Ремонт шуруповерта: проверка и замена банок для аккумулятора

4 Никель-металл-гидридный аккумулятор

1539542808_2018-10-14_20-41-23.jpg Рейтинг (2021): 4.2

Во многих странах запрещено использовать Ni-Cd аккумуляторы из-за токсичности кадмия, в результате чего популярность металл-гидридных батарей резко возросла. Кроме того, Ni-MH АКБ обладают следующими преимуществами:

  • Эффект памяти полученного заряда значительно снижен;
  • АКБ можно восстанавливать;
  • Размеры и вес уменьшились, а емкость аккумулятора возросла;
  • Устойчивость к механическим повреждениям.

И главное преимущество — отсутствие каких-либо токсичных компонентов.

Несмотря на существенные улучшения характеристик, Ni-MH элементы не смогли полностью вытеснить с рынка своего предшественника, и дело тут не только в стоимости этого продукта (она существенно выше, чем у Ni-Cd АКБ). У металл-гидридных батарей есть не самые сильные стороны, а именно:

  • Не рекомендуется использовать при отрицательных температурах;
  • Может быстро садиться, нельзя допускать полного разряда;
  • При подключении к ЗУ очень долго набирает максимальную емкость.

Кроме того, у этих аккумуляторов довольно малый ресурс, они выдерживают всего 500-600 рабочих циклов. Несмотря на это, Ni-MH батареи для шуруповертов пользуются спросом, и любой покупатель может выбрать модели с нужными ему характеристиками.

Проверка аккумулятора шуруповерта

Для определения реальных основных параметров аккумулятора проводится проверка.

При проведении действий, направленных на проверку аккумуляторных элементов, следует не забывать о влиянии такого фактора, как «эффект памяти». Само явление заключается в том, что из-за частой зарядки накопителя элементы аккумулятора могут изменить свою емкость. Происходит это из-за зарядов, оставшихся от предыдущей зарядки. Больше остальных батарей этому явлению подвержены никель-кадмиевые «банки».

Проверку аккумулятора шуруповерта осуществляют при полной зарядке. Полная проверка проходит в несколько этапов.

Инструменты для проверки

Проверку электрического накопителя можно произвести при помощи:

  • вольтметра постоянного напряжения на 15 В;
  • амперметра и вольтметра постоянного тока;
  • тестера;
  • мультиметра.

Из инструментов следует обзавестись:

  • плоскогубцами;
  • отверткой;
  • ножом;
  • паяльником.

Первый этап проверки

Измерения напряжения и тока проводятся в процессе зарядки электрического накопителя. Показания снимаются периодически спустя определенный отрезок времени. С ростом времени рост напряжения уменьшается.

Так, спустя полчаса после начала зарядки значение напряжения будет 13 В. Если измерить еще через полчаса, то напряжение будет равно 13.5 В. Через 2 часа после начала зарядки напряжение уже будет около 14 В. Это говорит о том, что достигнут максимум. У полностью заряженного аккумулятора напряжение имеет значение равное 17 В.

Оценить качество накопителя можно, измерив ток во время процесса зарядки. Если аккумулятор в хорошем состоянии, то для него характерен устойчивый рост тока в 1 час в течение процесса зарядки. Прохождение значения тока отметки в 1 А говорит о нормальном функционировании накопителя.

Установленный в шуруповерт аккумулятор можно проверить тестером или вольтметром, замерив напряжение между полюсами. Без нагрузки напряжение будет соответствовать напряжению холостого хода. Так, если для 12 «банок» с номиналом в 1.2 В рабочее напряжение будет равно 14.4 В, то напряжение холостого хода возрастет до 17 В. Понижение этой величины означает, что некоторые элементы в аккумуляторе являются нерабочими или накопитель зарядился не полностью.

По результатам первой проверки можно составить начальное впечатление о работоспособности аккумуляторных элементов. Это поможет установить необходимость в разборке аккумулятора.

Проверка под нагрузкой

Для ответа на вопрос в течение какого времени разрядится аккумулятор следует произвести проверку накопителя под нагрузкой. Нагрузку нужно выбирать исходя из мощности накопителя. Если она неизвестна, то считается что мощность нагрузки равна половине произведения силы тока, который отдается аккумулятора при работе, на напряжение накопителя. Как правило, это значение принимается равным 35–40 Вт. Таким образом, в качестве нагрузки можно применить автомобильную фару (35 Вт) или воспользоваться спот-лампой на 12 В с такой же мощностью.

