Проверка функций автоматического выключателя
На производстве дифференциальные автоматы проверяются специализированными лабораториями, которые и дают в итоге вывод о том, можно ли обслуживать данный аппарат или нет. Проверить дифференциальный автомат на перегрузочные характеристики или защиту от коротких замыканий, а тем более на время срабатывания этих защит, при покупке вряд ли удаться, для этого нужны специальные лабораторные приборы. О том, как проверить автоматический выключатель, мы подробно рассказывали в отдельной статье. К сожалению в домашних условиях осуществить испытания вряд ли удастся, тем более домашним мастерам.
Однако, основное отличие обычного автомата от дифференциального, это устройство защитного отключения, реагирующее на ухудшение сопротивления изоляции. Именно эту уникальную способность устройства и рекомендуется проверять перед установкой в электрических распределительный щиток. Делать это нужно с регулярной периодичностью, так как именно срабатывание механизма направлено на сохранность жизни и здоровья человека.
Как правильно доливать дистиллированную воду
Дистиллированная вода испаряется только из никель-кадмиевых аккумуляторов, когда они перегреваются во время работы. Поэтому для устранения проблемы и восстановления их функций воду необходимо долить.
Эта процедура выполняется в следующей последовательности:
- После разборки аккумулятора внутри обнаружатся мини-батарейки. Их количество может быть разным, в зависимости от марки инструмента. Неисправный элемент определяется мультиметром. В исправной батарейке напряжение составляет 1-1,3 В. Если этот показатель ниже, значит элемент неисправен и подлежит ремонту.
- Далее производится аккуратное извлечение неисправных деталей, не разрушая соединительных пластинок. Они потребуются позднее для обратной сборки.
- В боковой части сверлится отверстие не более 1 мм. Оно располагается не посередине, а ближе к низу или верху батареи. Сверлить нужно только стенку, не углубляясь внутрь элемента.
- В шприц нужно набрать дистиллированную воду. Игла вставляется в отверстие и через нее батарею полностью заполняют водой. После этого она должна простоять в такой положении не менее суток.
- Через сутки специальным прибором батарейка заряжается, а затем оставляется в заряженном состоянии еще на 7 дней.
- Через неделю ёмкость и напряжение проверяется вновь, и если оно не упало, то отверстие в корпусе запаивается или заделывается силиконом.
После всех манипуляций батареи собираются в одно целое и вставляются внутрь корпуса аккумулятора. Соединительные пластины припаиваются или соединяются точечной сваркой. Затем еще раз проверяется работоспособность всей батареи, после чего она полностью разряжается с помощью небольших нагрузок. Процесс зарядки и разрядки выполняется как минимум 3 раза.
Виды аккумуляторных элементов
За последние 20 — 30 лет разработано множество технологий портативных аккумуляторных батарей: Ni-Cd, Ni-Mh, Li-ion, Li-Pol, Al-Ion, Li-S, Mg-S, Li-O2, LiFePO4 и даже литий-нанофосфатные. Рассмотрим самые популярные из них.
Никель-кадмиевые аккумуляторы
Это самые популярный тип аккумуляторных секций для дешевых шуруповертов .
Достоинства: они дешево стоят и могут хорошо работать при отрицательных температурах. Также они не боятся разряда и хранения в таком положении.
Недостатки: кадмий токсичен и такие аккумуляторы нужно утилизировать специальным образом. Присутствует саморазряд и эффект памяти, низкая удельная объемная емкость.
Никель-металлгидридные аккумуляторы
Никель-металлгидридные стоят чуть подороже, но в целом по уровню они примерно такие же, может чуть лучше никель-кадмиевых.
Достоинства: не токсичны, меньший эффект памяти и саморазряд, большее число циклов заряда/разряда.
Недостатки: более чувствительны к отрицательным температурам, боятся хранения в разряженном состоянии — теряют емкость.
Литий-ионные аккумуляторы
Литий-ионные батареи все чаще применяются в шуруповертах даже бюджетного класса.
Достоинства: нет эффекта памяти — можно заряжать и разряжать в любой момент, большая емкость при меньших габаритах, малый саморазряд, большое число зарядов/разрядов.
Недостатки: высокая цена, опасность чрезмерного нагрева при интенсивном заряде и разряде.
