Как проверить аккумулятор шуруповерта на работоспособность
При эксплуатации аккумуляторного электроинструмента в первую очередь выходит из строя АКБ. Перед принятием решения о целесообразности полной или частичной замене батареи, желательно провести ее диагностику, чтобы определить реальное техническое состояние. Проверить аккумулятор шуруповерта на работоспособность можно мультиметром при наличии еще нескольких вспомогательных электротехнических устройств.
Признаки неисправности, когда требуется диагностика
Вновь купленный аккумуляторный электроинструмент проблем не создает. Батареи заряжаются приемлемое время, долго держат заряд даже под нагрузкой, в тяжелых условиях отдают достаточный ток. Но через определенный период пользователь начинает замечать, что после полной зарядки батареи хватает на меньший период. Аккумулятор начинает быстрее заряжаться, но и быстрее отдавать энергию. И это первый звонок. Дальше все будет лишь усугубляться, вплоть до момента, когда инструментом станет невозможно работать. Также могут наблюдаться другие неприятные явления:
- снижение крутящего момента (особенно, под нагрузкой);
- батарея может переставать заряжаться до номинального напряжения (можно определить по зарядному устройству – после долгого пополнения энергии индикатор окончания зарядки так и не загорается);
- другие признаки, указывающие на проблему с аккумуляторной батареей.
Все это означает, что батарея требует диагностики и , по ее итогам, принятия мер – замены или ремонта.
Что понадобится для проверки
Для проверка аккумулятора бытового шуруповерта понадобятся:
- мультиметр или вольтметр;
- мелкий слесарный инструмент для разборки батареи;
- набор резисторов или ламп накаливания на напряжение 12 вольт;
- провода с зажимами «крокодил».
По ходу проверки могут понадобиться и другие инструменты и приспособления.
Первичный замер
Перед первичным замером надо попытаться провести процедуру зарядки до номинального напряжения. После этого надо выждать около часа для стабилизации процессов саморазряда и измерить напряжение аккумуляторной батареи. Оно должно быть равно напряжению, указанному на корпусе, но на 100% доверять этой цифре не стоит – она часто носит маркетологический характер и может быть несколько завышена. Поэтому лучше напряжение определить так: взять напряжение единичного элемента (оно зависит от типа аккумулятора) и умножить его на количество ячеек в батарее. Если количество неизвестно, то надо взять кратность так, чтобы итоговое напряжение не превышало указанное на корпусе.
| Тип аккумулятора | Напряжение холостого хода, В | Пределы напряжения исправного элемента, В |
|---|---|---|
| Литий-ионный | 3,7 | 2,7 – 4,2 |
| Никель-кадмиевый | 1,2 | 1..1,4 |
| Никель-металлогидридный | 1,2 | 1,1-1,25 |
Так, если на корпусе шуруповерта обозначено, что литий-ионный аккумулятор имеет напряжение 20 В, скорее всего это означает, что реально на полностью заряженной АКБ будет 3,7*5=18,5 вольт.
Если напряжение ниже, это означает, что в батарее имеются отстающие элементы. Другой вариант – одна или несколько банок в обрыве и при последовательном включении не дают зарядиться остальным (цепь протекания тока заряда прервана).
Если напряжение аккумулятора, прошедшего процедуру зарядки, ниже ожидаемого на кратное одному или нескольким напряжениям единичного элемента, есть основания предполагать, что имеются полностью неисправные ячейки. Так, если у NiMH батареи на номинал 14 вольт (ожидаемое 1,2*11=13,2 вольт ) по факту на холостом ходу 12,0 вольта, то есть основания предполагать неисправность одной банки, а если 10,8 – то двух.
Замер под нагрузкой
Если батарея на холостом ходу показывает относительно нормальный результат, можно перейти к испытанию под нагрузкой. В качестве эквивалента двигателя можно использовать резистор. Его сопротивление выбирается из соображений номинального тока нагрузки бытового шуруповерта, который на холостом ходу составляет не более 2 ампер (скорее всего, 1..1,5 А), при средней нагрузке около 5 А, при максимальной – до 10 А. Поэтому для испытаний целесообразно выбрать резистор так, чтобы ток составлял 5..10 А. Вычисляется номинал по закону Ома: R=U/I. Так, для шуруповерта на 12 вольт сопротивление резистора должно лежать в пределах 1,2..2,4 Ома. Мощность должна быть от 60 до 120 Вт. Такой резистор найти трудно, поэтому можно соединить параллельно, например, 6 десятиваттных резисторов по 10 Ом и получить нагрузку мощностью 60 Вт и сопротивлением 1,6 Ом.