Для проведения измерений батареи аккумулятор подсоединяется к нагрузке через амперметр. Показания снимаются вольтметром. «Банки» подключаются на 2–3 мин. Измеренное напряжение должно быть больше 12.4 В. Если показания попадают в интервал от 12 до 12.4 В, то это значит, что в аккумуляторе имеется поврежденный элемент. О наличии неисправных элементов питания может говорить и снижение яркости лампы, используемой в качестве нагрузки. Если лампа за отведенный временной период погасла, то это значит, что накопитель очень быстро разряжается — у него очень маленькая емкость.

Проверка элементов питания накопителя

Итак, пусть окажется, что с помощью предварительных проверок было установлено наличие неисправных элементов в накопителе. Тогда необходимо разобрать аккумулятор и извлечь последовательно соединенные элементы питания — «банки». Как уже говорилось выше, аккумулятор состоит из 10–12 таких элементов с напряжением в 1.2 В.

Вначале проводится визуальный осмотр мест соединения элементов на предмет нарушений. Они могут вызвать понижение параметров аккумулятора в целом.

После осмотра следует провести измерение напряжения каждой из «банок». Напряжение одного элемента не должно быть меньше 1.2 В. При проведении измерений аккумуляторные элементы следует отключать от соединений со всякого рода датчиками. Прибор для измерения подключается к полюсам батареи. «Банки» с пониженным напряжением подлежат замене. Если при простом измерении не было выявлено несправных элементов, следует померить «банки» под нагрузкой.

Проверка по величине сопротивления

Способность к нормальному функционированию каждой батареи можно проверить, сравнив «банки» по внутреннему сопротивлению. Определяется величина путем деления рабочих параметров напряжение на силу тока и вычетом сопротивления нагрузки.

Рабочее напряжения измеряется обязательно под нагрузкой. В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом и мощностью 25 Вт. Проверке подвергается каждая батарея. Измеряют рабочую силу тока и напряжение.

Для лучшего понимания приведем примерные расчеты. Допустим, в ходе измерения под нагрузкой получены данные для одной «банки»: рабочее напряжение — 1.19 В и рабочая сила тока — 112 мА. Перед тем как произвести вычисление не забываем перевести значение силы тока из мА в А — 0.112 А. Производим соответствующие действия (1.19/0.112) — 10 = 0.63 Ом. Напомним, что вычитаемое в нашем выражении это сопротивление нагрузки резистора (10 Ом).

Проверка остальных параметров

Каждый вид аккумулятора обладает определенной величиной саморазряда.

Так, в течение месяца хранения:

  • никель-кадмиевый аккумулятор может разрядиться на 20%;
  • никель-металлогидридные — 30 %;
  • литий-ионный накопитель — до 8 %.

Контроль за саморазрядом осуществляется путем замеров напряжения каждый день в течение месяца.

Проверка элементов электропитания на наличие «эффекта памяти» осуществляется путем полной зарядки аккумулятора и полной его разрядки. Производят несколько циклов заряд-разрядки (3 или 4). Разрядку аккумулятора можно осуществлять при помощи лампы в 12 В. В ходе действий производят измерения остаточного рабочего напряжения и напряжения холостого хода. После многократного повторения циклов «эффект памяти» исчезнет.

Диагностика неисправностей АКБ

Подозревать неисправность батареи шуруповерта или проводить ее восстановление нужно не сразу, а сначала попробовать заменить ее на вторую из комплекта, прежде зарядив ее как следует. Если шуруповерт вращается плохо, то это может быть вызвано поломками в его механике (мотор или редуктор). В случае сомнений нужно заменить блок питания, если есть такая возможность. Если все указывает на аккумулятор, то тогда можно приступать к его диагностике и восстановлению.

Прежде всего нужно выяснить тип батареи. Это написано на ее корпусе и от этого зависит возможность восстановления. Также должно быть указано номинальное напряжение. Оно обычно лежит в пределах 14 … 19 В. Затем, не разбирая корпус блока аккумуляторов, проводят его проверку. Для этого можно использовать два метода:

  • Проверка мультиметром;
  • Проверка нагрузкой.

Метод мультиметра

Мультиметр может быть использован в двух режимах: измерения напряжения и измерения тока. Если есть два прибора, то это еще лучше, не потребуется делать лишних переключений.

Схема измерений показана ниже:23cbdf3908c531ac9dfbeaeeb3221141-1024x641.png Один мультиметр переключается в режим измерения напряжения (вольтметр), другой – в режим измерения тока (амперметр). Если прибор только один, то вместо амперметра придется использовать просто провод. Провода от аккумулятора к вольтметру могут быть тонкими, а провода от источника питания к батарее – потолще, но не стоит слишком увлекаться, в конце-концов для всей цепи подойдут провода 0.5 сечением мм.кв.