Литий-полимерные аккумуляторы
Пока что литий-полимерные аккумуляторы мало применяются в шуруповертах, но с развитием технологий скорее всего их начнут туда ставить массово.
Достоинства: бОльшая емкость при меньших габаритах, чем у Li-ion, может принимать любую форму, напряжение при разряде держит лучше, низкий саморазряд.
Недостатки: высокая стоимость, нагрев при эксплуатации и опасность возгорания.
Распространённый метод восстановления Ni─Cd аккумуляторов?
На тему восстановления Ni─Cd аккумуляторов есть достаточно много статей и видеороликов в интернете. Большинство из них касается восстановления аккумуляторов от шуруповёртов и другого портативного инструмента. Это неудивительно, поскольку такие батареи стоят достаточно дорого и зачастую их ещё нужно поискать. В основном при восстановлении никель─кадмиевых аккумуляторов используется одна методика, которую мы сейчас опишем.
На изображении ниже представлен аккумулятор от шуруповёрта в сборе и его начинка.
Аккумулятор от шуруповёрта
А на следующем фото представлена одна батарейка этой сборки.
Одна Ni-Cd батарейка из аккумулятора
При этом ток должен быть гораздо больше ёмкости батареи (в десятки раз)
Методика восстановления пригодна для никель─кадмиевых аккумуляторов. Не путать с никель─металлогидридными. Опробована она была на моделях рулонного типа. В принципе подходит для батареек любого возраста и даже потёкших. Конечно, чем старше будет аккумулятор, тем меньше шансов будет его восстановить.
Что понадобиться при проведении процедуры восстановления:
- другая рабочая аккумуляторная батарея с сильным током. Это может быть аккумулятор от источника бесперебойного питания, автомобильный аккумулятор и т. п.;
- крокодилы, куски провода. Куски провода должны иметь длину около 10 сантиметров и сечение не менее 1,5 мм2;
- мультиметр для контроля напряжения;
- средства защиты (перчатки, очки).
В идеале следует проводить процедуру на каждой батарейке (1,2 вольта) по отдельности, а не на все сборке сразу. В этом случае процедура восстановления будет проходить эффективнее и вторую батарею можно будет использовать меньшей мощности (вполне хватит стандартной автомобильной АКБ или аккумулятора из источника бесперебойного питания).
Итак, по порядку, что нужно делать:
Находите у восстанавливаемой батарейки (или у всего блока шуруповёрта, если восстанавливаете целиком) плюс и минус;
Затем при помощи куска провода и крокодилов соединяете минусы;
Потом к одному из плюсовых контактов крепится второй кусок провода;
После этого нужно свободным концом провода быстро касаться оставшегося свободным плюсового контакта
Здесь важно делать касания быстро и кратковременно (2─3 касания в секунду). Эта процедура продолжается 3─4 секунды
Важно не допускать приварки провода в месте касания.
Перезапуск аккумулятора
Вообще, рекомендуется касаться проводом не самого вывода батареи, а сначала прикрепить к нему крокодил или пластину. И уже касаться их.
После проведения одного цикла таких касаний делается замер напряжения на восстанавливаемой батарее. Если не появилось, то делаете ещё один цикл. После того, как на батарейке появится напряжение, она ставится на зарядку до набора своей ёмкости. Скорее всего, она будет меньше номинала. Рекомендуется ещё сделать несколько циклов заряд-разряд для тренировки аккумулятора. Подробно о том, как заряжать Ni-Cd аккумуляторы читайте по указанной ссылке.
Почитав отзывы об этом методе восстановления, стало ясно, что он дает лишь кратковременное улучшение состояния батареи. Аккумулятор действительно начинал работать, заряжаться, разряжаться, набирать ёмкость, но впадал некоторое время, «что в кому». Я так понимаю, что это происходит по причине того, что не устранялся источник проблемы. В результате прожига устранялись дендриты, вызывавшие микрозамыкания, и батарейка оживала. Но поскольку состав и объём электролита нарушены, всё возвращалось в исходное состояние.
После поисков в интернете был найден ещё один, более совершенный метод восстановления Ni─Cd аккумуляторных батарей. Советуем также прочитать материал про то, как восстановить Ni─MH аккумуляторы.
Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы
Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.
Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.
Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.
Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов
Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?
На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.
Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.
Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.
Как контролируют параметры зарядки
Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.
Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.
Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов
- LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
- MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
- LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
- MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.
Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.
Как разобрать аккумулятор
Если выявлена неисправность АКБ, надо перейти к обнаружению неисправных банок – все ячейки редко выходят из строя одновременно, а для создания проблем достаточно одной или нескольких отстающих банок. Поэтому ремонт аккумуляторов для шуруповерта надо начать с разбора АКБ и извлечения ячеек. Рассоединять их пока не надо.
Порядок разборки зависит от конструкции корпуса. Где-то надо будет отжать защелки, где-то вывинтить саморезы или винты. После снятия крышки надо вытащить элементы батареи.
Банки АКБ, извлеченные из корпуса.
Перед тем, как перебрать батарею, надо провести визуальный контроль каждой ячейки. Если среди них есть вздувшиеся, механически поврежденные, со следами потеков электролита или коррозии, такие банки без раздумий надо помечать, как неисправные. Восстанавливать их не стоит.
На остальных элементах надо замерить напряжение. Если оно не соответствует номиналу (или даже ниже нижнего предела), банку надо попробовать зарядить. Рассоединять батарею и в этом случае не обязательно.
Зарядка отдельной ячейки.
Для этого нужен будет источник напряжения с регулируемым выходом. Если зарядить не удалось, банка отбраковывается. Элементы, которые получилось довести до номинала, надо раздельно проверить на емкость и токоотдачу по методике, указанной выше. Если банка не держит зарядку или не выдает достаточный ток, она бракуется.
Тестирование одиночного элемента на емкость и токоотдачу.
Как быстро разрядить аккумулятор
Сколько разряжать аккумулятор обычными нагрузками известно – примерно 7-10 часов, если батарея заряжена полностью. Но как можно быстро разрядить аккумулятор автомобиля или электронной техники?
Батарею в ноутбуке или планшете быстроразрядитьможно естественной нагрузкой, используя игры, просмотр музыкальных и видеопрограмм. Чем больше приложений работает, тем активнее аккумулятор теряет энергию. Можно использовать программу «Быстрый разряд». Суть ее работы в том, что она сама запустит энергоемкие приложения, опустошая батарею.
Можно подключить фонарик к батарее, требующей разрядки. Результат не заставит ждать долго. Но если сборка установлена в корпус шуруповерта, чтобы не нарушать соединения можно использовать нагрузку в виде лампочек накаливания, равных по напряжению батарее. При этом аккумуляторы нужно вынуть, отсоединить от прибора, собрать схему, как показано на фото.
Нужны ли дополнительные усилия и приборы, чтобы быстро посадить автомобильный аккумулятор? Достаточно, если в бортовой системе будут включены фары, музыкальный центр или кондиционер. Энергоемкие приборы быстро заберут энергию в остановленном авто. Но после глубокой посадки напряжения необходимо срочно ставить АКБ на сетевую зарядку.
Улучшенный метод восстановления шуруповёрта аккумуляторов
Автор метода разобрал несколько банок аккумулятора в ходе и обратил внимание на разрыв положительного контакта с отрицательным корпусом. Он предположил, что это вызвано деградацией электролита и оказался прав
Как говорилось выше, в ходе эксплуатации идёт процесс окисления с расходом воды. В результате уменьшения воды в составе щелочного электролита менялись и его эксплуатационные характеристики.
Что было предложено:
- перед тем, как проводить какие-либо манипуляции с подачей импульсного тока и зарядкой, автор метода отобрал из сборки элементы, напряжение на которых было нулевым;
- в их корпусе микродрелью и тоненьким сверлом было сделано отверстие;
- в отверстие каждого элемента был закачан кубический сантиметр дистиллированной воды;
- после этого батарейки отстоялись некоторое время и было измерено их напряжение. Элементы с нулевым напряжением «взбодрили» импульсным током;
- затем была произведена зарядка элементов;
- после этого рекомендуется оставить их на несколько дней, а затем снова проверить напряжение;
- если элементы живы, то отверстия заделываются герметиком или запаиваются. Батарея собирается, заряжается и шуруповёрт готов к работе;
- если напряжение опять нулевое, то добавляется еще «кубик» дистиллированной воды, и процесс повторяется до успешного завершения.
Возможно, вас заинтересует статья о том, как проверить ёмкость аккумулятора телефона.
Неисправности блока аккумуляторов, это самая частая проблема у владельцев ручного электроинструмента. Механика ломается реже. В результате спешки и небрежности при использовании инструмента нарушается режим заряда и разряда аккумуляторов. В результате получается снижение срока эксплуатации батарей в два-три раза. Приходится покупать новую. Но перед покупкой стоит проверить состояние батареи, чтобы убедиться, что неисправность действительно в ней.
Пошаговая инструкция
После того, как все составляющие элементы и инструменты для замены аккумуляторов в шуруповерте подготовлены, можно приступать к сбору. В качестве примера, была разобрана переделка 12 вольтового оборудования на Li-lon батарейку, внутри которого присутствовало 12 NiCd аккумуляторных банок по 1,2 В.
- В первую очередь требуется демонтировать корпус и достать из него встроенный аккумулятор. Для этого нужны кусачки, поскольку сам разъем должен остаться на своем месте.
- Возьмите контроллерный прибор и термопару. Данные элементы необходимо установить в область, где был термодатчик. К слову, если данная деталь еще не извлечена, ее следует убрать. Также нужно помнить о том, что требуется подбирать все детали таким образом, чтобы они смогли поместиться в корпус инструмента.
Так как аккумуляторы не токовые для облегчения их работы было решено ставить по 2 акб в параллель
- После этого в строгой последовательности спаяйте все подготовленные детали. По выбранной схеме к плате припаяйте контроллер. Здесь главное не забыть подсоединить балансировочные точки. Для этого на схеме имеется специальный разъем и проводка.
- Завершающим этапом считается подключение вывода на полюс и минус.
- Основная часть работы выполнена, теперь остается все аккуратно укомплектовать в корпус ничего не повредив.
Если в комплекте имелось штатное ЗУ, то с ними не возникнет проблем. Такие устройства вполне подходят для литиевых аккумуляторных блоков. Еще весь заряд будет поступать через контроллер, что полностью исключает вероятность перегрева батареи от скачков напряжения.
Если изначально шуруповерт на 12 вольт, лучше собирать по такой схеме
Многие задаются вопросом, можно ли сделать зарядку, которая будет заряжать два типа аккумуляторов? Схемы на такие приборы существуют, и они рабочие, но использовать подобное ЗУ не рекомендуется из-за разности напряжения аккумуляторных блоков.
Новые аккумуляторные блоки на рынке продаются в среднем около 2000-3000 рублей. А затраты на модернизацию никель-кадмиевых в литий-ионные не превышают 1000 рублей. Поэтому переделка полностью оправдана.
ВИДЕО: Как пересадить шуруповерт на литиевые аккумуляторы (сварка аккумуляторов в батарею)
Информационный сайт о накопителях энергии
Каждый мастер встречается с проблемой снижения работоспособности инструмента, или полного отказа из-за аккумулятора. Производители используют в 12-ти, 14-ти, 18-ти вольтовых шуруповертах аккумуляторы из никель-кадмиевых батареек. Схема последовательной сборки нескольких элементов создает нужное напряжение. Замена никель-кадмиевых батареек на литийевые увеличивает срок службы аккумулятора, облегчая конструкцию. Обязательная установка платы BMS добавляет надежность. Поэтому переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы, в основном, на форм-фактор 18650, оправдана.
Пошаговая инструкция
После того, как все составляющие элементы и инструменты для замены аккумуляторов в шуруповерте подготовлены, можно приступать к сбору. В качестве примера, была разобрана переделка 12 вольтового оборудования на Li-lon батарейку, внутри которого присутствовало 12 NiCd аккумуляторных банок по 1,2 В.
- В первую очередь требуется демонтировать корпус и достать из него встроенный аккумулятор. Для этого нужны кусачки, поскольку сам разъем должен остаться на своем месте.
- Возьмите контроллерный прибор и термопару. Данные элементы необходимо установить в область, где был термодатчик. К слову, если данная деталь еще не извлечена, ее следует убрать. Также нужно помнить о том, что требуется подбирать все детали таким образом, чтобы они смогли поместиться в корпус инструмента.
