Ремонт шагового двигателя своими руками

Nissan Wingroad 1.8 4вд wannabe jeep › Бортжурнал › шаговый двигатель. диагностика, ремонт итд

копипаст моей статьи. изначально делал ее для вингроад.ру, после того как осознал всю систему управления холостым ходом и шаговый двигатель в частности.

Шаговый двигатель:
принцип работы, разборка, ремонт.
для поиска: iacv КПХХ ХХ холостой ход шаговый двигатель ремонт разборка

код для заказа: 23781-4M400
ШД — шаговый двигатель
КХХ — клапан холостого хода
ХХ — холостой ход
ДЗ — дроссельная заслонка /cut

принцип работы ШД, ютуб


sylphy.ru/uploads/posts/2009-12/1261815531_222.gif
[spoiler=возможные неисправности шагового двигателя:]- замыкание обмоток. обычно проявляется после протекания прокладки КХХ.
— выгорание микросхем в ECU — опять же после протекания прокладки КХХ. Антифриз попадает на двигатель, коротит его, а он, с свою очередь, выжигает мозги.
-отсутствие контакта.
-подклинивание штока.
-физическое разрушение пластмассовых внутренностей ШД.

зачастую проблема проявляется после замены прокладки КХХ, чистки ШД, либо на пробегах за 200 000 км.
итак- заводится машина нормально. при нажатии на газ может заглохнуть, при включении электропотребителей обороты проседают, начинается вибрация.[/spoiler]

[b]ПРОВЕРКА, СНЯТИЕ РАЗБОРКА.[/b]

[color=#FF0000][b]демонтаж шагового двигателя.[/b][/color]
0. [spoiler=схема расположения элементов ДЗ][url=radikal.ru/fp/e9f9a4bb42b….jpg[/img][/url][/spoiler ]
1. [spoiler=вид на двигатель][img]www.wingroad.ru/gallery/i…age_id=730[/img][/spoiler ]
2. [spoiler=снимаем гофру с дроссельной заслонки, выдергиваем все трубочки][img]www.wingroad.ru/gallery/i…m_id=85image_id=744[/img ]
под ней находится ШД. при снятии — не бойтесь тянуть, она не сломается.[/spoiler]
3. [spoiler=сам шаговый двигатель, на ДЗ под гофрой][url=radikal.ru/fp/eb41427ff5c…2d64634ca9.jpg[/img][/url ]
брызгаем ведешкой на 2 болтик и на сам разъем шагового двигателя, через 20 минут их откручиваем.
разъем АККУРАТНО двигаем отверткой, качаем из стороны в сторону, потом только снимаем. обычно он закисает и ломается.
после чего вытаскиваем ШД из КХХ. не потеряйте стальную прокладку![/spoiler]

[color=#FF0000][b]
проверка шагового двигателя
[/b][/color]

1. включить зажигание, ШД должен зажужжать, позиционируя свое положение.
2. выключить зажигание, вытащить щаговый двигатель, включить зажигание — игла ШД должна двигаться.
3.
[spoiler=проверить сопротивление обмоток.][img]azzrael.ru/pics/kxx22.gif[/img ]
померить сопротивление обмоток.
при комнатной температуре между контактами 1-2, 2-3, 4-5, 5-6 должно быть сопротивление около 20-24 ом.
при комнатной температуре между контактами 2-1, 2-3 и 5-4, 5-6 должно быть сопротивление около 20-30 ом
[url=radikal.ru/fp/9931ee9b6e3….jpg[/img][/url][/spoiler ]

Итак, проверка проведена.
если ШД не жужжит и игла не двигается — проверить провода на разрыв.
если ШД не работает после протечки прокладки — скорее всего у вас выгорела микросхема ST509A в блоке ECU.
подробнее в самом низу статьи

если ШД жужжит, но игла не двигается, скорее всего внутренности шагового двигателя загрязнены или сломаны пластамассовые детальки.

