Otin tällaisen, tyyppikilven mukaan, 1 hevosvoimaisen Muncheniläisen Isaria Zähler sähkömoottorin työn alle. Vuosimalli lienee 20- tai 30-lukua.





Tämä moottori on tyyppikilven mukaan tehty 220V jännitteelle. Perimätieto kertoo kuitenkin, että tämä olisi käämitty uudelleen, 120V tasavirralle. Moottori on ollut aikoinaan 120V Lister sähkölaitoksen tekemän sähkön käytettävänä.

Moottori näytti päällisinpuolin melko hyvältä, lukuunottamatta tuota sähkön kytkentä liitintä. Ainoastaa kommutaattori ja hiilet olivat silminnähtävästi huollon tarpeessa. Mittasin eristysvastuksen staattorista ja roottorista(ankkurista) runkoon nähden 500V jännitteellä. Eristysvastus vaikutti hyvältä, jotenka uskalsin kokeilla sähköä tuohon epäilyttävän näköiseen liittimeen. Moottori pyörikin hiilien puhdistamisen jälkeen melko hyvin, 20V jännitteeseen saakka. Siitä ylöspäin jännitettä nostaessa, alkoikin melkoinen valo show kommutaattorilla. Arvelin että hiilissä tapahtuva kipinöinti saattaa johtua kuluneesta kommutaattorista. Tältä roottori näytti kun otin sen ensikerran pois paikaltaan:





Roottori sorviin ja kommutaattorin pinnasta tavaraa pois senverran, että pinta on juuri ja juuri suora. Materiaalia pitikin poistaa n.1,5mm ennekuin kommutaattori oli pyöreä.



Seuraavaksi oli vuorossa lamellien välien aukaisu rautasahan terästä tehdyllä työkalulla.

Lopputulos näyttää tältä:



Roottori takaisin paikalleen staattoriin ja uusi yritys toiveikkain mielin. Toiveet vian poistumisesta osoittautuivat kuitenkin turhiksi. Samanlainen valo show jatkui kommutaattorissa. Tässä vaiheessa moottori jäi tallin nurkkaan muutamaksi kuukaudeksi odottamaan inspiraatiota.

Viime viikolla otin moottorin uudelleen tarkasteluun. Totesin että roottorikäämeissä täytyy olla vyyhtioikosulkuja, jotka aiheuttavat tulenlieskat kommutaattorilla. Moottorin on tehty kangas eristeisillä käämilangoilla ja piki eristeellä, joka antaa moottorin rakenteelle vanhahtavan ilmeen. Ilmeisesti nämä vanhan liiton aineet ovat alkaneet murenemaan ajanmyötä ja elvytyskeinoa toimintakuntoon ei enää ole.  En olisi halunnut muuttaa käämityksen ulkonäköä, mutta muutenkaan moottorista ei tuntunut saavan toimivaa.

Tuolta roottori näytti alkuperäisellä käämityksellä varustettuna:






Juttu jatkuu...

Seuraavaksi alkoi se vaativin vaihe(omasta mielestäni), eli käämien kytkennän ja käämivyyhtien järjestyksen selvittely. Tässä vaiheessa piti olla melkoinen nippu paperia ja kynä, kytkentöjen muistiin merkitsemiseksi.

Tässä on jo ensimmäinen käämivyyhti irrotettuna, eli toisinsanoen se, joka tätä roottoria tehdessä on laitettu viimeisenä paikalleen. Purku tapahtuu siis päinvastaisessa järjestyksessä, kuin uusien käämivyyhtien asennus.



Luulin jo saaneeni muutaman vyyhdin irrotuksen jälkeen oikean kytkentä systeemin selville, mutta jossain vaiheessa teoria ei pitänytkään enää paikkaansa. Onneksi en ollut katkonut käämilankoja poikki, niin pystyin vielä uudelleen tutkimaan kytkennät alusta lähtien.



Lopulta käämien kytkentäteoriani näytti pitävän paikkansa ja uskalsin katkoa loput käämit sivuleikkureilla. Melkoinen piipunrassi tuosta olisi tullut:



Tässä ovat vielä kaksi viimeistä(siis ensimmäisenä asennetut) vyyhtiä paikallaan:



Seuraavaksi käämin päät irti kommutaattorilta:



ja juttu jatkuu...

No jopas olet ottanu komian rojektin, ittellä jäis kyllä piipunrassi asteelle.

Taitaa tuo pallopää kutistua aika lailla kun jääpi kuparista tuo eristekangas pois ja vyyhtien uitto on varmaan helpompaa kun tunnelit staattorilla suuret vai pittääkö nostaa eristeellä ylemmäksi ettei jää tyhjää tilaa?

On kyllä tämmöselle maallikolle mukavaa seurattavaa kun jännittää nuo haisevat valoilmiöt  

Homma on taas edennyt.

Tässä vaiheessa on saatu jo kommutaattorilta kaikki kääminpäät irti ja on viimeinen mahdollisuus tarkastaa käämivyyhtien kytkentä.





Seuraava vaihe on puhdistaa roottorista käämivyyhtien urat ja mitata kommutaattorin lamellien väliset eristysvastukset oikosulkujen varalta. Lamellien välinen eristysvastusmittaus ei onnistu muulloin, kuin käämien ollessa irrotettuna. Tässä kyseisessä moottorissa on 48 lamellia kommutaattorilla ja niistä oli toistakymmentä jonkinasteisessa oikosulussa keskenään. Pienemmät oikousulut poistuivat, kun lamellien väliä sahasi auki kolmelta sivulta riittävän syvälle(käytännössä muutama millin kymmenesosa). Ainoastaan yksi väli oli eristyisen pahasti oikosulussa ja oikosulkukohta näytti muodostuneen akselin vastaiselle sivulle. Pitkällisen rautalangalla, poranterällä ja paineilmalla rassauksen jälkeen sain palaneen hiilikerrostuman poistettua. Paras keino oikosulkujen poistamiseen olisi kommutaattorin irrotus akselilta, mutta siinä hommassa piilee se vaara, että koko kommutaattori voi levitä yksittäisiksi kupari ja eriste palasiksi, kun ei ole tiedossa kyseisen kommutaattorin rakennetta.

Kun kommutaattori tuli kuntoon oli aika siirtyä eristys hommiin. Tässä kuvassa on vanhat pahvi eristeet jo poistettu ja kaikki roottorin mahdollisesti käämilankojen kanssa kosketuksiin tulevat metalli pinnat jo eristetty uudella eristepaperilla. Roottorin rautapakan päissä on alkuperäiset paksut pahvi eristeet, jotka olivat niin hyväkuntoiset, että jätin ne paikoilleen.



Juttu jatkuu...

moi tatu. sinulla on milenkiintoinen projekti meneillään. tarkista ennen kokeilua myös kenttä käämin kunto oikosulkujen varalta kun nuissa tupaa palamaan kenttä käämi ensimmäisenä johtuen siitä että hiili pöly oikosulkee nuo kollektorin lamellien välit (hiilien väliin muodöstuu valokaari "silta" joka "poltaa" kenttä käämin). toki tuo vaurio voi johtua myös nuista sen aikaisista eriste materiaaleista. alä pyöritä moottoria kovilla kierroksilla ennen lakkausta ja käämipakkojen tuentaa ettei käy samoin kuin minulle että "leikkaus onnistu mutta potilas kuoli" käämin ammattikoulu aikana yhden blach&decerin porakoneeseen ankkurin ja kentän no pitihän sitä kokeilla ennen lopullista käsittelyä että toimiiko se no toimihan se aluksi mutta lopussa sitä olis voinu käyttää vaikka jonkun tykin rassina näytti vähän samalta kun nuo sinun purku kuvat. keski pako voima hajotti koko paskan. 

Kuten Martti tuossa edellä jo kertoikin, on tällaisessa käämilangalla tehdyssä roottorissa vaarana käämivyyhtien nouseminen pois uristaan, keskipakoisvoiman vaikutuksesta. Oletettavasti juuri siitä syystä tämä roottori on alkujaankin käämitty niin, että lanka on pyöritetty käsin suoraan käämiuriin, jolloin vyyhdistä tulee niin tiukka, ettei se mahdu nousemaan urassa ylöspäin. Yleensä roottorikäämin vyyhdit kyllä tehdään koneella valmiiksi ja ne pujotetaan sitten valmiina nippuina uriinsa. Varmuudenvuoksi ja alkuperäistä rakennustapaa noudattaen minäkin tein roottorikäämityksen suoraan roottorin käämiuriin käsin pyörittäen. Hommaa tehdessä kävi selväksi, että lankaa pyöritellessä pitää olla mahdollisimman häiriötön ympäristö ja lankakierrokset täytyy muistaa laskea kokoajan. Muutama vyyhti piti ottaa uusiksi, kun puhelin soi tai muuten vaan tuli päässä "oikosulku", että monesko kierros se nyt olikaan menossa.

Tässä kuvassa on n. 1/3 langasta urissaan:



Lankaa pyritellessä tuli välillä mieleen, että jos nämä vyyhdit ei menekkään tasan kaikkiin uriin, niin silloin tämän vehkeen saa nakata romukoppaan. Välilä tilanne alkoi näyttää jo pahalta, kun joissain urissa oli jopa kolme kääminpäätä samaan aikaan ja toisissa urissa ei vielä yhtään. Lopulta jokaiseen 24 uraan tuli kuitenkin tasaisesti 4kpl kääminpäitä. Homma näytti parin päivän langan pyörittelyn jälkeen tältä:



Nykyaikaisemman käämilangan pienemmästä ulkomitasta johtuen, käämityksestä tuli alkuperäistä lyhyempi. Kommutaattoripäähän piti laittaa paksusta pahvista 25mm leveä tukirengas, jonka pintaan käämin päät kiinnitetään. Alkuperäinen tuki oli n.15mm leveä. Tässä käämiurat on jo suljettu ja tukirengasta mallataan paikalleen:



Pahvirengas vahvistettiin vielä lisäksi sidontanauhalla. Uuden käämilangan ohuempi halkaisija tuli ilmi myös käämiurissa. Vaikka lankaa oli tarkalleen yhtä monta kierrosta kuin alkujaankin, jäivät käämiurat todella vajaiksi. Käämiurien yläosaan täytyi tehdä puusta täytepalat, muuten langat eivät olisi pysyneet urissaan. Langan lisäksi uraan mahtui vielä 6x6mm puutikut.






Juttu jatkuu...

tuohan näyttää todella siistiltä käämitykseltä ei juuri häpeä tehdas tekoisesta mutta nuo langan päät vähan kauhistuttaa niitä näkyy olevan x kappaletta pitää olla kytkettäessä tosi tarkkana että käämi pakkojen kierto suunnat ei vaihdu. jolloin moottori haluaisi osan kierroksesta pyöriä toiseen suuntaan (mangneettikentän suunta vaihtuu). tuo naru tuossa kollektorin ja käämien välissä on juuri sen takia että keskipako voima ei rikkos kolektorille meneviä käämi lankoja.

Roottorissa on 24 uraa, johon jokaiseen tulee 4 käämivyyhdinsivua ja jokaisesta vyyhdinsivusta lähtee ulos alku- tai loppupää. Tuossa edellisessä kuvassa on siis irrallaan 96 kääminpäätä. Kommutaattorilla on 48 lamellia, eli jokaiseen lamelliin tulee kiinni 2 lankaa. Jokaisessa langanpäässä on tässä vaiheessa merkittynä vyyhdin numero, sekä alku- ja loppupää.

Seuraavaksi alkoi lankojen kytkeminen kommutaattorille. Tässä on menossa ensimmäisten käämilankojen mallaaminen kommutaattorille:



Kun joka urasta on saatu yksi(tietty) lanka kommutaattorille, on jokatoisessa lamellissa yksi lanka paikallaan. Seuraavaksi edellisten lankojen päälle tulee eriste:



Sitten taas sama toimenpide vielä neljään kertaan, jolloin jokaiseen lamelliin tulee lopputuloksena 2 lankaa.

Tässä on jo päästy vaiheeseen, että kaikki langat on oletettavasti saatu oikeille paikoilleen. Viimeinen eriste ja sidos on vielä laittamatta paikalleen.



Seuraava työvaihe oli lankojen lyhentäminen, emaalin poisto langan päistä ja kiinni tinaaminen. Tämä vaihe taisi viedä enemmän aikaa kuin langan pyörittäminen uriinsa. 300W kolvi oli melko sopiva tähän hommaan, ei lämmittänyt liikaa, mutta tina suli kuitenkin hyvin. Lopputulos näytti suunilleen tältä:



Roottori oli kiikutettava tinauksen jälkeen taas sorviin. Kommutaattori ei ole enää tinauksen jäljiltä oletettavasti suora ja samalla lyhenevät myös nuo muutaman millin mittaiset langanpäät pois.



Kommutaattorin ohentamiseen riitti tälläkertaa n. 0,1mm, jonka jälkeen pinta oli taas suora.




Juttu jatkuu...

Kommutaattorin sorvauksen ja urien puhdistuksen jälkeen oli aika kokeilla lähteekö roottori pyörimään. Ensin piti kuitenkin vielä suorittaa eristysvastusmittaus kommutaattorin ja rungon väliltä, jos vaikka jokin käämilanka on pääsyt kosketuksiin metalli osien kanssa. Tulos näytti eristysten olevan kunnossa. Seuraavaksi roottori siis paikallen staattoriin. Kokeilin moottorin pyörimistä aluksi 12V jännitteellä. Se pyörii sittenkin! Vaikkakin hyvin hitaasti, mutta onneksi pyörii koko kierroksen samaan suuntaan, eli kaikki käämit ovat oikeassa järjestyksessä. Roottori taas pois paikaltaan ja käämilakkahartsia sekoittamaan. Hartsin ja kovettimen sekoituksen ajan roottori oli kamiinan päällä lämpenemässä. Roottori oli arviolta 70°C-80°C, kun aloin hartsauksen. Lämmitetty käämitys tekee hartsista aluksi juoksevampaa ja lopulta kuivuminen tapahtuu nopeammin. Kun hartsi oli hyytynyt eli ei enää valuvassa muodossa, mutta ei kuitenkaan täysin kovettunutkaan, vedin hartsin päälle vielä mustan maalin. Jos hartsi kovettuu kovaksi asti, siinä ei pysy enää maali, pinta on melkein kuin lasia. Pelkästään lakattuna roottori näytti liian modernilta vanhassa rungossa. Lopputulos oli kuitenkin tällainen:



Ennen moottorin lopullista kokoonpanoa ajattelin vielä korjailla staattorin ja hiilenpitimien rispaantuneet johdot. Samoin sille särkyneelle kytkentäalustalle olisi tehtävä jotain. Särkyneen bakeliittisen kytkentäalustan vaihdoin vastaavan kokoiseen muovi palikkaan.



Vanhoissa sähkölaitteissa on se huono puoli, että eristeet kuluvat, vaikka leitetta ei käytettäisikään. Tuossa yllä olevassa kuvassa näkyvät johdot murenevat käsiin pienellä liikuttelullakin. Kangas kuoren sisällä on ilmeisesti guttaperkka(luonnonkumi) eriste, joka vanhetessaan alkaa kuivumaan ja murenee. Nykyaikaisenmpaa tekstiili päälysteistä sähköjohtoa löytyy sähköliikkeistä lämmönkestävänä johtona. Esim. sähköhellojen sisällä olevat johdot ovat monesti tätä tyyppiä. Korvasinkin nuo murenevat johdot vanhasta sähköhellasta puretuilla johtimilla.



Ennenaikaan on jätetty melko paljon tyhjää tilaa moottorin sissän joka suunnassa. Lieneekö syynä jäähdytys vai onko samaan runkoon tehty myös isompi tehoisia koneita?




Hiililtä tulevat johdot puuttuvat vielä...


Hiilenpitimiä kunnostaessa kävi ilmi, että hiilet ovat auttamattomasti lyhyet ja hieman väärän mallisetkin, kytkentäjohdon lähdön osalta.



Eli seuraavaksi hiiliä etsimään. Yhden päivän kiertely Oulun sähköliikkeissä ei tuottanut tulosta. Hammarin Sähkössä myyjä sanoi "haistavansa ongelmia sopivan hiilen löytymisen kanssa". Autosähköliikkeissä ei ollut sopivia hiiliä kytkentäjohdon osalta. Tässä tarvittavassa hiilessä johdon pitää lähteä hiilen perästä keskeltä, mutta auton hiilissä ne näyttävät lähtevän joko sivulta tai perästä laidasta. Seuraavana päivänä keksin vielä yhden huoltofirman josta päätin kysyä hiiliä. Sieltähän se löytyi miljoonalaatikosta, hiili aihio. Hiili oli sitä mallia, että keskeltä halkaisemalla siitä sai tehtyä kaksi pienempää ja ainetta jäi vielä ylikin. Hiili lienee jostain megawatti luokan moottorista tai generaattorista. Kuvassa alinna se alkuperäinen hiili:





Nyt on moottori kasassa ja pyörii ilman valo- ja savutehosteita. Tyyppikilven ehostusta pitää vielä koittaa, kunhan saan jostain mustaa väriainetta.

Suuren työn olet tehnyt.

Saapa nähdä, että vaatisiko tuo Siemens-Halske samansuuntaisia toimenpiteitä, jos sille tarjoaisi sähköä?

Turbiinien generaattorit ovat todennäköisesti aika heikkokuntoisilla eristyksillä säilytyspaikastaan johtuen.