Если напряжение на батарее в норме, но ток заряда мал, значительно меньше одного ампера, то для Ni-Cd аккумулятора это может означать неисправность одного из элементов батареи. Восстановление аккумулятора шуруповерта здесь отменяется, нужен ремонт. Для Li-ion это означает, что либо он в норме, либо также неисправность одного из элементов.

Читайте также:  Руководство, как правильно выбрать хороший шуруповерт

Пусть Ni-Cd аккумулятор имеет номинальное напряжение 18 Вольт. Тогда легко узнать, сколько внутри элементов, не открывая корпуса. Зная номинальное напряжение Ni-Cd 1.2 В, поделите: 18/1,2 = 15. Значит, в корпусе 15 элементов. Если вольтметр показывает холостое напряжение 16,8 В, то это может означать и замыкание одной из банок, и просто разряд нормальной батареи. Такая батарея в разряженном состоянии дает 15 В. Если заряженная показывает 16,8 В или около того, значит, один из элементов замкнут накоротко. Восстановить тоже не получится, придется заменить.

Если батарея при зарядке пропускает ток больше одного ампера, а напряжение постепенно растет, увеличиваясь на 0,1 В за каждые 5-10 минут, и в конце заряда напряжение чуть больше номинала, то аккумулятор в порядке, восстановления не требуется.

Метод нагрузки

Этот метод похож на предыдущий и он пожалуй, проще. Не нужно разбирать зарядное устройство, или использовать лабораторный источник питания. Понадобится только:

  • Автомобильные лампочки;
  • Мультиметр;
  • Куски провода;
  • Паяльник с припоем и флюсом.

Схема проверки:7e674ce46e7e2a88579cbf1d652a2193.png Для такой проверки нужно сначала поставить аккумулятор на зарядку и зарядить обычным образом. Затем подается номинальная нагрузка. Узнать ток несложно, для этого поделите потребляемую мощность на номинальное напряжение. Например, если шуруповерт потребляет мощность 50 Вт (типичный случай), при напряжении 18 В, то ток должен быть 50/18 = 2,77 А. Добиться такого тока, или близкого к нему, можно набирая параллельно автомобильные лампочки от поворотов.

Если аккумулятор отдает номинальный ток в течение нескольких минут, вольтметр показывает напряжение немного ниже номинала, а лампочки не тускнеют, то батарея исправна. Может однако случиться, что для Ni-Cd вскоре ток начнет ослабевать. Это проявление «памяти». В таком случае нужно провести восстановление. Литий-ионные батареи не имеют эффекта памяти, хотя в теории он существует, на практике считают, что его просто нет.

Поэлементная проверка

Этот способ требует разборки корпуса батарейного блока. Он применяется, когда аккумулятор или его элемент перестает отдавать хороший ток, а попытки восстановления оказываются неудачными. Здесь достаточно одного плохого звена, поскольку они соединены последовательно. Но чтобы найти такой элемент, нужно проверить внутреннее сопротивление каждого из них.

Разумеется, начинать надо с общего осмотра всех банок: нет ли трещин, подтекания и т.д. Неисправный элемент сразу выдаст себя внешним видом.

Проверку на токовую отдачу производят с использованием закона Ома для полной цепи (он же первый закон Кирхгофа). Для этого нужно взять сопротивление с номиналом 10 Ом, рассчитанное на 25 Вт, и амперметр. Проверяемый элемент закорачивают на сопротивление, включенное последовательно с амперметром.

Например, пусть для Ni-Cd аккумулятора с напряжением 1,2 В получен ток 100 мА. Запишем его и повторно сделаем измерение, но уже не тока, а напряжения на элементе. Сначала измерим холостое напряжение, без подключения резистора, а потом подключим резистор и посмотрим, насколько упало напряжение. Пусть первый раз было 1,2 В, а после подключения резистора стало 1,05 В. Тогда внутреннее сопротивление этого элемента: Это не слишком мало, если все элементы такие, то батарея сможет обеспечить шуруповерт только половиной мощности. Чем меньше внутреннее сопротивление, тем качественнее элемент, но при непременном условии: он должен давать номинальное, или близкое к этому напряжение. Если напряжение слишком мало, или совсем близко к нулю, то элемент закоротило, он не годится и не может быть восстановлен. Если внутреннее сопротивление больше 3 Ом, то можно попробовать восстановить (см. далее) или заменить.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий