Cómo reparar un conmutador de armadura (sin estropear el motor)

Si el conmutador de su inducido está quemado, rayado o produce chispas como una bengala, usted puede a menudo le devuelven la vida—pero solo si lo tratas con respeto. El conmutador es una de las piezas más maltratadas e incomprendidas de un motor de corriente continua o universal, y una reparación descuidada puede acabar con una máquina que, por lo demás, estaría en buen estado.

Esta guía está escrita para que te sientas como si tuvieras a un técnico paciente a tu lado, explicándote lo que vale la pena hacer en casa, lo que no vale la pena en absoluto y cómo reparar un conmutador de inducido paso a paso.

1. ¿Qué es exactamente un conmutador de inducido?

El conmutador es el anillo de segmentos de cobre situado en un extremo del inducido. Las escobillas se deslizan sobre él y conmutan la corriente a las bobinas del inducido en los momentos precisos para que el motor pueda producir un par continuo. Cada barra está aislada de la siguiente con un material duro llamado mica, y todo ello debe permanecer:

• redondo
• liso (pero sin pulido espejo)
• limpio eléctricamente
• bien aislado entre barras
  

Si la superficie del conmutador se vuelve demasiado rugosa, demasiado lisa, ovalada o la mica sobresale demasiado, el desgaste de las escobillas, el ruido y las chispas aumentan considerablemente y el rendimiento del motor disminuye. Las guías industriales hacen hincapié en que los conmutadores necesitan una rugosidad superficial controlada y una “película” adecuada para un contacto fiable con las escobillas. 

• En términos sencillos, el conmutador:
  • Actúa como un interruptor giratorio para corriente continua.
  • Envía energía a las bobinas adecuadas en el momento adecuado.
  • Depende de un buen contacto con los cepillos y un buen aislamiento entre las barras.
  • Falla cuando está desnivelado, sucio, sobrecalentado o dañado mecánicamente.

2. La seguridad es lo primero: cuándo debes No Hazlo tú mismo

Antes de tocar ninguna herramienta, dejemos claro lo siguiente: algunas tareas relacionadas con el conmutador pueden realizarse en talleres domésticos, pero otras deben dejarse exclusivamente en manos de talleres profesionales de rebobinado y reparación.

Si trabaja con pequeñas herramientas eléctricas, motores para aficiones, motores de arranque para automóviles o motores de CC de bajo voltaje, a menudo es razonable realizar reparaciones cuidadosas por cuenta propia. En motores industriales grandes, motores de tracción o cualquier elemento relacionado con sistemas críticos, un mal funcionamiento del conmutador puede provocar graves interrupciones del servicio, incendios o lesiones.

• Deténgase inmediatamente: no repare usted mismo el conmutador si:
  
  • El motor forma parte de equipo crítico para la seguridad (grúas, ascensores, equipos médicos, etc.).
    
  • La máquina es alto voltaje o muy alta potencia y no eres un técnico motorista cualificado.
    
  • El conmutador es suelto en el eje, tambaleante o muy quemado/ennegrecido por todas partes.
    
  • Ves lo obvio. daños por enrollamiento (bobinas quemadas, aislamiento fundido, fuerte olor a quemado).
    
  • No dispone de ningún medio para sujetar la armadura con precisión (torno, bloques en V o similares).
    

3. ¿Es realmente el conmutador el problema?

Muchos “problemas del conmutador” son en realidad problemas relacionados con las escobillas, los resortes, la contaminación o la carga. Los artículos modernos sobre el mantenimiento de motores de corriente continua y escobillas señalan repetidamente que una alineación incorrecta de las escobillas, un grado inadecuado de las mismas o unos resortes débiles provocan chispas y un desgaste desigual con la misma frecuencia que el propio conmutador. 

Por lo tanto, es inteligente preguntarse: ¿Es el conmutador la causa o la víctima?

• Síntomas que suelen son relacionado con el conmutador:
  
  • Surcos profundos, estrías o puntos planos evidentes en la superficie del conmutador.
    
  • Visible barras altas o bajas cuando giras lentamente el inducido.
    
  • Chispas persistentes solo en determinadas posiciones del inducido.
    
  • Una superficie del conmutador rugosa, rayada o quemada que sigue en mal estado incluso con escobillas nuevas.
    
• Síntomas que suelen aparecer cepillo o sistema problemas en su lugar:
  
  • Cepillos astillados, agrietados o desgastados en ángulo.
    
  • Presiones muy desiguales del muelle del cepillo entre los soportes.
    
  • Contaminación por aceite, grasa o polvo en todo el interior del motor.
    
  • Motor sobrecargado, desalineado o con vibraciones mecánicas.
    

Casi siempre querrás Solucione primero los problemas relacionados con el cepillo y la contaminación., luego vea cuánto trabajo de conmutador aún se necesita.

4. Herramientas y materiales que necesitarás

No se necesita un taller de un millón de dólares para mejorar un pequeño conmutador, pero sí se necesita una forma de sujetar el inducido en posición recta y unas cuantas herramientas adecuadas. Las guías profesionales recomiendan mecanizar y luego acabar con piedras o abrasivos especiales, en lugar de solo con papel de lija al azar, para conseguir la superficie adecuada. 

• Herramientas y suministros típicos:
  
  • Torno, taladro con bloques en V u otra forma segura de hacer girar el inducido. verdadero.
    
  • Bien piedra conmutadora o esmeril muy fino (si no se dispone de piedra).
    
  • Pequeño extractor para rodamientos (si bloquean el acceso).
    
  • Rascador no metálico o palillo de plástico/madera para limpiar ranuras.
    
  • Pequeño herramienta de socavado o una hoja de sierra fina para metales/joyería (para recortar la mica).
    
  • Disolvente apto para aislamientos (por ejemplo, limpiador eléctrico) y trapos sin pelusa.
    
  • Multímetro para comprobaciones básicas de continuidad y aislamiento.
    
  • Cepillos nuevos (del tamaño y grado adecuados) y, si es necesario, resortes nuevos para los cepillos.
    

5. Paso a paso: reparación de un conmutador de inducido

Seguiremos un proceso conservador, basado en las mejores prácticas, similar al que describen las referencias profesionales sobre mantenimiento de motores: limpiar → inspeccionar → mecanizar/rectificar → socavar → acabar → cepillar/rodar. 

5.1 Paso 1: Preparación y desmontaje

Saque la armadura hasta donde pueda ver y medir el conmutador.

• Pasos de preparación:
  
  • Desconecte la alimentación eléctrica, bloquee cualquier fuente de alimentación y descargue los condensadores, si los hay.
    
  • Tome fotos del cableado, la posición de los cepillos y las conexiones de los terminales antes de desmontarlo.
    
  • Retire los cepillos para que no se enganchen ni se astillen durante la retirada del armazón.
    
  • Retire con cuidado las campanas finales y los cojinetes según sea necesario, sujetando el rotor para evitar doblar el eje.
    
  • Etiquete las piezas y mantenga en orden las cuñas, arandelas y espaciadores.
    
  • Monte la armadura entre centros, en un torno o en bloques en V para poder girarla lentamente.
    

5.2 Paso 2: limpieza de la superficie del conmutador

Ahora quieres ver con qué estás lidiando, no una capa de carbono y aceite.

Las directrices industriales sobre el mantenimiento de conmutadores recomiendan eliminar primero los depósitos con un disolvente adecuado y, a continuación, utilizar abrasivos no agresivos o piedras para conmutadores para restaurar una superficie limpia y uniforme. 

• Consejos de limpieza:
  
  • Utilice un limpiador eléctrico u otro disolvente que no deje residuos; frote hasta que los trapos salgan prácticamente limpios.
    
  • Evite raspar el cobre con herramientas metálicas; utilice madera o plástico para eliminar los depósitos rebeldes.
    
  • Si hay una puntuación ligera, un piedra de conmutador fina Aplicarlo suavemente mientras se gira la armadura ayuda a equilibrar las cosas.
    
  • Mueva siempre el abrasivo en la dirección de rotación, no a través de las barras.
    
  • Elimine el polvo con aire comprimido seco a baja presión, alejándolo de la cara y los pulmones.
    

5.3 Paso 3: Inspección de daños (antes de cortar nada)

Una vez limpia la superficie, tómese su tiempo para inspeccionarla. Las tablas de referencia de los fabricantes de escobillas de carbón y motores enumeran los defectos típicos del conmutador: barras descentradas, altas/bajas, planas, con alto contenido de mica y segmentos sueltos. 

Gire lentamente la armadura y observe desde varios ángulos. Utilice la uña, una regla y, a ser posible, un indicador de cuadrante para comprobar la excentricidad.

• Aquí tienes una tabla de interpretación rápida:
  

Después de esto, decide con sinceridad: ¿Estás restaurando ligeramente un conmutador que está prácticamente en buen estado o intentando resucitar uno que está muerto? Sé conservador.

5.4 Paso 4: Enderezado/giro del conmutador

Si el conmutador está deformado, tiene partes planas o ranuras profundas, deberá verdadero Los procedimientos estándar de mantenimiento de motores de corriente continua describen una secuencia de torneado aproximado (si es necesario), socavado, acabado y rectificado del conmutador, manteniéndose por encima del diámetro mínimo especificado por el fabricante. 

• Reglas de oro al girar/rectificar:
  
  • Sostener la armadura. muy rígidamente entre centros o con mandriles adecuados y un soporte estable.
    
  • Toma cortes ligeros, lo justo para limpiar la superficie; no busques la perfección a costa del diámetro.
    
  • Utilice una herramienta afilada con la geometría adecuada para el cobre (pequeño ángulo de inclinación, acabado muy suave).
    
  • Deténgase tan pronto como todas las barras queden limpias con la mínima cantidad de material eliminado.
    
  • Después del torneado, es normal que queden marcas visibles de la herramienta; estas se eliminan posteriormente con piedras o abrasivos.
    
  • Compruebe la desviación con un indicador de cuadrante; intente que sea lo más baja posible para el motor (las referencias industriales suelen fijar como objetivo unas pocas centésimas de milímetro en máquinas pequeñas y medianas).
    

Si no tienes un torno, es posible que te veas limitado a apedreamiento muy leve para limpiar el desgaste ligero en un conmutador relativamente redondo. Cualquier cosa que esté muy deformada realmente merece un mecanizado adecuado.

5.5 Paso 5: socavar la mica

Entre cada barra de cobre hay un aislamiento de mica. La mica es mucho más dura que el cobre y no se desgasta al mismo ritmo. Si su superficie se eleva al mismo nivel que el cobre, las escobillas pueden deslizarse sobre la mica, lo que provoca ruido, rayas y un rápido desgaste de las escobillas. Por lo tanto, las guías técnicas recomiendan cortar la mica ligeramente por debajo de la superficie del cobre y mantenerla así. 

Las referencias profesionales en reparación de armaduras sugieren que profundidad de ranura Por lo general, debe ser aproximadamente entre 1 y 1,5 veces el ancho de la ranura, o del orden de unas décimas de milímetro por debajo de la superficie de la barra en muchas máquinas, y mostrar ejemplos de la profundidad correcta del socavado (por ejemplo, alrededor de 0,050″ en algunas máquinas de CC más grandes). 

• Lo que se debe y no se debe hacer en materia de subcotización:
  
  • Hazlo Utilice una cuchilla estrecha o una herramienta de socavado que se ajuste perfectamente a la ranura sin cortar el cobre.
    
  • Hazlo mantenga la cuchilla recta para que los lados de la ranura permanezcan paralelos, no en forma de V.
    
  • Hazlo Recortar a una profundidad constante justo por debajo de la superficie de cobre recién mecanizada.
    
  • No marcar los bordes de la barra; eso crea puntos de tensión y problemas de astillamiento.
    
  • No Deje las migas de mica sueltas; limpie las ranuras cuidadosamente con un cepillo suave o aire.
    
  • Hazlo Rompa ligeramente las esquinas afiladas de los bordes de la barra después de realizar el socavado (siguiente paso).
    

Tómese su tiempo: las ranuras limpias y uniformes son una parte importante de un conmutador estable y con poca chispa.

5.6 Paso 6: Desbarbado, biselado y acabado final de la superficie

Después del torneado y el socavado, los bordes del conmutador pueden quedar afilados y pueden quedar rebabas en las ranuras. Si no se eliminan, estas rebabas desgastan las escobillas y producen ruido.

Los consejos para reparar armaduras recomiendan biselar los bordes de las barras, eliminar las rebabas de las ranuras y, a continuación, acabar la superficie con una piedra adecuada para conseguir la rugosidad adecuada. 

• Qué hacer en esta etapa:
  
  • Rompa suavemente los bordes afilados de cada barra con una piedra fina o una herramienta especial para biselar.
    
  • Asegúrese de que no haya rebabas de cobre que unan las ranuras; limpie de nuevo con un punzón pequeño no metálico y un cepillo.
    
  • Con el inducido girando lentamente, utilice una piedra de conmutador fina para difuminar las marcas de mecanizado y obtener un acabado suave y satinado.
    
  • Limpie a fondo después para eliminar todo el polvo abrasivo.
    
• Un “buen” acabado del conmutador:
  
  • Tienen un color uniforme, sin rayas ni zonas quemadas.
    
  • Suave al tacto, pero sin ser brillante ni resbaladizo.
    
  • Muestra ranuras nítidas y limpias con mica ligeramente empotrada.
    

5.7 Paso 7: Cepillos: no te saltes esta parte.

Se puede tener un conmutador perfecto y aun así tener un motor terrible si el Los cepillos y los soportes son incorrectos..

Las guías recientes y clásicas sobre cepillos hacen hincapié en lo siguiente: el grado correcto del cepillo, la presión adecuada del muelle, un buen asiento y unos soportes limpios son fundamentales para la vida útil del conmutador. 

• Lista de verificación de cepillos:
  
  • Reemplace los cepillos que estén astillados, agrietados o desgastados.
    
  • Asegúrate de que los nuevos cepillos sean los calificación correcta para el funcionamiento del motor (demasiado duro o blando aumenta el desgaste o las chispas).
    
  • Limpie los soportes de los cepillos para que estos se deslicen libremente, sin atascos ni torceduras.
    
  • Comprobar y equilibrar presión del resorte; una presión desigual provoca un desgaste desigual y chispas.
    
  • Coloque los cepillos nuevos en el radio del conmutador (utilizando una piedra de asiento o papel abrasivo fino envuelto en la curvatura) de modo que la mayor parte de la cara del cepillo entre en contacto con la superficie.
    
  • Compruebe que el cable flexible de cada cepillo esté intacto y no esté rígido ni deshilachado.
    

Este paso por sí solo suele transformar un “motor problemático” en uno bueno.

6. Procedimiento de reensamblaje y rodaje

Ahora que el conmutador y las escobillas parecen estar en buen estado, es hora de volver a montarlo todo y dejar que se asiente.

El montaje es prácticamente lo contrario al desmontaje, pero hay que prestar atención a la alineación y la limpieza:

• Mantenga el polvo y la arena alejados de los cojinetes y los devanados.
  
• Vuelva a instalar los cojinetes con cuidado; no golpee el eje con un martillo.
  
• Vuelva a colocar los soportes de los cepillos en sus posiciones angulares originales si eran ajustables.
  
• Pasos de rodaje para la primera puesta en marcha:
  
  • Haga girar el motor brevemente con sin carga, prestando atención a cualquier vibración o ruido anómalo.
    
  • Observe los cepillos a través de las ventanas de inspección, si las hay: las chispas deben ser pequeñas, uniformes y no “arrastrarse” mucho alrededor del conmutador.
    
  • Deje que el motor funcione con una carga ligera durante un rato para que las escobillas y la película del conmutador se estabilicen.
    
  • Compruebe periódicamente la temperatura y el olor; un calentamiento excesivo o un fuerte olor a quemado indican que debe detenerse y volver a inspeccionar.
    
  • Después de algunas horas de funcionamiento, vuelva a comprobar el desgaste de las escobillas y la tensión de los resortes, y limpie el polvo.
    

Un conmutador correctamente reparado y rodado suele funcionar con suavidad, con un mínimo de chispas y un desgaste uniforme de las escobillas.

7. Cuándo alejarse y llamar a un taller mecánico

Los talleres de reparación profesionales no solo cuentan con mejores herramientas, sino que también disponen de equipos de prueba y experiencia para detectar problemas que son invisibles a simple vista, como cortocircuitos entre espiras o conexiones sueltas en los elevadores. Las tablas de averías habituales de los fabricantes de motores enumeran problemas como barras sueltas, fallos en las conexiones de los elevadores y averías en el bobinado del inducido que requieren una reparación especializada. 

Si observa alguno de estos síntomas, deje de tratarlo como un proyecto doméstico:

• Es hora de acudir a un profesional si:
  
  • El conmutador es suelto en el eje o los segmentos pueden moverse entre sí.
    
  • Las marcas de quemaduras se extienden profundamente entre las barras, lo que sugiere cortocircuitos internos.
    
  • El inducido presenta daños evidentes en el bobinado (bobinas ennegrecidas, aislamiento fundido).
    
  • Debe eliminar tanto cobre para limpiar la superficie que el diámetro quede cerca o por debajo de las especificaciones.
    
  • El motor sigue produciendo muchas chispas y se sobrecalienta después de una reparación minuciosa y la instalación de escobillas nuevas.
    
  • El motor es grande, caro o fundamental para la misión, y no estás completamente seguro de tus mediciones.
    

La mayoría de los talleres pueden recortar, rebobinar y volver a encintar un inducido de forma mucho más económica que sustituir un motor industrial grande, y además con garantía.

8. Preguntas frecuentes rápidas: preguntas comunes del tipo “¿Esto está bien?”.

Terminemos con algunas preguntas que la gente suele hacerse cuando se encuentra ante un conmutador desgastado.

Reflexiones finales

Reparar un conmutador de armadura es una mezcla de arte y geometría: se trata de proporcionar a las escobillas una superficie limpia, redondeada y correctamente aislada sobre la que deslizarse, respetando al mismo tiempo las dimensiones originales de la máquina. Si usted:

• limpiar cuidadosamente,
  
• inspeccionar con honestidad,
  
• realizar cortes ligeros y controlados,
  
• recortar y acabar la superficie correctamente, y
  
• Presta especial atención a los cepillos y resortes.,
  

Harás mucho más que seguir las guías de ’soluciones rápidas“ de muchos competidores, y le darás a tu motor una oportunidad realmente mejor de tener una segunda vida más larga.