[color=#FF0000][b]разборка шагового двигателя[/b][/color]

понадобится:
маленькие плоскогубцы, кусачки
1. кладем ШД перед собой иглой вверх.
2. берем маленькие плоскогубцы и начинаем аккуратно отгибать завальцовку. отгибать нужно не сильно, за пару проходов — что бы не порвать фальц.
[spoiler=развальцовка][url=radikal.ru/fp/ed4157551f5….jpg[/img][/url][/spoiler ]
когда будет готово — окончательно разворачиваем завальцовку отверткой
после чего, двигая иглу из стороны в сторону и вверх, вытаскиваем ее вместе с ротором из корпуса
[spoiler=вытаскиваем ротор из корпуса][url=radikal.ru/fp/cf5cff4e3bd….jpg[/img][/url][/spoiler ]
[spoiler=вид разобранного узла. грязища прилагается][url=radikal.ru/fp/20a59e3ef8b….jpg[/img][/url][/spoiler ]
разобрав корпус, видим что ШД — электромагнит с 4 обмотками. игла — это ротор, который выдвигается на необходимое количество шагов.

чистим внутренности. я чистил очистителем карбюратора, потом опустил в изопропиловый спирт. твердые отложение можно отковырять отверткой или зубочисткой.

после чего смазываем все, кроме статора и ротора.
[spoiler=сборка шагового двигателя]затем собираем обратно. порядок сборки такой:
на иглу надеваем пружинку, затем крышку, под крышку — упор, под упор — подшипник. иглу закручиваем в магнит. собранный ротор с крышкой — в корпус ШД. прижимаем пальцами, и начинаем завальцовывать.
так же, как и открывали — аккуратно, в несколько проходов. можно для верности легонько постучать по завальцовке и по краю пройтись герметиком. лишь бы он во внутрь не попал.[/spoiler]

[spoiler=вид заново завальцованного ШД.][url=radikal.ru/fp/4f7b4ab1480…0d8cce566f.jpg[/img][/url ]
устанавливается на место в обратном порядке:
ставится в отверствие в КХХ, прикручиваются 2 болтика, надевается гофра со всеми трубочками[/spoiler]

[spoiler=ПОСЛЕ УСТАНОВКИ ОБУЧИТЬ ХХ!]Официальный алгоритм:
Удостовертесь, что все следующие условия удовлетворены.
Обучение КХХ будет отменено, если любое из следующих условий будет пропущено:
+Напряжение АКБ больше чем 12.9V (при неработающем двигателе).
+Температура антифриза: 70 — 99°C (158 — 210°F).
+Выключатель PNP: on (т.е. парк или нейтраль)
+Потребители электричества: off
(кондиционер, фары, стеклоподъемники)
+Двигатель вентилятора: не работает.
+Руль: нейтральный (прямое положение).
+ Скорость автомобиля: полная остановка.
+Трансмиссия: прогрето.

Обучения для моделей с трансмиссией A/T без сканера CONSULT-II:
1. Включить зажигание и ждать по-крайней мере 1 секунду.
2. Выключить зажигание и ждать по-крайней мере 10 секунд.
3. Прогреть двигатель до нормальной рабочей температуры.
4. Проверить, что все пункты перечисленные выше удовлетворены.
5. Выключить зажигание и ждать по крайней мере 9 секунд.
6. Завести двигатель и дать ему поработать в течение по-крайней мере 28 секунд.
7. Разъединить верхний контакт датчика (коричневый цвет), соединить в течение 5 секунд.
8. Ждать 20 секунд.
9. Удостоверьтесь, что ХХ — в пределах нормы. В противном случае найдите причину
проблемы (см. ниже).
10. Увеличить обороты двигателя в два или три раза. Удостоверьтесь, что обороты приведенные ниже в пределах нормы.

