Схема подключения коллекторного электродвигателя: ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

   Возникла необходимость подключить универсальный коллекторный электродвигатель. На первый взгляд никаких проблем нет. Двигатель рабочий, ранее стоял в соответствующем устройстве и выполнял предназначенную ему функцию, то есть уже был подключён.  Но дело в том, что использовать его решил в совершенно ином по своим функциям устройстве. Изменились условия, возможности эксплуатации и требования, как к его работе, так и к сроку службы. Ведь механизм, в котором предполагалось вновь задействовать электродвигатель, должен будет быть собран именно под него. Что делать с существующей обвязкой? Можно и главное нужно ли в ней, что-то менять? В данном конкретном случае это электродвигатель от электробритвы.

   Имеющаяся обвязка состоит из конденсаторов и дросселей предназначенных  выполнять исключительно функции помехоподавляющего фильтра.

   Непосредственно на работу двигателя они ни как не влияют. Известно, что универсальный коллекторный электродвигатель одинаково хорошо работает и на постоянном, и на переменном токе. Соответственно, не мудрствуя лукаво, при имеющимся сопротивлении секций обмоток статора (более 800 Ом) плюс  сопротивление якоря (360 Ом), подключение можно сделать по такой схеме:

   Что и было успешно опробовано.

   Однако на постоянном токе чуточку лучше. Во первых  КПД двигателя при переменном токе меньше, во вторых меньше срок службы щёток, коллектора и всей машины. Схема подключения будет такой.

   Был опробован и этот вариант схемы.

   Искрение щёток коллектора стало заметно меньше. Совсем уж решил на этом и остановиться, но тут посоветовали, что при питании  данного электродвигателя постоянным током следует добавить, после диодного моста, конденсатор.

   Ёмкость конденсатора первоначально посчитал по, показавшейся подходящей для данного случая, формуле. При подключении конденсатора с расчетной ёмкостью в 200 mkf движок взревел как небольшая электродрель, что заставило уменьшать ёмкость. Формулой для расчета, не оправдавшей себя, «делиться» смысла не вижу.

   Остановился на конденсаторе 33mkf х 250V и диодном мосте из диодов 1N4007 (как более компактном). Работой электродвигателя доволен.

Видео работы электромотора

   Ничего необычного, но действительно лучше увидеть, чем услышать (в данном случае прочитать) как он там «гудит», как он там «искрит». Желаю удачных экспериментов, Babay.

Originally posted 2019-05-04 00:35:47. Republished by Blog Post Promoter

Схема подключения коллектора двигателя постоянного тока. КД с индуктором на постоянных магнитах. Смешанные катушки возбуждения

Благодаря своим компактным размерам, коллекторный двигатель получил широкое распространение в конструкциях ручного электроинструмента. Он успешно применяется взамен конденсаторного однофазного асинхронного . Массовое применение коллекторных двигателей обусловлено их высокой мощностью, простотой в управлении и обслуживании. Независимо от внешних различий и типов креплений, все они имеют одинаковый принцип действия.

Устройство и принцип работы

Прежде всего, это однофазный электродвигатель, где осуществляется последовательное возбуждение обмоток. Для его работы может использоваться переменный или постоянный ток. По этой причине, коллекторный электродвигатель считается универсальным.

Большинство таких электродвигателей имеют в своей конструкции основные элементы в виде статора вместе с обмоткой возбуждения, а также ротора и двух щеток в качестве скользящего контакта. Большая роль во всей конструкции отводится тахогенератору. Его магнитный ротор закрепляется в торце роторного вала, а фиксация катушки осуществляется с помощью стопорного кольца или крышки.


Все конструктивные элементы электродвигателя объединены в общей конструкции. Их соединяют две алюминиевые крышки, непосредственно образующие корпус двигателя. Для вывода контактов, присутствующих во всех элементах используется клеммная колодка, позволяющая легко включать их в общую электрическую схему. Для работы ременной передачи на роторный вал запрессовывается шкив.

Подключение и управление

В основе работы данного вида двигателей лежат взаимодействующие поля, присутствующие в статоре и роторе, при прохождении через них электрического тока. Коллекторный двигатель имеет последовательную схему, по которой подключаются обмотки. Контактная колодка позволяет задействовать до десяти контактов, увеличивая количество вариантов подключения.


Простейшее подключение можно выполнить, зная лишь расположение выводов в статоре и щетках. При нормальном подключении устанавливаются средства электрической защиты и устройства, позволяющие ограничивать ток. Поэтому, прямое подключение от сети должно производиться не более чем на 15 секунд.

Управление коллекторным двигателем осуществляется с помощью специальной электронной схемы. В этой схеме всю силовую регулировку выполняет , подающий напряжение на двигатель в необходимом количестве и подключаемый последовательно с ним.

В бытовом электрооборудовании, где используются электродвигатели, как правило, устанавливаются электромашины с механической коммутацией. Такой тип двигателей называют коллекторными (далее КД). Предлагаем рассмотреть различные виды таких устройств, их принцип действия и конструктивные особенности. Мы также расскажем о достоинствах и недостатках каждого из них, приведем примеры сферы применения.

Под таким определением подразумевается электромашина, преобразовывающая электроэнергию в механическую, и наоборот. Конструкция устройства предполагает наличие хотя бы одной обмотки подсоединенной к коллектору (см. рис. 1).

Рисунок 1. Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)

В КД данный элемент конструкции используется для переключения обмоток и в качестве датчика, позволяющего определить положение якоря (ротора).

Виды КД

Классифицировать данные устройства принято по типу питания, в зависимости от этого различают две группы КД:

  1. Постоянного тока. Такие машины отличаются высоким пусковым моментом, плавным управлением частоты вращения и относительно простой конструкцией.
  2. Универсальные. Могут работать как от постоянного, так и переменного источника электроэнергии. Отличаются компактными размерами, невысокой стоимостью и простотой управления.

Первые, делятся на два подвида, в зависимости от организации индуктора он может быть на постоянных магнитах или специальных катушках возбуждения. Они служат для создания магнитного потока, необходимого для образования вращательного момента. КД, где используются катушки возбуждения, различают по типам обмоток, они могут быть:

  • независимыми;
  • параллельными;
  • последовательными;
  • смешанными.

Разобравшись с видами, рассмотрим каждый из них.

КД универсального типа

На рисунке ниже представлен внешний вид электромашины данного типа и ее основные элементы конструкции. Данное исполнение характерно практически для всех КД.


Обозначения:

  • А – механический коммутатор, его также называют коллектором, его функции были описаны выше.
  • В – щеткодержатели, служат для крепления щеток (как правило, из графита), через которые напряжение поступает на обмотки якоря.
  • С – Сердечник статора (набирается из пластин, материалом для которых служит электротехническая сталь).
  • D – Обмотки статора, данный узел относится к системе возбуждения (индуктору).
  • Е – Вал якоря.

У устройств данного типа, возбуждение может быть последовательным и параллельным, но поскольку последний вариант сейчас не производят, мы его не будем рассматривать. Что касается универсальных КД последовательного возбуждения, то типовая схема таких электромашин представлена ниже.


Универсальный КД может работать от переменного напряжения благодаря тому, что когда происходит смена полярности, ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление. В результате этого вращательный момент не изменяет своего направления.

Особенности и область применения универсальных КД

Основные недостатки данного устройства проявляются при его подключении к источникам переменного напряжения, что отражается в следующем:

  • снижение КПД;
  • повышенное искрообразование в щеточно-коллекторном узле, и как следствие, его быстрый износ.

Ранее КД широко применялись, во многих бытовых электроприборах (инструмент, стиральные машины, пылесосы и т.д.). На текущий момент производители практически престали использовать данный тип двигателей отдав предпочтение безколлекторным электромашинам.

Теперь рассмотрим коллекторные электромашины, работающие от источников постоянного напряжения.

КД с индуктором на постоянных магнитах

Конструктивно такие электромашины отличаются от универсальных тем, что вместо катушек возбуждения используются постоянные магниты.


Этот вид КД получил наибольшее распространение по сравнению с другими электромашинами данного типа. Это объясняется невысокой стоимостью вследствие простоты конструкции, простым управлением скорости вращения (зависит от напряжения) и изменением его направления (достаточно изменить полярность). Мощность двигателя напрямую зависит от напряженности поля, создаваемого постоянными магнитами, что вносит определенные ограничения.

Основная сфера применения – маломощные приводы для различного оборудования, часто используется в детских игрушках.


К числу преимуществ можно отнести следующие качества:

  • высокий момент силы даже на низкой частоте оборотов;
  • динамичность управления;
  • низкая стоимость.

Основные недостатки:

  • малая мощность;
  • потеря магнитами своих свойств от перегрева или с течением времени.

Для устранения одного из основных недостатков данных устройств (старения магнитов) в системе возбуждения используются специальные обмотки, перейдем к рассмотрению таких КД.

Независимые и параллельные катушки возбуждения

Первые получили такое название вследствие того, что обмотки индуктора и якоря не подключаются друг к другу и запитываются отдельно (см. А на рис. 6).


Рисунок 6. Схемы КД с независимой (А) и параллельной (В) обмоткой возбуждения

Особенность такого подключения заключается в том, что питание U и U K должны отличаться, в противном случае н возникнет момент силы. Если невозможно организовать такие условия, то катушки якоря и индуктора подключается параллельно (см. В на рис. 6). Оба вида КД обладают одинаковыми характеристиками, мы сочли возможным объединить их в одном разделе.