Так как аккумуляторы не токовые для облегчения их работы было решено ставить по 2 акб в параллель
- После этого в строгой последовательности спаяйте все подготовленные детали. По выбранной схеме к плате припаяйте контроллер. Здесь главное не забыть подсоединить балансировочные точки. Для этого на схеме имеется специальный разъем и проводка.
- Завершающим этапом считается подключение вывода на полюс и минус.
- Основная часть работы выполнена, теперь остается все аккуратно укомплектовать в корпус ничего не повредив.
Если в комплекте имелось штатное ЗУ, то с ними не возникнет проблем. Такие устройства вполне подходят для литиевых аккумуляторных блоков. Еще весь заряд будет поступать через контроллер, что полностью исключает вероятность перегрева батареи от скачков напряжения.
Если изначально шуруповерт на 12 вольт, лучше собирать по такой схеме
Многие задаются вопросом, можно ли сделать зарядку, которая будет заряжать два типа аккумуляторов? Схемы на такие приборы существуют, и они рабочие, но использовать подобное ЗУ не рекомендуется из-за разности напряжения аккумуляторных блоков.
Новые аккумуляторные блоки на рынке продаются в среднем около 2000-3000 рублей. А затраты на модернизацию никель-кадмиевых в литий-ионные не превышают 1000 рублей. Поэтому переделка полностью оправдана.
ВИДЕО: Как пересадить шуруповерт на литиевые аккумуляторы (сварка аккумуляторов в батарею)
Для чего нужно это делать
Как уже было сказано, многое зависит от того, какого вида батарейки находятся в шуруповерте. Если речь идет о более современных и дорогих литиевых аккумуляторах, их специально разряжать не потребуется. Будет достаточно, если вы просто достанете аккумуляторный блок из инструмента и оставите его на несколько дней. Литий-ионнные АКБ легко разряжаются сами. Что же касается никель-кадмиевых элементов, с ними придется повозиться чуть дольше.
Дело в том, что именно этот вид батареек обладает так называемым «эффектом памяти». Например, если зарядить батарею на 60 процентов, а не на 100 (так часто бывает, когда требуется срочная подзарядка и продолжение работы), при следующем цикле никель-кадмиевые батарейки будут «думать» о 60 процентах как о полном заряде и работать соответственно, не в полную силу. Таким образом, они не будут полноценно использовать ресурс своей реальной емкости. Если этот «эффект памяти» не снять, не «стереть», продуктивность работы инструмента значительно снизится. Убрать же возникший «эффект памяти» возможно только в том случае, если полностью разрядить батарею.
Полная разрядка аккумулятора может понадобиться, если планируется восстановление АКБ шуруповерта — с целью узнать, сколько «банок» работает плохо и какие из них нужно заменить. Но чаще всего она требуется именно по причине особенностей работы «кадмиевых» элементов.
Общие рекомендации по ремонту
Как восстановить аккумулятор шуруповерта? Нужно иметь элементарные представления об электротехнике. Схема батареи простоая. Обычная последовательная цепь (плюс подключается к минусу).
При ремонте Ни-Кд нужно учитывать следующие рекомендации:
- Они обладают эффектом памяти. Классическая схема ввода эксплуатации таких АКБ – 3 полных зарядки и 3 разрядки в ноль. Новый элемент должен пройти эту же раскачку.
- Аналогичный элемент. Чтобы он не выбивался из цепи и вообще не сломал АКБ, новый элемент должен полностью соответствовать предыдущему номиналу.
Литиевый аккумулятор шуруповерта можно ремонтировать в домашних условиях, если учесть следующее:
- Их нельзя паять. Нетерпимость к высоким температурам приведет к неремонтопригодному состоянию. Для этого нужно использовать контактную сварку (она на короткое время нагревает электрод, не вредя АКБ). Если нет доступа к КС, допускается пайка очень мощным паяльником от 100 Ватт. Движение должно быть быстрым и точным.
- Одинаковые модели. Сейчас есть несколько основных производителей литиевых АКБ, которые и используют в популярных зарубежных моделях винтовертов, как Hitachi, Makita и отечественных: Интерскол, Зубр.