ХХ M/T: 700 плюс-минус 50 оборотов в минуту
ХХ АТ: 800 плюс-минус 50 оборотов в минуту (в положении селектора в положении P или N )
Неофициальный алгоритм (как писал один с вингроад.ру, говорит, что получилось):
Двигатель должен быть прогрет, все потребители выключены. Глушим двигатель и отсчитываем 10 секунд. Включаем зажигание (но не заводим), отсчитываем 10 секунд. Выключаем, вытаскиваем ключ, отсчитываем 10 секунд. Включаем зажигание (но не заводим), идем к двигателю, по пути отсчитываем 30 секунд. Под капотом слышно жужжание. Сдергиваем верхнюю фишку, ждем пока жужжание не прекратится. Одеваем фишку, отсчитываем 20 секунд. Не выключая зажигание заводим двигатель. Едем![/spoiler]

фотографии частично мои, частично надерганы с форума и с разных углов интернета. статья является подытоживанием коллективной мысли по борьбе с шаговым двигателем клапана холостого хода на моторах qg15, qg18. передаю огромное спасибо авторам, чьи материалы я использовал для написания сего :D :co_ol:

Шаговые двигатели

Шаговым двигателем называют электромеханическое устройство, преобразующее электрические сигналы в дискретные угловые перемещения вала. Применение шаговых двигателей позволяет рабочим органам машин совершать строго дозированные перемещения с фиксацией своего положения в конце движения.

Дискретный электропривод с шаговым двигателем естественным образом сочетается с цифровыми управляющими устройствами, что позволяет успешно использовать его в станках с числовым программным управлением, в промышленных роботах и манипуляторах, в часовых механизмах.

Дискретный электропривод может быть реализован также с помощью серийных асинхронных электродвигателей. которые за счет специального управления могут работать в шаговом режиме.

Шаговые двигатели применяются в электроприводах мощностью от долей ватта до нескольких киловатт. Расширение шкалы мощности дискретного электропривода может быть достигнуто при использовании серийных асинхронных электродвигателей, которые за счет соответствующего управления могут работать в шаговом режиме.

Принцип действия шаговых двигателей всех типов состоит в следующем. С помощью электронного коммутатора вырабатываются импульсы напряжения, которые подаются на обмотки управления, расположенные на статоре шагового двигателя.

В зависимости от последовательности возбуждения обмоток управления происходит то или иное дискретное изменение магнитного поля в рабочем зазоре двигателя. При угловом перемещении оси магнитного поля обмоток управления шагового двигателя его ротор дискретно поворачивается вслед за магнитным полем. Закон поворота ротора определяется последовательностью, скважностью и частотой управляющих импульсов, а также типом и конструктивными параметрами шагового двигателя.

Принцип действия шагового двигателя (получение дискретного перемещения ротора) рассмотрим на примере простейшей схемы двухфазного шагового двигателя (рис. 1).

Рис. 1. Упрощенная схема шагового двигателя с активным ротором

Шаговый двигатель имеет на статоре две пары явно выраженных полюсов, на которых Находятся обмотки возбуждения (управления): обмотка 3 с выводами 1Н - 1К и обмотка 2 с выводами 2Н - 2К. Каждая обмотка состоит из двух частей, находящихся на противоположных полюсах статора 1 ШД.

Ротор в рассматриваемой схеме представляет собой двухполюсный постоянный магнит. Обмотки питаются импульсами от устройства управления, которое преобразует одноканальную последовательность входных импульсов управления f упр, в многоканальную (по числу фаз шагового двигателя).

Рассмотрим работу шагового двигателя, предположив, что в начальный момент напряжение подано на обмотку 3. Ток в этой обмотке вызовет намагничивание вертикально расположенных полюсов N и 8. В результате взаимодействия магнитного поля с постоянным магнитом ротора последний займет равновесное положение, в котором оси магнитных полей статора и ротора совпадают.

Положение будет устойчивым, поскольку на ротор действует синхронизирующий момент, стремящийся возвратить ротор в положение равновесия: М = М m ах х sin #945;.

где М m ах - максимальный момент, #945; - угол между осями магнитных полей статора и ротора.

При переключении блоком управления напряжения с обмотки 3 на обмотку 2 образуется магнитное поле с горизонтальными полюсами, т.е. магнитное поле статора совершает дискретный поворот на четверть окружности статора. При этом между осями статора и ротора появится угол рассогласования #945; = 90° и на ротор будет действовать максимальный вращающий момент Мшах. Ротор повернется на угол #945; = 90° и займет новое устойчивое положение. Таким образом, вслед за шаговым перемещением поля статора совершает шаговое перемещение ротор двигателя.

Основной режим работы шагового двигателя - динамический. Шаговые двигатели в отличие от синхронных рассчитаны на вхождение в синхронизм из состояния покоя и принудительное электрическое торможение. Благодаря этому в шаговом электроприводе обеспечивается пуск, торможение, реверс и переход с одной частоты управляющих импульсов на другую.

Пуск шагового двигателя осуществляется скачкообразным или постепенным увеличением частоты входного сигнала от нуля до рабочей, торможение - снижением ее до нуля, а реверс - изменением последовательности коммутации обмоток шагового двигателя.

Шаговые двигатели характеризуются следующими параметрами: число фаз (обмоток управления) и схема их соединения, тип шагового двигателя (с активным или пассивным ротором), одиночный шаг ротора (угол поворота ротора при единичном импульсе), номинальное напряжение питания, максимальный статический хронизирующий момент, номинальный вращающий момент, момент инерции ротора, частота приемистости.

Шаговые двигатели бывают однофазными, двухфазными и многофазными с активным или пассивным ротором. Управление шаговым двигателем обеспечивается электронным блоком управления. Пример схемы управления шаговым двигателем приведен на рисунке 2.

Рис. 2. Функциональная схема разомкнутого электропривода с шаговым двигателем

Сигнал управления f упр в виде импульсов напряжения поступает на вход блока 1, преобразующего последовательность импульсов, например в четырехфазную систему однополярных импульсов (в соответствии с числом фаз шагового двигателя).

Блок 2 формирует эти импульсы по длительности и амплитуде, необходимым для нормальной работы коммутатора 3, к выходам которого подключены обмотки шагового двигателя 4. Коммутатор и остальные блоки питаются от источника постоянного тока 5.

При повышенных требованиях к качеству дискретного привода применяют замкнутую схему шагового электропривода (рис. 3), которая кроме шагового двигателя включает преобразователь П, коммутатор К и датчик шага ДШ. В таком дискретном приводе информация о действительном положении вала рабочего механизма РМ и скорости шагового двигателя поступает на вход автоматического регулятора, который обеспечивает заданный характер движения привода.

Рис. 3. Функциональная схема замкнутого дискретного привода

В современных системах дискретного привода применяются микропроцессорные средства управления. Область применения приводов с шаговыми двигателями постоянно расширяется. Их использование перспективно в сварочных автоматах, приборах времени, лентопротяжных и регистрирующих механизмах, системах управления топливоподачей двигателей внутреннего сгорания.

В статье использованы материалы книги Дайнеко В.А. Ковалинский А.И. Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий.

Статьи и схемы

Полезное для электрика

Моя профессия электрик

Шаговый двигатель многим кажется нерарешимой загадкой и не зря. Его капризный нрав заставит оказаться в неловком положении любого уважающего себя электрика. Сейчас я хочу рассмотреть элементарные моменты эксплуатации шагового двигателя, без которых на мой взгляд невозможно достойно сделать простую профилактику этой электрической машине. Ротор этого двигателя представляет собой сильно намагниченный цилиндр с ярко выраженным профилем в продольном исполнении. В таком же стиле выполнен профиль статора. Соответственно в работе этого двигателя фиксация равнодействующего магнитного поля играет решающую роль. Но речь не о теории, а о практике. Зазоры в двигателе выполнены с минимальными возможными припусками и малейшее отклонение вызывает нарушение его работы.

Что же может стать возмутителем спокойствия, вернее нормальной работы? Да хотя бы куссочек технологтческой стружки от обработки самого двигателя. Прежде, чем начать разборку двигателя, необходимо создать для этого условия:

1.Чем меньше двигатель по размерам, тем они должны быть жёсче.

2.Должна быть идеальная чистота на рабочем месте, какую только Вы можете себе представить.

