к одной фазе. Условно пометим бирками начало первого провода через С1, а его конец через С4. Аналогично найдем начало и конец второй обмотки и обозначим их через С2 и С5, а начало и конец третьей — через С3 и С6.

Следующим и основным этапом будет определение действительных начал и концов статорных обмоток. Для этого воспользуемся способом подбора, который применяется для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Соедините все начала фазных обмоток электродвигателя согласно ранее присоединенным биркам в одну точку (используя схему «звезда») и включите двигатель в однофазную сеть с использованием конденсаторов. Если двигатель без сильного гудения сразу наберет поминальную частоту вращения, это означает, что в общую точку попали все начала или все концы обмотки. Если при включении электродвигатель сильно гудит и ротор не может набрать номинальную частоту вращения, в первой обмотке поменяйте местами выводы С1 и С4. Если это не помогает, концы первой обмотки верните в первоначальное положение, а выводы С2 и С5 поменяйте местами. То же самое сделайте в отношении третьей пары, если электродвигатель продолжает гудеть.

При определении начал и концов фазных обмоток статора электродвигателя строго придерживайтесь правил техники безопасности. В частности, прикасаясь к зажимам статорной обмотки электродвигателя, провода держите только за изолированную часть. Эго необходимо делать еще и потому, что электродвигатель имеет общий стальной магнитопровод и на зажимах других обмоток электродвигателя может появиться большое напряжение.

При проверке технического состояния электродвигателей нередко можно с огорчением заметить, что после продолжительной обработки камня в электродвигателе станка появляются посторонний шум и вибрация, а ротор трудно повернуть вручную. Причиной этого может быть плохое состояние подшипников: беговые дорожки покрыты коррозией, глубокими царапинами и вмятинами, повреждены отдельные шарики и сепаратор. Во всех случаях необходимо детально осмотреть электродвигатель и устранить имеющиеся неисправности. Если нарушена электропроводка, то ее лучше всего ремонтировать на специализированном предприятии. При незначительных повреждениях достаточно промыть подшипники бензином и смазать их, очистить корпус электродвигателя от грязи и пыли. Чтобы заменить поврежденные подшипники, удалите их винтовым съемником с вала и промойте бензином место посадки подшипника. Новый подшипник нагрейте в масляной ванне до 80 °С. Уприте металлическую трубу, внутренний диаметр которой немного превышает диаметр вала, во внутреннее кольцо подшипника и легкими ударами молотка по трубе насадите подшипник на вал электродвигателя. После этого заполните подшипник на 2/3 объема смазкой.

Сборку производите в обратном порядке. В правильно собранном электродвигателе ротор должен вращаться без стука и вибрации. Помните: при классе изоляции обмотки электродвигателя А нагрев подшипников во время работы мотора допускается не выше 60°С, при классе изоляции Е — не выше 75°С, при классе изоляции В — не выше 80°С.

При эксплуатации электродвигателей нужно строго придерживаться правил техники безопасности. Прежде чем приступить к распиловке или шлифовке каменного сырья, проверьте исправность механической части, изоляции шнура, состояние вилки и розетки, убедитесь в наличии заземления. Во время работы станка ни в коем случае не устраняйте даже незначительные неисправности в электрической и механической его частях. Никогда не оставляйте без надзора включенный в электросеть станок. Не допускайте скручивания и чрезмерного натяжения шнура.

Автор: Л.А. Чесноков

Читайте еще:

• Природа — великий художник
• Десять камней Фридриха Мооса
• Теперь можно и в поход...
• Волшебный мир камня
• Любопытные факты об абразивных материалах
• Инструмент — волшебная палочка камнереза
• Камнерезные станки
• Кое-что об электродвигателе
• Обработка мягких поделочных камней
• Янтарь — солнечный камень
• Изготовление бус из янтаря
• Гагат — черный янтарь
• Шлифование и полирование
• Художественная обработка камня
• Галтовка