На этот эквивалент надо нагрузить заряженный аккумулятор и замерить напряжение под нагрузкой.
Другой вариант – составить эквивалент из ламп накаливания, при необходимости соединив их параллельно до достижения нужной мощности. Но тут следует иметь в виду, что сопротивление нити лампы зависит от протекающего через нее тока. Светодиодные приборы свободны от этого недостатка, но их потребление энергии намного ниже, чем у традиционных источников света. Чтобы набрать хотя бы 60 ватт мощности (потребляемой, а не эквивалентной!), потребуется достаточное количество LED-элементов.
Под нагрузкой напряжение несколько просядет относительно уровня холостого хода. Степень снижения зависит от состояния батареи. Четких критериев допустимого уровня снижения напряжение нет, но ориентировочно можно оценить состояние АКБ, сравнив ее с новой батареей.
Проверка каждой банки по отдельности
Вероятность выхода из строя сразу всех элементов крайне мала, поэтому есть смысл проверить каждую ячейку аккумулятора отдельно, чтобы выяснить состояние каждой составляющей и принять решение о выбраковке.
После вскрытия корпуса батареи надо извлечь элементы и внимательно их осмотреть (рассоединять их пока не надо). Ячейки, имеющие вздутия, потеки электролита, следы глубокой коррозии сразу помечаются, как неисправные. Нет никакого смысла в их дальнейшей проверке. На остальных ячейках надо измерить напряжение холостого хода.
Если оно отличается от номинала, но остается в указанных выше пределах, то можно попробовать зарядить отстающий элемент (возможно, полностью восстановить заряд в составе батареи не получилось из-за неисправных ячеек) током 0,1..0,2С. Для этого нужен регулируемый источник тока и измерительные приборы. Заряжать придется вручную, контролировать параметры, чтобы избежать перезаряда, тоже. У незащищенных литий-ионных аккумуляторов желательно следить и за температурой элемента. Еще лучше поставить термовыключатель, разрывающий цепь заряда при перегреве.
Если в течение разумного времени напряжение не восстановилось, ячейка подлежит отбраковке.
После того, как остались элементы, нормально поддающиеся зарядке, можно испытать их под нагрузкой – этот тест для раздельных ячеек будет более информативным, чем для АКБ в целом. Нагружать элементы надо поочередно на одинаковое сопротивление. Уровень просадки напряжения каждый раз надо записывать. Тогда после окончания проверки будет понятно, какие ячейки не держат нагрузку – у них снижение напряжения будет более значительным, чем у большинства банок. Эти «батарейки» также надо отбраковать.
Можно ли измерить емкость АКБ
Проверить емкость аккумулятора шуруповерта вполне реально, имея лишь мультиметр и известную нагрузку. Для этого надо провести цикл заряда-разряда. Полностью заряженную батарею подключают к эквиваленту шуруповерта и контролируют напряжение на ней и время разрядки до нижнего уровня.
Важно! Для этой процедуры использовать лампочки накаливания или нихромовый провод нельзя – ток разряда должен быть постоянным. В противном случае достоверность измерения значительно снизится.
Например, никель-кадмиевая батарея номинальной емкостью 1500 мА*ч (1,5 А*ч) разрядилась током 1 А с напряжения 1,25 В до 1,1 В за 1 час. Значит, ее фактическая емкость – 1000 мА*ч (1 А*Ч). Если разряд производить током 0,5 А, то при такой емкости разряд до нижнего предела будет происходить в течение 2 часов, но надо помнить, что емкость зависит от тока разряда.
Таким способом можно проверить не только АКБ в целом, но и каждый элемент отдельно. Так выявляют отстающие банки, и если одна или несколько ячеек выбиваются из общего ряда по емкости, надо принимать решение об их выбраковке и замене. Если емкость упала у всех элементов (следовательно, у всей батареи), надо менять АКБ полностью.
В следующих роликах можно визуально ознакомиться с примерами диагностики шуруповерта.
Имея из измерительных приборов один мультиметр, можно провести предварительную (и даже более глубокую) диагностику состояния АКБ шуруповерта, а не просто прозвонить элементы цепи на целостность. Для этого надо всего лишь знать приемы тестирования, изложенные в обзоре.