3.Должен быть идеально чистым инструмент, которым Вы собраетесь работать и его наличие, о чём нужно позаботиться заранее.

4.Должны быть в наличии к примеру два-три полиэтиленовых пакета подходящих размеров и чистая обёрточная бумага. Все тряпки необходимо убрать.

5.Самое трудное, что нужно обеспечить, так это наличие сжатого воздуха давлением примерно 6 атм.

Вот такие нехитрые требования, которые могут привести Вас к положительному результату. Обычно торцевые крышки шаговых двигателей выполняются из немагнитных материалов, да ещё используются всевозможные сальники и всё для того, чтобы обеспечить внутри идеальную возможную чистоту. Поэтому начинать разборку двигателя лучше всего вдвоём, чтобы ненароком не расколоть торцевые крышки и не уронить двигатель на пол.

Снятая задняя крышка

Допустим, Вы отвинтили штыри, вынули их, сняли крышки.

Снятая передняя крышка

Как вытащить ротор? Дело в том, что только стоит снять переднюю крышку, как он мгновенно прилипает к статору, причём казалось бы намертво. Вот тут нужны достаточно опытные и крепкие человеческие руки. Как вариант предлагаю подложить полиэтиленовый пакет на колени, взять ладонями за корпус двигателя и опереться между ног. Со стороны задней крышки через выколотку, (если есть, латунную) несильными ударами молотка второй учаастник должен выбить ротор вниз. Он пойдёт постепенно и сразу его зворачивайте в полиэтиленовый пакет. Даже соприкосновеное с одеждой чревато неприятными последствиями.

Вид на ротор при вытаскивании из статора шагового двигателя

Затем необходимо тчательно проверить поверхность ротора:

Вид ротора для осмотра и чистки

и статора на наличие посторонних частичек. особенно металла:

Статор шагового двигателя

В данном случае причиной разборки шагового двигателя явилось проявление продольного люфта ротора двигателя, потеря его мощности и появление резонанса при вращении с нагрузкой. Как выяснилось в дальнейшем, лопнуло опорное пружинное кольцо в задней части двигателя.

Старое лопнувшее стальное кольцо и новое из фторопласта

Причём кусочек застрял между полюсов ротора. Очистка поверхностей ротора и статора производилась сильной струёй сжатого воздуха. Ещё раз обращаю Ваше внимание на то, что использовать ветошь, кисти, даже чистые не допустимо.Кольца нужного размера найти не удалось, поэтому попробовали выточить кольцо из фторопласта толщиной 1,8 мм. После сборки оказалось, что ротор вращается недопустимо туго, значит нужно было ещё уменьшаь толщину кольца. Но тут кольцо всё-таки нашлось, из одного электроцеха нашли от старого асинхронного двигателя диаметром 36мм при диаметре обоймы подшипника 37 мм. После сборки двигатель заработал, но потом была допущена ошибка, при насадке на вал двигателя шкива использовали удары молотка по окружности. Двигатель сразу пошёл в резонанс. Эта была ошибка в сборке. Пришлось снова разобрать двигатель и проанализировать возможные варианты. Была установлена ещё одна возможная причина некачественной сборки. Это следы герметика на крышках и статоре. То есть герметик возможно нарушал первоначальное положение статора и ротора. Сопредельные участки были тчательно вычищены и двигатель снова собран. На этот раз он заработал. Даже неплохо, но при полной нагрузке стартовал с признаками резонанса. Поэтому было принято решение снизить нагрузку на двадцать процентов. Пока всё хорошо работает. Хотя не даёт покоя мысль, что и в блоке тоже появилась какя-то неисправность. Как проверить? Однако усилия, я считаю не пропали даром, основные принципы разборки и сборки двигателя были определены.

С уважением, Владимир.

Поделиться в соц. сетях

Источники: http://www.drive2.ru/l/2356626/, http://electricalschool.info/spravochnik/maschiny/677-shagovye-dvigateli.html, http://domhitrosti.ru/remont-i-profilaktika-shagovogo-dvigatelya/

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения