С очень давних пор занимаюсь электроникой. Недавно обратился ко мне сотрудник с проблемой потери тяги на детской радиоуправляемой игрушке, которой оказалась машинка, которая упорно не хотела ехать, при этом очень сильно нагревались батареи. Ребёнок был очень расстроен, что не может во дворе с ней поиграть. На ремонт мне её и принесли.
Почему радиоуправляемая машинка не едет
Первым делом было выявлено, что были пробиты транзисторные ключи, управляющие двигателем, которые заменить не составило труда, но прямое подключение двигателя к аккумуляторам (батареям) показывало очень высокий ток даже на холостом ходу (от 1,6 А). Следовательно был сделан вывод, что необходимо менять или ремонтировать электромотор.
Внутренности детского игрушечного радиоуправляемого автомобиля
Как починить мотор в детской игрушке?
После разборки мотора было выявлено очень сильное загрязнение на коллекторе и щётках двигателя ввиду того, что общая конструкция никак не обеспечивает защиту от пыли и мусора, которые попадают внутрь механизма. Также за счёт трения в пазах между контактами коллектора накапливается микроскопическая металлическая пыль, которая вносит дополнительное паразитное сопротивление, что вызывает излишний нагрев и через обмотки ротора течёт недостаточный ток.
Чистка коллекторов и щёток
После прочистки коллектора и щёток были измерены сопротивления обмоток якоря, в результате чего было обнаружено короткое межвитковое замыкание на одной из трёх обмоток якоря.
Место короткого замыкания (витки от нагрева сплавились с изолирующим пластиком)
Так как игрушка явно произведена, как и большинство имеющихся на рынке, в Китае и найти точно такой же двигатель очень проблематично либо искать заказывать покупать его где-то в интернете. Вспомнив своё детство, которое проходило в 90-х годах, был очень дефицит на подобные запчасти к детским игрушкам. Электродвигатели в то время нельзя было свободно купить в сети магазинов, но так как они ломались, а играться машинками (тракторами, самолётиками) на батарейках очень хотелось, в случае поломок занимался перемоткой двигателей игрушек.
Перемотка микро электродвигателя
Для того, чтобы перемотать двигатель, изначально нужно точно выяснить какой диаметр провода на нём намотан сейчас и количество витков на любой из трёх обмоток (на каждой из них количество одинаковое). Аккуратно подцепив провод на одной из обмоток, сматываем его с параллельным счётом количества витков.
Для данного двигателя было измерено 150 витков провода диаметром 0,18 мм. Затем я полез в свои закрома искать провод подходящего диаметра. Был подобран провод с подходящим диаметром от какого-то старого разломанного электромагнитного реле.
Катушка с обмоточным проводом от старого электромагнитного контактора
Для правильной намотки было необходимо намотать три одинаковых обмотки на каждую часть якоря электромотора. Для максимально равномерного размещения витков было принято решение об их параллельной намотке. На каждый якорь последовательно по 50, 20, 20, 20, 10, 10, 10, 10 витков (чтобы в сумме получилось 150), потому что при неравномерном заполнении сердечника будет отличаться сопротивление каждой обмотки.
С катушки предварительно смотано по 5 метров провода на временные маленькие катушечки. Начальные концы провода были зафиксированы со стороны коллектора и постепенно виток за витком (считая их количество) началось заполнение якоря двигателя. Как написал ранее, на каждую из обмоток было намотано по первых 50 витков. Следующим этапом на каждую намотано было по 20 витков и так далее — 20, 20, 10, 10, 10, 10 витков (в сумме должно быть 150).
Исключим моменты, что намотка была выполнена с третьего раза ввиду внешних помех (супруга). После окончания каждый конец каждой обмотки был зачищен и соединён с началом следующей обмотки на контакте коллектора по схеме так называемого треугольника. Для того, чтобы закрепить обмотки, они были пропитаны небольшим количество лака (достаточно несколько раз капнуть в разных местах обмоток — лак моментально просачивается внутрь и необходимо его просушить). Это воспрепятствует возможному расползанию внешних витков обмоток и создаст дополнительное термическое сопротивление от возможного межвиткового замыкания в будущем, так как изначально на моторе витки не были пропитаны лаком, что и привело его к быстрой поломке.
Перемотанный ротор электромотора
Результат перемотки микро электродвигателя
После сборки двигателя он был протестирован на холостом ходу (мотор взвыл!) В итоге рабочий ток был 63 мА, что говорило о том, что перемотка была выполнена успешно. После установки мотора в игрушку, машинка начала ехать, чем очень обрадовали владельца данного транспортного средства!