Момент силы у таких электромашин высокий при низкой частоте вращения и уменьшается при ее увеличении. Характерно, что токи якоря и катушки независимы, а общий ток является суммой токов, проходящих через эти обмотки. В результат этого, при падении тока катушки возбуждения до 0, КД с большой вероятностью выйдет из строя.

Сфера применения таких устройств – силовые установки с мощностью от 3 кВт.

Положительные черты:

  • отсутствие постоянных магнитов снимает проблему их выхода из строя с течением времени;

Минусы:

  • стоимость выше, чем у устройств на постоянных магнитах;
  • недопустимость падения тока ниже порогового значения на катушке возбуждения, поскольку это приведет к поломке.

Последовательная катушка возбуждения

Схема такого КД представлена на рисунке ниже.


Поскольку обмотки включены последовательно, то ток в них будет равным. В результате этого, когда ток в обмотке статора становится меньше, чем номинальный (это происходит при небольшой нагрузке), уменьшается мощность магнитного потока. Соответственно, когда нагрузка увеличивается, пропорционально увеличивается мощность потока, вплоть до полного насыщения магнитной системы, после чего эта зависимость нарушается. То есть, в дальнейшем рост тока в обмотке катушки якоря не приводит к увеличению магнитного потока.

Указанная выше особенность проявляется в том, что КД данного типа непозволительно запускать при нагрузке на четверть меньше номинальной. Это может привести к тому, что ротор электромашины резко увеличит частоту вращения, то есть, двигатель пойдет «в разнос». Соответственно, такая особенность вносит ограничения на сферу применения, например, в механизмах с ременной передачей. Это связано с тем, что при ее обрыве электромашина начинает работать в холостом режиме.

Указанная особенность не распространяется на устройства, чья мощность менее 200 Вт, для них допустимы падения нагрузки вплоть до холостого режима работы.

Преимущества КД с последовательной катушкой, такие же, как у предыдущей модели, за исключением простоты и динамичности управления. Что касается минусов, то к ним следует отнести:

  • высокую стоимость в сравнении с аналогами на постоянных магнитах;
  • низкий уровень момента силы при высокой частоте оборотов;
  • поскольку обмотки статора и возбуждения подключены последовательно, возникают проблемы с управлением скоростью вращения;
  • работа без нагрузки приводит к поломке КД.

Смешанные катушки возбуждения

Как видно из схемы, представленной на рисунке ниже, индуктор на КД данного типа обладает двумя катушками, подключенных последовательно и параллельно обмотке ротора.


Как правило, одна из катушек обладает большей намагничивающей силой, поэтому она считается, как основная, соответственно, вторая – дополнительная (вспомогательная). Допускается встречное и согласованное включение катушек, в зависимости от этого интенсивность магнитного потока соответствует разности или сумме магнитных сил каждой обмотки.

При встречном включении характеристики КД становятся близкими к соответствующим показателям электромашин с последовательным или параллельным возбуждением (в зависимости от того, какая из катушек является основной). То есть, такое включение актуально, если необходимо получить результат в виде неизменной частоты оборотов или их увеличению при возрастании нагрузки.

Согласованное включение приводит к тому, что характеристики КД будут соответствовать среднему значению показателями электромашин с параллельными и последовательными катушками возбуждения.

Единственный недостаток такой конструкции – самая высокая стоимость в сравнении с другими типами КД. Цена оправдывается благодаря следующими положительными качествами:

  • не устаревают магниты, за отсутствием таковых;
  • малая вероятность выхода из строя при нештатных режимах работы;
  • высокий момент силы на низкой частоте вращения;
  • простое и динамичное управление.

В домашнем хозяйстве редко встретишь мотор, работающий на постоянном токе. Зато они всегда устанавливаются в детских игрушках, которые летают, ездят, шагают и т.д. Всегда они стоят в автомобилях: в различных приводах и вентиляторах. В электротранспорте чаще всего используют тоже их.

Другими словами, применяются двигатели постоянного тока там, где требуется достаточно широкий диапазон регулирования скорости и точность ее поддержания.

Электрическая мощность в моторе преобразуется в механическую, заставляющую его вращаться, а часть этой мощности расходуется на нагревание проводника. Конструкция двигателя электрического постоянного тока включает якорь и индуктор, которые разделяют воздушные зазоры. Индуктор, состоящий из добавочных и главных полюсов, и станины, предназначен для создания магнитного поля. Якорь, собранный из отдельных листов, обмотка рабочая и коллектор, благодаря которому постоянный ток подводится к рабочей обмотке, образуют магнитную систему. Коллектор – это насаженный на вал двигателя цилиндр, собранный из изолированных друг от друга медных пластин. К его выступам припаиваются концы обмотки якоря. Ток с коллектора снимается при помощи щеток, закрепленных в определенном положении в щеткодержателях, благодаря чему обеспечивается нужный прижим на поверхность коллектора. Щетки с корпусом двигателя соединяются с помощью траверса.

Щетки, в процессе работы, скользят по поверхности вращающегося коллектора, переходя от одной его пластины к другой. При этом, в параллельных секциях обмотки якоря происходит изменение тока (когда щетка накоротко замыкает виток). Процесс этот называют коммутацией.

Под влиянием своего магнитного поля, в замкнутой секции обмотки возникает ЭДС самоиндукции, вызывающая появление дополнительного тока, который на поверхности щеток распределяет неравномерно ток, что приводит к искрению.


Частота вращения – одна из важнейших его характеристик. Ее регулировать можно тремя способами: изменяя поток возбуждения, изменяя величину подводимого напряжения к двигателю, изменяя сопротивление в якорной цепи.

Два первых способа встречаются намного чаще третьего, ввиду его неэкономичности. Ток возбуждения регулируется при помощи любого устройства, у которого возможно изменять активное сопротивление (например, реостата). Регулирование при помощи изменения напряжения требует наличие источника постоянного тока: преобразователя или генератора. Такое регулирование применяют во всех промышленных электроприводах.

Торможение электрического двигателя постоянного тока

Для торможения электроприводов с ДПТ также есть три варианта: торможение противовключением, динамическое и рекуперативное. Первое происходит за счет изменения полярности тока в обмотке якоря и напряжения. Второе происходит благодаря замыканию накоротко (через резистор) обмотки якоря. Электрический двигатель при этом работает как генератор, преобразуя в электрическую, запасенную им механическую энергию, которая выделяется в виде тепла. Это торможение сопровождается мгновенной остановкой двигателя.

Последнее происходит, если электрический мотор, включенный в сеть, вращается со скоростью, которая выше скорости холостого хода. ЭДС обмотки двигателя в этом случае, превышает значение напряжении я в сети, что приводит к изменению на противоположное направление тока в обмотке мотора, т.е. двигатель отдает в сеть энергию, переходя в режим генератора. Одновременно возникает тормозной момент на валу.

Преимущества двигателей постоянного тока

Сравнивая их с асинхронными моторами, нужно отметить отличные пусковые качества, высокую (до 3000 об/мин) частоту вращения, а также хорошую регулировку. Из недостатков отметить можно? Сложность конструкции, низкую надежность, высокую стоимость и затраты на ремонт и обслуживание.

Принцип действия ДПТ

ДПТ, как и любой современный мотор, работает на основе «Правила левой руки», с которым все знакомы еще со школы и закона Фарадея. При подключении тока к нижней обмотке якоря в одном направлении, а к обмотке верхней – в другом, якорь начинает вращаться, а уложенные в его пазах проводники – выталкиваться магнитным полем статора или обмоток корпуса двигателя постоянного тока. Вправо выталкивается нижняя часть, а влево – верхняя. В результате якорь вращается до тех пор, пока его части не поменяются местами. Чтобы добиться непрерывного вращения, необходимо полярность обмотки якоря регулярно менять местами. Как раз этим и занимается коллектор, коммутирующий при вращении обмотки якоря. На коллектор от источника подается напряжение через пару прижимных щеток из графита.

Принципиальные схемы ДПТ

Двигатель переменного тока подключается просто, в отличие от ДПТ. Обычно у таких двигателей высокой и средней мощности имеются отдельные выводы в клеммной коробке (от обмотки и якоря). На якорь обычно подается полное напряжение, а на обмотку — ток, регулировать который можно реостатом или напряжением переменным. От величины тока, имеющегося на обмотке возбуждения, прямопропорционально зависят обороты двигателя переменного тока.

В зависимости от того, какая используется схема подключения электродвигателя постоянного тока, двигатель электрический может быть постоянного тока, разделяют на самовозбуждающиеся и с независимым возбуждением (от отдельного источника).

Схема для подключения двигателя с возбуждением параллельным

Она аналогична предыдущей, но не имеет отдельного источника питания.

Когда требуется большой пусковой ток, применяют двигатели с возбуждением последовательным: в городском электротранспорте (троллейбусах, трамваях, электровозах).

Токи обоих обмоток в этом случае одинаковы. Недостаток – требуется постоянная нагрузка на вал, поскольку при ее уменьшении на 25%, резко увеличивается частота вращения и происходит отказ двигателя.

Есть еще моторы, которые крайне редко используются — со смешанным возбуждением. Их схема представлена ниже.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Под понятием «возбуждение» понимают создание в электрических машинах магнитного поля, которое необходимо, чтобы заработал двигатель. Схем возбуждения несколько:

  • С независимым возбуждением (питание обмотки происходит от постороннего источника).
  • Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (источник питания обмотки возбуждения и якоря включены параллельно) – шунтовые.
  • С последовательным возбуждением (обе обмотки включены последовательно) – сериесные.
  • Со смешанным возбуждением – компаундные.

Бесщеточные моторы

Но, двигатель со щетками, которые быстро изнашиваются и приводят к искрению, не может использоваться там, где необходима высокая надежность, поэтому среди электротранспорта (электровелосипедов, скутеров, мотоциклов и электромобилей) наибольшее применение нашли бесщеточные электродвигатели. Они отличаются высоким КПД, невысокой стоимостью, хорошей удельной емкостью, длительным сроком службы, малыми размерами, бесшумной работой.

Работа этого двигателя основывается на взаимодействии магнитных полей электромагнита и постоянного. Когда за окном 21 век, а вокруг полно мощных и недорогих проводников, логично заменить механический инвертор цифровым, добавить датчик положения ротора, решающий в какой момент на конкретную катушку необходимо подать напряжение, и получить бесщеточный электродвигатель постоянного тока. В качестве датчика чаще используется датчик Холла.

Поскольку в этом двигателе удалены щетки, он не нуждается в регулярном обслуживании. Управляется двигатель постоянного тока при помощи блока управления, позволяющего изменять частоту вращения вала мотора, стабилизировать на определенном уровне обороты (независимо от имеющейся на валу нагрузки).

Состоит блок управления из нескольких узлов:

  • Системы импульсно-фазового управления СИФУ.
  • Регулятора
  • Защиты.

Где купить электродвигатель

Многие компании с мировыми именами выпускают сегодня электродвигатель постоянного тока 220 В. Купить его можно в интернет — магазинах, менеджеры которых предоставят исчерпывающую онлайн информацию, касающуюся выбранной модели. Большой выбор моделей таких двигателей на сайте http://ru.aliexpress.com/w/wholesale-brushless-dc-motor.html , в каталоге которого можно ознакомиться со стоимостью моделей, их описанием и пр. Если даже в каталоге нет интересующего двигателя, можно заказать его доставку.

Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики. Схема подключения коллекторного двигателя переменного тока, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Область применения таких моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.

  • Упрощенная схема подключения
  • Управление работой двигателя
  • Преимущества и недостатки
  • Типичные неисправности

Особенности конструкции и принцип действия

По сути, коллекторный двигатель переменного тока представляет собой достаточно специфичное устройство, обладающее всеми достоинствами машины постоянного тока и, в силу этого, обладающее схожими характеристиками. Отличие этих двигателей состоит в том, что корпус статора мотора переменного тока для снижения потерь на вихревые токи выполняется из отдельных листов электротехнической стали. Обмотки возбуждения машины переменного тока подключаются последовательно для оптимизации работы в бытовой сети 220в.

Могут быть как одно-, так и трехфазными; благодаря способности работать от постоянного и переменного тока называются ещё универсальными. Кроме статора и ротора конструкция включает щеточно-коллекторный механизм и тахогенератор. Вращение ротора в коллекторном электродвигателе возникает в результате взаимодействия тока якоря и магнитного потока обмотки возбуждения. Через щетки ток подается на коллектор, собранный из пластин трапецеидального сечения и является одним из узлов ротора, последовательно соединенного с обмотками статора.

В целом принцип работы коллекторного мотора переменного тока можно наглядно продемонстрировать с помощью известного со школы опыта с вращением рамки, помещенной между полюсами магнитного поля. Если через рамку протекает ток, она начинает вращаться под действием динамических сил. Направление движения рамки не меняется при изменении направления движения тока в ней.

Последовательное подсоединение обмоток возбуждения дает большой максимальный момент, но появляются большие обороты холостого хода, способные привести к преждевременному выходу механизма из строя.

Упрощенная схема подключения

Типовая схема подключения коллекторного электродвигателя переменного тока может предусматривать до десяти выведенных контактов на контактной планке. Ток от фазы L протекает до одной из щеток, затем передается на коллектор и обмотку якоря, после чего проходит вторую щетку и перемычку на обмотки статора и выходит на нейтраль N. Такой способ подключения не предусматривает реверс двигателя вследствие того, что последовательное подсоединение обмоток ведет к одновременной замене полюсов магнитных полей и в результате момент всегда имеет одно направление.


Направление вращения в этом случае можно изменить, только поменяв местами выхода обмоток на контактной планке. Включение двигателя «напрямую» выполняется только с подсоединенными выводами статора и ротора (через щеточно-коллекторный механизм). Вывод половины обмотки используется для включения второй скорости. Следует помнить, что при таком подключении мотор работает на полную мощность с момента включения, поэтому эксплуатировать его можно не более 15 секунд.

Управление работой двигателя

На практике используются двигатели с различными способами регулирования работы. Управление коллекторным мотором может осуществляться с помощью электронной схемы, в которой роль регулирующего элемента выполняет симистор, «пропускающий» заданное напряжение на мотор. Симистор работает, как быстросрабатывающий ключ, на затвор которого приходят управляющие импульсы и открывают его в заданный момент.


В схемах с использованием симистора реализован принцип действия, основанный на двухполупериодном фазовом регулировании, при котором величина подаваемого на мотор напряжения привязана к импульсам, поступающим на управляющий электрод. Частота вращения якоря при этом прямо пропорциональна приложенному к обмоткам напряжению. Принцип работы схемы управления коллекторным двигателем упрощенно описывается следующими пунктами:

  • электронная схема подает сигнал на затвор симистора;
  • затвор открывается, по обмоткам статора течет ток, придавая вращение якорю М двигателя;
  • тахогенератор преобразует в электрические сигналы мгновенные величины частоты вращения, в результате формируется обратная связь с импульсами управления;
  • в результате ротор вращается равномерно при любых нагрузках;
  • реверс электродвигателя осуществляется с помощью реле R1 и R


Помимо симисторной существует фазоимпульсная тиристорная схема управления.

Преимущества и недостатки

К неоспоримым достоинствам таких машин следует отнести:

  • компактные габариты;
  • увеличенный пусковой момент; «универсальность» — работа на переменном и постоянном напряжении;
  • быстрота и независимость от частоты сети;
  • мягкая регулировка оборотов в большом диапазоне с помощью варьирования напряжения питания.
  • снижение долговечности механизма;
  • искрение между и коллектором и щетками;
  • повышенный уровень шумов;
  • большое количество элементов коллектора.

Типичные неисправности

Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором наблюдается искрение даже при работе нового двигателя. Сработанные щетки следует заменить для предотвращения более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может произойти межвитковое замыкание обмоток якоря или статора, в результате которого происходит значительное падение магнитного поля или сильное искрение коллекторно-щеточного перехода.

Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя может грамотная эксплуатация устройства и профессионализм изготовителя в процессе сборки изделия.

1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах Коллекторные двигатели получили широкое применение не только в электроинструменте (дрели, шуруповёрты, болгарки и т.д), мелких бытовых приборах (миксеры, блендеры, соковыжималки и т.п), но и в стиральных машинах в качестве двигателя привода барабана. Коллекторными двигателями оснащено большинство (примерно 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели применялись уже во многих стиральных машинах ещё с середины 90-х годов и со временем полностью вытеснили .

Коллекторные моторы более компактные, мощные и простые в управлении. Этим и объясняется их столь массовое применение. В стиральных машинах применяются коллекторные двигатели таких марок производителей как: INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC . Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип работы их совершенно одинаковый.

2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины


1. Статор
2. Коллектор ротора
3. Щётка (применяются всегда две щётки,
вторую на рисунке не видно)
4. Магнитный ротор тахогенератора
5. Катушка (обмотка) тахогенератора
6. Стопорная крышка тахогенератора
7. Клеммная колодка двигателя
8. Шкив
9. Алюминиевый корпус

Рис.2

Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД).

Большинство коллекторных двигателей применяемых в стиральных машинах имеют конструкцию и внешний вид представленный на (рис.2)
Данный двигатель имеет ряд таких основных частей как: статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда применяются две щётки), тахогенератор (магнитный ротор которого крепится к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все составные части скрепляются в единую конструкцию двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя. На клеммную колодку выводятся контакты обмоток статора, щёток, тахогенератора необходимые для подключения к электрической схеме. На вал ротора запрессован шкив, через который посредством ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины.

Чтобы в дальнейшем лучше понять как работает коллекторный двигатель, давайте рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.

2.1 Ротор (якорь)


Рис.3
Ротор (якорь) — вращающаяся (подвижная) часть двигателя (Рис.3) . На стальной вал устанавливается сердечник, который для уменьшения вихревых токов изготавливают из наборных пластин электротехнической стали. В пазы сердечника укладываются одинаковые ветви обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующие коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей располагающихся на изоляторе и разделённые между собой зазором.
Для обеспечения скольжения ротора, на его вал запрессовываются подшипники, опорами которых служат крышки корпуса двигателя. Так же, на вал ротора запрессован шкив с проточенными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала есть отверстие с резьбой в которое прикручивается магнитный ротор тахогенератора.

2.2 Статор

Статор — неподвижная часть двигателя (Рис.4) . Для уменьшения вихревых токов, сердечник статора выполнен из наборных пластин электротехнической стали образующих каркас, на котором уложены две равные секции обмотки соединённые последовательно. У статора почти всегда есть только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях применяется так называемое секционирование обмотки статора и дополнительно имеется третий вывод между секциями. Обычно это делается из-за того, что при работе двигателя на постоянном токе, индуктивное сопротивление обмоток оказывает меньшее сопротивление постоянному току и ток в обмотках выше, поэтому задействуются обе секции обмотки, а при работе на переменном токе включается лишь одна секция, так как переменному току индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше. В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только секционирование обмотки статора необходимо для увеличения количества оборотов вращения ротора двигателя. При достижении определённой скорости вращения ротора, электрическая схема двигателя коммутируется таким образом, чтобы включалась одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается и двигатель набирает ещё большие обороты. Это необходимо на стадии режима отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Средний вывод секций обмотки статора применяется не во всех коллекторных двигателях.
Рис.4 Статор коллекторного двигателя (вид с торца)

Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок, последовательно через обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (на рисунке тепловая защита не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводят на клеммную колодку двигателя.


2.3 Щётка

Рис.5

Щётка — это скользящий контакт, является звеном электрической цепи обеспечивающим электрическое соединение цепи ротора с цепью статора. Щётка крепится на корпусе двигателя и под определённым углом примыкает к ламелям коллектора. Применяется всегда как минимум пара щёток, которая образует так называемый щёточно-коллекторный узел.
Рабочая часть щётки — графитовый брусок с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовый брусок имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянной контактной клеммой. Для прижима бруска к коллектору применяется пружинка. Вся конструкция заключена в изолятор и крепится к корпусу двигателя. В процессе работы двигателя, щётки из-за трения о коллектор стачиваются, поэтому они считаются расходным материалом.

(от др.-греч. τάχος — быстрота, скорость и генератор) — измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Тахогенератор предназначен для контроля скорости вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора крепится напрямую к ротору двигателя и при вращении в обмотке катушки тахогенератора по закону взаимоиндукции наводится пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС). Значение переменного напряжения, считывается с выводов катушки и обрабатывается электронной схемой, а последняя в конечном итоге задаёт и контролирует необходимую, постоянную скорость вращения ротора двигателя.
Такой же принцип работы и конструкцию имеют тахогенераторы применяемые в однофазных и трёхфазных асинхронных двигателях стиральных машин.

Рис.6

В коллекторных двигателях некоторых моделей стиральных машин марки Bosch (Бош) и Siemens (Сименс) вместо тахогенератора применяется датчик Холла . Это очень компактный и недорогой полупроводниковый прибор, который устанавливается на неподвижной части двигателя и взаимодействует с магнитным полем кругового магнита установленным на валу ротора непосредственно рядом с коллектором. У датчика Холла три вывода, сигналы с которого так же считываются и обрабатываются электронной схемой (подробно принцип работы датчика Холла в данной статье мы рассматривать не будем).

Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые проходит электрический ток. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет последовательную схему подключения обмоток. В этом легко убедится рассмотрев его развёрнутую схему подключения к электрической сети

(Рис.7) .

У коллекторных двигателей стиральных машин, на контактной колодке может быть от 6 до 10 задействованных контактов. На рисунке представлены все максимальные 10 контактов и всевозможные варианты подключения узлов двигателя.

Зная устройство, принцип работы и стандартную схему подключения коллекторного двигателя, без труда можно запустить любой двигатель напрямую от электросети без применения электронной схемы управления и для этого не надо запоминать особенности расположения выводов обмоток на клеммной колодке каждой марки двигателя. Для этого, достаточно всего лишь определить выводы обмоток статора и щёток и подключить их согласно схеме на приведённом ниже рисунке.

Порядок расположения контактов клеммной колодки коллекторного двигателя стиральной машины выбран произвольно.



Рис.7

На схеме, оранжевыми стрелочками условно показано направление тока по проводникам и обмоткам двигателя. От фазы (L) ток идёт через одну из щёток на коллектор, проходит по виткам обмотки ротора и выходит через другую щётку и через перемычку ток последовательно проходит по обмоткам обеих секций статора доходя до нейтрали (N).

Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.

Для того, чтобы двигатель начал вращаться в другую сторону, необходимо лишь изменить последовательность коммутации обмоток.
Пунктирной линией обозначены элементы и выводы, которые задействованы не во всех двигателях. Например датчик Холла, выводы термозащиты и вывод половины обмотки статора. При запуске коллекторного двигателя напрямую, подключаются только обмотки статора и ротора (через щётки).

Внимание! Представленная схема подключения коллекторного двигателя напрямую, не имеет средств электрической защиты от короткого замыкания и устройств ограничивающих ток. При таком подключении от бытовой сети, двигатель развивает полную мощность, поэтому не следует допускать длительного прямого включения.

4. Управление коллекторным двигателем в стиральной машине

Принцип действия электронных схем, в которых используется симистор, основан на двухполупериодном фазовом управлении. На графике (рис.9) показано как изменяется величина питающего мотор напряжения в зависимости от поступающих на управляющий электрод симистора импульсов с микроконтроллера.


Рис.9 Изменение величины питающего напряжения в зависимости от фазы поступающих импульсов управления

Таким образом можно отметить,что частота вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения прикладываемого к обмоткам двигателя.

Ниже, на (Рис.10) представлены фрагменты условной электрической схемы подключения коллекторного двигателя с тахогенератором к электронному блоку управления (EC) .
Общий принцип схемы управления коллекторного двигателя таков. Управляющий сигнал с электронной схемы поступает на затвор симистора (TY) ,тем самым открывая его и по обмоткам двигателя начинает протекать ток,что приводит к вращению ротора (M) двигателя. Вместе с тем, тахогенератор (P) передаёт мгновенное значение частоты вращения вала ротора в пропорциональный электрический сигнал. По сигналам с тахогенератора создаётся обратная связь с сигналами управляющих импульсов поступаемых на затвор симистора. Таким образом обеспечивается равномерная работа и частота вращения ротора двигателя при любых режимах нагрузки, вследствие чего барабан в стиральных машинах вращается равномерно. Для осуществления реверсивного вращения двигателя применяются специальные реле R1 и R2 ,коммутирующие обмотки двигателя.
Рис.10 Изменение направления вращения двигателя

В некоторых стиральных машинах, коллекторный двигатель работает на постоянном токе. Для этого, в схеме управления, после симистора, устанавливают выпрямитель переменного тока построенный на диодах («диодный мост»). Работа коллекторного двигателя на постоянном токе увеличивает его КПД и максимальный крутящий момент.

5. Достоинства и недостатки универсальных коллекторных двигателей

К достоинствам можно отнести: компактные размеры, большой пусковой момент, быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети, возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения, возможность применения работы как на постоянном,так и на переменном токе.
Недостатки — наличие коллекторно-щёточного узла и в связи с этим: относительно малая надёжность (срок службы), искрение возникающее между щётками и коллектором из-за коммутации, высокий уровень шума, большое число деталей коллектора.

6. Неисправности коллекторных двигателей

Самая уязвимая часть двигателя — коллекторно-щёточный узел. Даже в исправном двигателе, между щётками и коллектором происходит искрение, которое довольно сильно нагревает его ламели. При износе щёток до предела и вследствие их плохого прижима к коллектору, искрение порой достигает кульминационного момента представляющего электрическую дугу. В этом случае ламели коллектора сильно перегреваются и иногда отслаиваются от изолятора, образуя неровность,после чего,даже заменив изношенные щётки, двигатель будет работать с сильным искрением,что приведёт его к выходу из строя.

Иногда происходит межвитковое замыкание обмотки ротора или статора (значительно реже), что так же проявляется в сильном искрении коллекторно-щёточного узла (из-за повышенного тока) или ослаблении магнитного поля двигателя, при котором ротор двигателя не развивает полноценный крутящий момент.
Как мы и говорили выше, щётки в коллекторных двигателях при трении о коллектор со временем стачиваются. Поэтому большая часть всех работ по ремонту двигателей сводится к замене щёток.

Стоит отметить,что надёжность коллекторного двигателя во многом зависит от того, насколько качественно и грамотно производители подходят к технологическому процессу его изготовления и сборки.

Материал подготовлен сервисной службой «Аквалюкс»

Подключение коллекторного двигателя переменного тока

 Уважаемые посетители!!!

Мы вновь возвращаемся в мир занимательного —  как электротехника, так как считаю, что эти знания нам просто всем необходимы в нашей повседневной жизни.  

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 179
Источник: http://zapiski-elektrika.ru/prohee/podklyuchenie-kollektornogo-dvigatelya-peremennogo-toka.html

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.

Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.

Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.

На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:

  • один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
  • С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
  • С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.

Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 2166
Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/

Постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним важные моменты:

  • Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
  • Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
  • Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Ставим перед собой задачу – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 840
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/

Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока

В этой теме необходимо понять, — как именно подключается однофазный коллекторный двигатель переменного тока, допустим, после его ремонта.   Электрическая схема рис.1  дает нам представление о характере электрических соединений, то-есть, здесь мы можем заметить, что две обмотки статора электродвигателя в электрической цепи состоят в последовательном соединении, а две обмотки ротора электродвигателя относительно внешнего источника напряжения — соединены параллельно и электрическая цепь для данного примера замыкается на обмотках ротора электродвигателя. 

рис.1

Кто разбирал из нас бытовые  потребители электроэнергии как:

  • пылесос;

  • электродрель

и далее, со мной согласятся, что для  электрической схемы рис.1 недостает еще одного элемента — конденсатора.   Следовательно, к данному названию типа двигателя можно еще добавить такое название как конденсаторный электродвигатель.   Если следовать логическому мышлению, то конденсатор в схеме электродвигателя в обязательном порядке соединяется с пусковой обмоткой статора, который служит для первоначального сдвига ротора.    Соответственно мы пришли к выводу, что конденсатор  непосредственно должен состоять в последовательном соединении с пусковой обмоткой.     Для примера, приведена схема однофазного двигателя с рабочей и пусковой обмотками  статора, где  сопротивление на каждой обмотке будет принимать свое значение рис.2.  

рис.2 

В зависимости от типов асинхронных  двигателей и их применения рис.3,  существуют следующие схемы подключения к однофазной сети:

рис.3

а) омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки;

б) емкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором;

в) емкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором;

г) емкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором.

В схемах указаны следующие обозначения:

  • А — рабочая обмотка;

  • В — пусковая обмотка;

  • Ср — рабочий конденсатор;

  • Сп — пусковой конденсатор.

Перед подключением коллекторного однофазного двигателя, необходимо определить:

  • рабочую;
  • пусковую

обмотки статора.   Конденсатор,  с  его номинальными значениями по емкости и напряжению, и  соответствующими данными для определенного типа двигателя,  следует подключать к пусковой обмотке статора — последовательно.   Сопротивление обмоток статора принимает следующие средние значения:

  • рабочая обмотка 10-13 Ом;
  • пусковая обмотка 30-35 Ом;
  • общее сопротивление обмоток 40-45 Ом,

— для некоторых видов бытовой техники.   Выполняя замеры сопротивлений на выводах проводов обмоток статора   можно определить пусковую обмотку с ее средним значением.    То-есть,  сопротивление пусковой обмотки принимает среднее значение между рабочей обмоткой и общим сопротивлением двух обмоток — рабочей и пусковой.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 2765
Источник: http://zapiski-elektrika.ru/prohee/podklyuchenie-kollektornogo-dvigatelya-peremennogo-toka.html

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Чтобы изменить направление вращения двигателя, можно только поменять местами начало и конец рабочей (постоянной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно подумать, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и переворачивать ее. Этого делать не нужно, потому что достаточно поработать с контактами снаружи:

  1. Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
  2. Вы увидите, что к этой паре подсоединены две линии: фаза и ноль. При отключенном двигателе произведите реверс путем перекидывания фазы с начального контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на начальный. Или наоборот.

В результате получаем схему, где точки С и D меняются между собой местами. Теперь ротор асинхронного двигателя будет вращаться в другую сторону.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 927
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/

Управление коллекторным двигателем — без реостата

Для управления коллекторным двигателем — без реостата, вполне подойдет пакетный переключатель, с помощью которого осуществляется переключение контактной группы —  в  переключателе рис.4. 

рис.4

В этом примере, в зависимости от переключения позиции,  будет изменяться направление вращения ротора электродвигателя, работа осуществляется с  постоянной скоростью и оборотами двигателя, изменяется только полярность обмоток статора.

 

переключатель кулачковый пакетный

Для управления скоростью вращения ротора электродвигателя,  можно воспользоваться симисторным регулятором скорости вращения.   Данное электроустановочное изделие как и все остальные, подбирается с учетом номинальных значений по силе тока и напряжению,  — учитывается подключаемая нагрузка мощность потребителя электрической энергии.

рис.5

Мощность потребителя, как наглядно видно из формулы рис.5,  это произведение силы тока и напряжения.   Для чего вообще необходимо проводить преварительные вычисления?   Нагрузка, как известно нам, подключается через автомат защитного отключения.   Чтобы установить и подключить автомат защитного отключения, принимается во внимание расчет по силе тока нагрузки рис.6.

рис.6

симисторный регулятор скорости вращения электродвигателя

В кратце, чтобы представить —  что из себя представляет симисторный регулятор,  опять-же нужно вспомнить основы электроники.    Симистор, состоящий в схеме управления, выполняет функцию регулирующего элемента — для питания электродвигателя рис.7.

 рис.7

На рисунке показаны выводы симистра:

При поступлении импульса на вход G — симистор открывается рис.8,  то-есть,  выполняет роль электронного ключа — для питания электродвигателя.

На фотоснимке показано изображение электронного модуля управления.   Электронный модуль управления встречается в стиральных машинах-автомат, работающих в заданом, автоматическом режиме.

 

электронный модуль управления стиральной машины индезит

Подключение коллекторного двигателя — через реостат

 рис.9

В этом схематическом изображении рис.9 показано подключение нагрузки к выводным клеммам генератора через реостат.   Нагрузкой здесь является электрическая лампа накаливания.   Реостат в электрической схеме состоит в последовательном соединении, нагрузка лампочка соединена в схеме параллельно.   Таким-же образом, вместо данной нагрузки можно подключить коллекторный двигатель, работающий от источников электрической энергии, таких как:

либо от внешнего источника энергии, то-есть, от электрической сети.   При подключении коллекторного двигателя нужно принимать во внимание электрическую схему обмоток статора, тип двигателя, как допустим для следующей схемы рис.10.

 рис.10

Электрическая схема представляет из себя схему универсального коллекторного двигателя, где двигатель может работать как от переменного так и от постоянного тока.

В свое время мною было изготовлено определенное количество электрических наждаков, электрические двигатели монтировались на платформу с последующим подключением, на вал ротора закреплялась насадка для установки наждачного круга, поэтому, в своей практике приходилось подключать различные типы электродвигателей.

 наждачный круг

Приведенный пример по электрическим наждакам, — тема довольно-таки тоже занимательная и полезная для наших бытовых нужд. 

  Остается пожелать Вам успешного проведения ремонта для различных видов  бытовой техники.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3504
Источник: http://zapiski-elektrika.ru/prohee/podklyuchenie-kollektornogo-dvigatelya-peremennogo-toka.html

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Второй способ организовать реверс асинхронного мотора 220 Вольт – поменять местами начало и конец пусковой обмотки. Делается это по аналогии с первым вариантом:

  1. Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
  2. Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 694
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/

Страницы

Реверс коллекторного двигателя

При использовании такого переключателя как на фото

есть более наглядная схема подключения реверса, может кому-нибудь поможет.

8 :

А есть схема электронного реверса ?

В идеале конечно нужно так сделать, но я пока не делал

добрый день. А принципиальна переполюсовка именно статора? Или можно такое же проделать с ротором? Просто вчера игрался с переключением направления вращения и не вывев скорость в ноль просто выключил этим переключателем. Дождался остановки двигателя а после включения реверса произошел пробой симистора. Обороты перестали регулироваться хоть и не выходили на полную мощность. После замены все нормализовалось. Вот и думаю теперь о причинах.

Я думаю, что не принципиально ( ротора или статора)

Одним из главных инструментов самодельщика является электродрель, и от ее конструкции и удобства, зависят скорость работы и качество. Есть у меня электродрель советского производства, которая служит верой и правдой много лет. Металлический корпус редуктора и подшипники в редукторе сделали её почти не убиваемой! Мои друзья, пользующиеся современными дрелями зарубежного производства, за это время, поменяли уже по несколько штук.

Но! Есть у неё небольшой недостаток: она не имеет реверса, который очень нужен при некоторых работах, особенно при нарезании резьбы машинными метчиками. Несколько лет назад, решил избавить её от этого недостатка и мне удалось решить эту проблему гораздо лучше, чем это реализовано в дрелях заводского производства в которых переключатель реверса, находится над кнопкой пуска.

Я установил кнопку для переключения в режим реверса в тыльной части электродрели. Если сравнить с пистолетом, то она расположилась примерно в районе курка. Кнопка эта представляет из себя сдвоенный микро-переключатель с перекидными контактами. Переключатель имеет высокую надёжность, маленькие габариты и длительный срок службы. Подобные устройства имели два варианта исполнения, в виде кнопки и в виде тумблера с переключающими контактами и устанавливались в аппаратуре военного назначения, а также в профессиональной измерительной аппаратуре промышленного назначения.

Почему я поставил кнопку, а не тумблер? Потому, что мне показалось, так будет намного удобнее работать, ведь режим реверса приходится включать на непродолжительное время и нажать мягкую кнопку большим пальцем, гораздо проще чем дёргать рычаг переключателя. В последствии этот вариант себя полностью оправдал. Но вы можете поставить и тумблер — дело вкуса.

Схема реверса мотора

Чтобы осуществить реверс коллекторного двигателя надо механически поменять местами концы статорной обмотки двигателя, для этого нужен переключатель с двумя группами переключающих контактов. При нажатии кнопки реверса, щётки подключаются к противоположным обмоткам статора. Естественно, кнопку реверса нужно нажимать только после полной остановке двигателя, а то поломаете редуктор.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 2897
Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечены коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

  1. Снимают конденсатор с начального вывода А;
  2. Подсоединяют его к конечному выводу D;
  3. От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Посмотрите на рисунок выше. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

  • Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
  • Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
  • Эти провода изготовлены из одного и того же материала.

Все эти величины влияют на сопротивление. Оно у обмоток должно быть постоянным. Если вдруг длина или толщина проводов отличаются друг от друга, то после того, как вы организуете реверс, окажется, что сопротивление рабочей намотки станет таким же, как было раньше у пусковой, и наоборот. Это может стать и причиной того, что мотор не сможет запуститься.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Осуществить реверс асинхронного мотора 220В просто, если концы обмоток отводятся из корпуса наружу. Сложнее его организовать, когда выводов всего три. Рассмотренный нами третий способ реверсирования подходит только для кратковременного включения двигателя в сеть. Если работа с обратным вращением обещает быть продолжительной, то мы рекомендуем вскрыть коробку для переключения методами, описанными в 1 и 2 варианте: так безопасно для агрегата, и сохраняется КПД.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 2761
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/

Перейдём к реконструкции

Разобрав дрель, определил место для установки кнопки и круглым напильником выпилил в корпусе отверстие для установки кнопки, подпаял к контактам кнопки провода необходимой длинны и приступил к перекоммутации соединений. Дело в том, что в дрели установлен курок с тиристорным регулятором скорости вращения и при модернизации, это нужно учитывать.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 372
Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/

Смотрите подробности на видео

Таким образом переделать на реверс можно практически любой электроинструмент. Ну вот и всё — дрель собрана и прекрасно работает!

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 159
Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/

Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 17264
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:
  1. https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 5594 (32%)
  2. http://zapiski-elektrika.ru/prohee/podklyuchenie-kollektornogo-dvigatelya-peremennogo-toka.html: использовано 3 блоков из 3, кол-во символов 6448 (37%)
  3. http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 5222 (30%)

Двигатель от стиральной машины — схема подключения электродвигателя

Ни для кого не секрет, что именно двигатель от стиральной машины является главным составляющим оборудования. Он способствует функционированию барабана, за счет чего вещи в нем вращаются и тем самым выстирываются. Случается, что агрегат уже непригоден для использования, но электродвигатель в нем «как новенький». В данном случае у домашнего мастера возникает вопрос: можно ли подключить его к другой технике? Все возможно, но для начала необходимо понять, какой именно двигатель был установлен в вашу машинку, и еще изучить схему подключения.

Содержание

  1. Разновидности приборов
  2. Рекомендации специалистов
  3. Как разобраться с подключением агрегата?
  4. Регулятор оборотов
  5. Какие могут быть неисправности?

Разновидности приборов

В первых модификациях машинок, устройство, которое преобразовывало электрическую энергию в механическую, было оснащено ременным приводом, присоединенным к баку. На сегодняшний день в большей части моделей применяется именно эта технология, но более обновленные агрегаты значительно эволюционировали. Благодаря интенсивному развитию технологических процессов, в продаже появилось оборудование, функционирующее от одного из трех видов моторов:

  • коллекторный;
  • асинхронный;
  • инверторный.

Каждый вариант обладает рядом индивидуальных особенностей, связанных с конструкцией, запуском и подключением двигателя от стиральной машины. Прежде чем купить домашнюю «помощницу», следует учитывать данные параметры.

Коллекторный

Схема подключения коллекторного двигателя

Более 70% бытовой техники имеет коллекторный двигатель. Пик популярности изделия был в 1990 году, но в 2000-х их практически полностью подменили асинхронные устройства. Изделие функционирует от стабильного постоянного или переменного электротока. В комплектацию входит статор, ротор, коробка, тахогенератор, 2 щетки.

Плюсы:

  • компактные размеры;
  • увеличенный интервал запуска;
  • не чувствителен к перепадам электричества;
  • быстроходность;
  • возможность регуляции мощности вращений.

Минусы:

Маленький эксплуатационный срок и потребность регулярной замены щеток. Также следует выделить повышенный уровень шумности.

Асинхронный

Схема подключения асинхронной разновидности для проверки обмотки

Выпускается в двух вариантах: двухфазные и трехфазные электродвигатели для стиральной машины. Комплектация изделия включает неподвижный статор и ротор, который воспроизводит обороты барабаном. Мощность вращения варьируется в пределах 2800 об./мин.

Плюсы:

  • простые конструктивные особенности;
  • не требует регулярного обслуживания;
  • воспроизводит низкий уровень звуков;
  • доступная цена.

Минусы:

Большие габариты, пониженный коэффициент полезного действия. Могут возникнуть существенные сложности в управлении электронными схемами.

Инверторный

Схема подключения мотора инверторного типа

Изделие разработано по инновационным технологиям концерном LG. Но сегодня данное оборудование применяют и другие фирмы, такие как Haier, Самсунг и т.д. В моторе от стиральной машины автомат, как и у предыдущего варианта, присутствует только ротор и статор. Несмотря на этот фактор, работает он по другому принципу. Приводной элемент, монтируется напрямую к барабану. Таким образом, исключается использование уязвимых крепежных деталей.

Плюсы:

  • простая конструкция;
  • сравнительно маленькие габариты;
  • пониженная степень вибрации;
  • высокий процент КПД;
  • отсутствие потребности регулярной замены каких-либо деталей;
  • низкий уровень шума.

Минусы:

Основным недостатком является сложная электронная схема подключения двигателя от стиральной машины, за счет чего производители увеличивают на оборудование цену.

Рекомендации специалистов

Прежде, чем запустить электродвигатель от стиральной машины, следует помнить два важных нюанса:

  1. Оборудование не будет запускаться при использовании конденсатора.
  2. Для подключения не требуется применять пусковую обмотку.

В первую очередь следует определиться, какой цвет провода за что отвечает:

  • 2 белых – измерительный генератор, они не потребуются;
  • 1 красного цвета и 1 коричневого – уходят на подключение к обмотке ротора и статора;
  • темно-зеленый и серый – используется для монтажа к графитовым щекам.

Необходимо быть готовым к тому, что в различных модификациях мотора от стиральной машины могут присутствовать провода, различающиеся по оттенку. Но это совершенно не меняет принцип присоединения.

В разных вариациях цвета проводов могут отличаться

Чтобы обнаружить пары, следует каждый элемент прозвонить. Провода, отвечающие за подключение к измерительному генератору, обладают сопротивлением 60-70 Ом, их следует убрать в сторону,  предварительно объединив изолентой. Продолжайте прозвон для обнаружения остальных пар.

Как разобраться с подключением агрегата?

Предварительно, перед началом работ, следует визуально ознакомиться со схемой электронного присоединения. Система устройства достаточно простая и будет понятна для любого домашнего специалиста.

Подключается электродвигатель от стиральной машинки элементарным образом:

  1. Для начала необходимо определить провода, которые исходят от статора и ротора.
  2. По схематическим параметрам объединяется обмотка статора с щеткой ротора.
  3. Сделайте перемычку, которая обозначается малиновым цветом и заизолируйте ее изолентой.
  4. Остальные 2 провода, которые выступают от обмотки ротора и оставшейся щетки присоединяются к электросети.

Во избежание травм перед началом натвердо зафиксируйте его на прочной поверхности. Дело в том, что при подведении техники к элетрической сети 220 В, она сразу начнет воспроизводить обороты. Таким образом вы создадите безопасную обстановку для тестового подключения.

Если требуется изменить направление оборотов, нужно просто переместить перемычку к другим контактам. Для автоматизации режима включения и выключения достаточно установить на соответствующие провода клавиши.

ВИДЕО: Как подключить двигатель от стиральной машины к 220

Регулятор оборотов

У моторов от стиральных машин большая скорость оборотов, что требует установку специального регулятора, который позволит агрегатам переключаться на разные режим работы. Для данной задачи отлично подойдет обычное реле для  настройки мощности светового потока, но здесь потребуются некоторые доработки.

  1. Достаньте из старой стиралки симистор с радиатором, который отвечает за работу автоматизированного включения.
  2. Впаяйте данную деталь в микросхему устройства, предварительно убрав маломощный прибор.

Какие могут быть неисправности?

Исходя из данной информации, любой мастер запросто справиться с задачей подключения оборудования. Но при запуске двигателя от стиральной машинки может произойти небольшой казус – устройство не будет реагировать на включение.  Попробуем разобраться, в чем причина.

При запуске в течение одной минуты проконтролируйте температурный режим мотора. За маленький промежуток времени тепло не распространится на все составляющие агрегата, поэтому есть возможность определить, где именно происходит быстрое повышение температуры – подшипник, ротор или другие запчасти.

Главным причинами неполадок считаются:

  • разрушение или засор подшипникового узла;
  • резкое увеличение резервуара конденсатора (актуально исключительно для асинхронного вида мотора машинки автомат).

Если обнаружится одна из проблем, потребуется купить запасные части и установить их в электродвигатель.

ВИДЕО: Регулятор оборотов с поддержанием мощности (подключение, настройка, тест)

Как подключить коллекторный электродвигатель

15.01.2017

Предлагаем посмотреть видео о подключении электродвигателя к сети 220В

Многие задаются вопросом как проверить двигатель от стиральной машины перед покупкой, как правильно подключить его и использовать с платой регулировки оборотов без потери мощности. Все очень просто…

Для проверки двигателя нам понадобиться:

  • сетевой провод (желательно с клеммами для удобства),
  • перемычка,
  • мультиметр.

На что следует обратить внимание при проверке двигателя?

1. Состояние коллекторно-щеточного узла,
2. Работу таходатчика.

Для начала мы разберемся с подключением двигателя и его проводами. Нам необходимо найти его обмотку, щетки и таходатчик. Для этого мы ставим мультиметр в режим «прозвонки» и поочередно начинаем перебирать провода.

Бывают двигатели с 6, 8 и 9-ю контактами. Для начала нам нужно определить какие контакты нам необходимы.

Двигатель с 6 контактами (3 пары)

Если двигатель открытого типа, то его провода найти легко. Осталось найти еще 2 пары контактов. Это не имеет принципиального значения что из них обмотка, а что щетки. Но для ясности можно один щуп мультиметра прикоснуть к одной из клеммы любой пары контактов, а второй щуп прикоснуть к коллектору двигателя. Если при этом мы видим замыкание цепи, значит эта пара клемм относится к щеткам, а оставшаяся пара будет являться обмоткой двигателя. 

Теперь подключим провода. Для начала подключаем нашу перемычку. Для этого мы берем один конец щеток и один контакт от обмотки и соединяем их перемычкой. На оставшиеся контакты щеток и обмотки мы прикрепляем сетевой провод. Все, двигатель подключен и его можно подключать в сеть.

Двигатель с 8 и 9-ю контактами

Откуда же так много проводов?
Одна пара — это «термопара». Как правило ее провода имеют контрастную расцветку — черного или белого цвета. Для нашего подключения эти провода не понадобятся.
Остается еще один неизвестный провод — это так называемая «средняя точка обмотки». На каких то двигателях она есть, а на каких то нет. Проще говоря обмотка этих двигателей разделена на две части. Но какую же часть этой обмотки выбрать нам?
Для этого мы берем мультиметр и ставим его в режим «измерения сопротивления» и находим обмотку с меньшим сопротивлением. За счет этого в цепи будет проходить больше тока, а следовательно двигатель будет вращаться быстрее и мощнее.
Выбираем обмотку с меньшим сопротивлением и подключаем все точно так же, как в случае с тремя парами контактов.

Если двигатель закрытого типа и мы не можем найти провода таходатчика, то его клеммы можно найти с помощью мультиметра в режиме «прозвонки». 
Прозвонка его клемм отличается от прозвонки всех остальных клемм. Клеммы таходатчика либо не пищат совсем, а показывают только сопротивление. Либо их звук отличается от стандартного.

Поменять направления двигателя

Чтобы поменять направление двигателя, нам нужно поменять положение перемычки подсоединив ее конец к другому концу обмотки либо щетки.

На что стоит обратить внимание при покупке двигателя

Первое, что мы проверяем — это состояние коллекторно щеточного узла. Для этого нам необходимо включить двигатель в сеть и посмотреть как сильно искрят щетки. Если щетки искрят сильно (как показано на видео), то коллектор данного двигателя не исправен и приобретать его мы не советуем.

Второе, — нам нужно проверить таходатчик. Для этого мы вновь берем мультиметр и ставим его в режим «переменного напряжения» и замеряем выходное напряжения на клеммах таходатчика при включенном двигателе. Оно должно быть от 20 до 70 вольт. Это значит, что таходатчик исправен.

После проверки двигателя, его можно подключить к плате регулировки оборотов с поддержанием мощности и регулировать обороты в широком диапазоне — от 200 до 15000 об/мин. При подаче нагрузки на вал двигателя он не будет просаживать обороты за счет обратной связи — таходатчика. А если Вам нужно менять направление вращения двигателя, можно поставить кнопку реверса как мы можем видеть на видео.

Теперь это устройство можно использовать везде где необходима вращающаяся механическая энергия с регулировкой оборотов без потери мощности. Это могут быть различные медогонки, пилы, гриндеры, сверлильные станки, гончарные круги, токарные станки, дровоколы, точила, зернодробилки и многое другое.

 

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Как подключить однофазный электродвигатель, схема запуска

Работа асинхронных электрических двигателей основывается на создании вращающегося магнитного поля, приводящего в движение вал. Ключевым моментом является пространственное и временное смещение обмоток статора по отношению друг к другу. В однофазных асинхронных электродвигателях для создания необходимого сдвига по фазе используется последовательное включение в цепь фазозамещающего элемента, такого как, например, конденсатор.

Содержание:

  1. Отличие от трехфазных двигателей
  2. Как это работает
  3. Основные схемы подключения
  4. Другие способы
  • Подбор конденсатора
  • Отличие от трехфазных двигателей

    Использование асинхронных электродвигателей в чистом виде при стандартном подключении возможно только в трехфазных сетях с напряжением в 380 вольт, которые используются, как правило, в промышленности, производственных цехах и других помещениях с мощным оборудованием и большим энергопотреблением. В конструкции таких машин питающие фазы создают на каждой обмотке магнитные поля со смещением по времени и расположению (120˚ относительно друг друга), в результате чего возникает результирующее магнитное поле. Его вращение приводит в движение ротор.

    Однако нередко возникает необходимость подключения асинхронного двигателя в однофазную бытовую сеть с напряжением в 220 вольт (например в стиральных машинах). Если для подключения асинхронного двигателя будет использована не трехфазная сеть, а бытовая однофазная (то есть запитать через одну обмотку), он не заработает. Причиной тому переменный синусоидальный ток, протекающий через цепь. Он создает на обмотке пульсирующее поле, которое никак не может вращаться и, соответственно, двигать ротор. Для того, чтобы включить однофазный асинхронный двигатель необходимо:

    1. добавить на статор еще одну обмотку, расположив ее под 90˚ углом от той, к которой подключена фаза.
    2. для фазового смещения включить в цепь дополнительной обмотки фазосдвигающий элемент, которым чаще всего служит конденсатор.

    Редко для сдвига по фазе создается бифилярная катушка. Для этого несколько витков пусковой обмотки мотаются в обратную сторону. Это лишь один из вариантов бифиляров, которые имеют несколько другую сферу применения, поэтому, чтобы изучить их принцип действия, следует обратиться к отдельной статье.

    После подключения двух обмоток такой двигатель с конструкционной точки зрения является двухфазным, однако его принято называть однофазным из-за того что в качестве рабочей выступает лишь одна из них.

    Схема подключения коллекторного электродвигателя в 220В

    Схема подключения однофазного асинхронного двигателя (схема звезда)

    Как это работает

    Пуск двигателя с двумя расположенными подобным образом обмотками приведет к созданию токов на короткозамкнутом роторе и кругового магнитного поля в пространстве двигателя. В результате их взаимодействия между собой ротор приводится в движение. Контроль показателей пускового тока в таких двигателях осуществляется частотным преобразователем.

    Несмотря на то, что функцию фаз определяет схема присоединения двигателя к сети, дополнительную обмотку нередко называют пусковой. Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин – крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. Проще говоря, при некоторых условиях, не подсоединяя вторую фазу через конденсатор, мы могли бы запустить двигатель, раскрутив ротор вручную и поместив в статор. В реальных условиях для этого необходимо запустить двигатель с помощью пусковой обмотки (для смещения по фазе), а потом разорвать цепь, идущую через конденсатор. Несмотря на то, что поле на рабочей фазе пульсирующее, оно движется относительно ротора и, следовательно, наводит электродвижущую силу, свой магнитный поток и силу тока.

    Основные схемы подключения

    В качестве фазозамещающего элемента для подключения однофазного асинхронного двигателя можно использовать разные электромеханические элементы (катушка индуктивности, активный резистор и др.), однако конденсатор обеспечивает наилучший пусковой эффект, благодаря чему и применяется для этого чаще всего.

    однофазный асинхронный двигатель и конденсатор

    Различают три основные способа запуска однофазного асинхронного двигателя через:

    • рабочий;
    • пусковой;
    • рабочий и пусковой конденсатор.

    В большинстве случаев применяется схема с пусковым конденсатором. Это связано с тем, что она используется как пускатель и работает только во время включения двигателя. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Для замыкания цепи пусковой цепи зачастую используют реле или кнопку.

    Поскольку обмотка пусковой фазы используется кратковременно, она не рассчитана на большие нагрузки, и изготавливается из более тонкой проволоки. Для предотвращения выхода её из строя в конструкцию двигателей включают термореле (размыкает цепь после нагрева до установленной температуры) или центробежный выключатель (отключает пусковую обмотку после разгона вала двигателя).

    Таким путем достигаются отличные пусковые характеристики. Однако данная схема обладает одним существенным недостатком – магнитное поле внутри двигателя, подключенного к однофазной сети, имеет не круговую, а эллиптическую форму. Это увеличивает потери при преобразовании электрической энергии в механическую и, как следствие, снижает КПД.

    Схема с рабочим конденсатором не предусматривает отключение дополнительной обмотки после запуска и разгона двигателя. В данном случае конденсатор позволяет компенсировать потери энергии, что приводит к закономерному увеличению КПД. Однако в пользу эффективности проходится жертвовать пусковыми характеристиками.

    Для работы схемы необходимо подбирать элемент с определенной ёмкостью, рассчитанной с учетом тока нагрузки. Неподходящий по емкости конденсатор приведет к тому, что вращающееся магнитное поле будет принимать эллиптическую форму.

    Своеобразной «золотой серединой» является схема подключения с использованием обоих конденсаторов – и пускового, и рабочего. При подключении двигателя таким способом его пусковые и рабочие характеристики принимают средние значения относительно описанных выше схем.

    На практике для приборов, требующих создания сильного пускового момента используется первая схема с соответствующим конденсатором, а в обратной ситуации – вторая, с рабочим.

    Другие способы

    При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор.

    С экранированными полюсами и расщепленной фазой

    В конструкции такого двигателя используется короткозамкнутая дополнительная обмотка, а на статоре присутствуют два полюса. Аксиальный паз делит каждый из них на две несимметричные половины, на меньшей из которых располагается короткозамкнутый виток.

    После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части. Одна из них движется через экранированную часть полюса. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Благодаря индуктивности появляется электродвижущая сила и сдвиг магнитных потоков по фазе и времени.

    Витки короткозамкнутой обмотки приводят к существенным потерям энергии, что и является главным недостатком схемы, однако она относительно часто используется в климатических и нагревательных приборах с вентилятором.

    С асимметричным магнитопроводом статора

    Особенностью двигателей с данной конструкцией заключается в несимметричной форме сердечника, из-за чего появляются явно выраженные полюса. Для работы схемы необходим короткозамкнутый ротор и обмотка в виде беличьей клетки. Характерным отличием этой конструкции является отсутствие необходимости в фазовом смещении. Улучшенный пуск двигателя осуществляется благодаря оснащению его магнитными шунтами.

    Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов. Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники.

    Подбор конденсатора

    Перед тем как подключить однофазный электродвигатель, необходимо произвести расчет необходимой ёмкости конденсатора. Это можно сделать самостоятельно или воспользоваться онлайн-калькуляторами. Как правило, для рабочего конденсатора на 1 кВт мощности должно приходиться примерно 0,7-0,8 мкФ емкости, и около 1,7-2 мкФ – для пускового. Стоит отметить, что напряжение последнего должно составлять не менее 400 В. Эта необходимость обусловлена возникновением 300-600 вольтного всплеска напряжения при старте и останове двигателя.

    Керамический и электролитический конденсатор

    Ввиду своих функциональных особенностей однофазные электродвигатели находят широкое применение в бытовой технике: пылесосах, холодильниках, газонокосилках и других приборов, для работы которых достаточно частоты вращения двигателя до 3000 об/мин. Большей скорости, при подключении к стандартной сети с частотой тока в 50 Гц, невозможно. Для развития большей скорости используют коллекторные однофазные двигатели.

    Как подключить двигатель от стиральной машины — Мои статьи — Каталог статей

    В современных стиральных машинах применяются коллекторные двигатели. Взглянув на двигатель, вы сразу же удивитесь — как же его подключить для собственных нужд. Ведь у него 2 вывода от щеток и 2 вывода от одной обмотки.

    А где же еще одна обмотка ? — вы спросите. Мы привыкли к пусковым конденсаторам и обмоткам. А что  же тут?

     

    Рис.1  Внешний вид универсального
    коллекторного двигателя

    Содержание:

    1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах
    2. Устройство коллекторного двигателя стиральной машины:
        2.1  Ротор (якорь)
        2.2  Статор
        2.3  Щётка
        2.4  Тахогенератор

    3. Схема подключения коллекторного двигателя
    4. Управление коллекторным двигателем в стиральной машине
    5. Достоинства и недостатки универсальных коллекторных двигателей
    6. Неисправности коллекторных двигателей

     

    1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах

    Коллекторные двигатели получили широкое применение не только в электроинструменте (дрели, шуруповёрты, болгарки и т.д), мелких бытовых приборах (миксеры, блендеры, соковыжималки и т.п), но и в стиральных машинах в качестве двигателя привода барабана. Коллекторными двигателями оснащено большинство (примерно 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели применялись уже во многих стиральных машинах ещё с середины 90-х годов и со временем полностью вытеснили однофазные конденсаторные асинхронные двигатели.

    Коллекторные моторы более компактные, мощные и простые в управлении. Этим и объясняется их столь массовое применение. В стиральных машинах применяются коллекторные двигатели таких марок производителей как: INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC. Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип работы их совершенно одинаковый.
     

    2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины


    1. Статор
    2. Коллектор ротора
    3. Щётка (применяются всегда две щётки,
    вторую на рисунке не видно)
    4. Магнитный ротор тахогенератора
    5. Катушка (обмотка) тахогенератора
    6. Стопорная крышка тахогенератора
    7. Клеммная колодка двигателя
    8. Шкив
    9. Алюминиевый корпус

    Рис.2  Конструкция коллекторного двигателя стиральной машины

    Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его  называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД).

    Большинство коллекторных двигателей применяемых в стиральных машинах имеют конструкцию и внешний вид представленный на (рис.2)
    Данный двигатель имеет ряд таких основных частей как: статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда применяются две щётки), тахогенератор (магнитный ротор которого крепится к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все составные части скрепляются в единую конструкцию двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя . На клеммную колодку выводятся контакты обмоток статора, щёток, тахогенератора необходимые для подключения к электрической схеме. На вал ротора запрессован шкив, через который посредством ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины.

    Чтобы в дальнейшем лучше понять как работает коллекторный двигатель, давайте рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.

     

    2.1 Ротор (якорь)


    Рис.3  Ротор (якорь) коллекторного двигателя
    Ротор (якорь) — вращающаяся (подвижная) часть двигателя (Рис.3). На стальной вал устанавливается сердечник, который для уменьшения вихревых токов изготавливают из наборных пластин электротехнической стали. В пазы сердечника укладываются одинаковые ветви обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующие коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей располагающихся на изоляторе и разделённые между собой зазором.
    Для обеспечения скольжения ротора, на его вал запрессовываются подшипники, опорами которых служат крышки корпуса двигателя. Так же, на вал ротора запрессован шкив с проточенными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала есть отверстие с резьбой в которое прикручивается магнитный ротор тахогенератора.

    2.2 Статор

    Статор — неподвижная часть двигателя (Рис.4) . Для уменьшения вихревых токов, сердечник статора выполнен из наборных пластин электротехнической стали образующих каркас, на котором уложены  две равные секции обмотки соединённые последовательно. У статора почти всегда есть только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях применяется так называемое секционирование обмотки статора и дополнительно имеется третий вывод между секциями. Обычно это делается из-за того, что при работе двигателя на постоянном токе, индуктивное сопротивление обмоток оказывает меньшее сопротивление постоянному току и ток в обмотках выше, поэтому задействуются обе секции обмотки, а при работе на переменном токе включается лишь одна секция, так как переменному току индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше. В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только секционирование обмотки статора необходимо для увеличения количества оборотов вращения ротора двигателя. При достижении определённой скорости вращения ротора, электрическая схема двигателя коммутируется таким образом, чтобы включалась одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается и двигатель набирает ещё большие обороты. Это необходимо на стадии режима отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Средний вывод секций обмотки статора применяется не во всех коллекторных двигателях.
    Рис.4  Статор коллекторного двигателя (вид с торца)

    Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок, последовательно через  обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (на рисунке тепловая защита не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводят на клеммную колодку двигателя.


    2.3 Щётка  

    Рис.5  Щётка коллекторного двигателя

    Щётка — это скользящий контакт, является звеном электрической цепи обеспечивающим электрическое соединение цепи ротора с цепью статора. Щётка крепится на корпусе двигателя и под определённым углом примыкает к ламелям коллектора. Применяется всегда как минимум пара щёток, которая образует так называемый щёточно-коллекторный узел.
    Рабочая часть щётки — графитовый брусок с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовый брусок имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянной контактной клеммой. Для прижима бруска к коллектору применяется пружинка. Вся конструкция заключена в изолятор и крепится к корпусу двигателя. В процессе работы двигателя, щётки из-за трения о коллектор стачиваются, поэтому они считаются расходным материалом.
     

    2.4 Тахогенератор

    Тахогенератор (от др.-греч. τάχος — быстрота, скорость и генератор) — измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Тахогенератор предназначен для контроля скорости вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора крепится напрямую к ротору двигателя и при вращении в обмотке катушки тахогенератора по закону взаимоиндукции наводится пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС). Значение переменного напряжения, считывается с выводов катушки и обрабатывается электронной схемой, а последняя в конечном итоге задаёт и контролирует необходимую, постоянную скорость вращения ротора двигателя.
    Такой же принцип работы и конструкцию имеют тахогенераторы применяемые в однофазных и трёхфазных асинхронных двигателях стиральных машин.

    Рис.6  Тахогенератор

    В коллекторных двигателях некоторых моделей стиральных машин марки Bosch (Бош) и Siemens (Сименс) вместо тахогенератора применяется датчик Холла. Это очень компактный и недорогой полупроводниковый прибор, который устанавливается на неподвижной части двигателя и взаимодействует с магнитным  полем кругового магнита  установленным на валу ротора непосредственно рядом с коллектором. У датчика Холла три вывода, сигналы с которого так же считываются и обрабатываются электронной схемой (подробно принцип работы датчика Холла в данной статье мы рассматривать не будем).
     

    3. Схема подключения коллекторного двигателя

    Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые проходит электрический ток. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет последовательную схему подключения обмоток. В этом легко убедится рассмотрев его развёрнутую схему подключения к электрической сети (Рис.7).

    У коллекторных двигателей стиральных машин, на контактной колодке может быть от 6 до 10 задействованных контактов. На рисунке представлены все максимальные 10 контактов и всевозможные варианты подключения узлов двигателя.

    Зная устройство, принцип работы и стандартную схему подключения коллекторного двигателя, без труда можно запустить любой двигатель напрямую от электросети без применения электронной схемы управления и для этого не надо запоминать особенности расположения выводов обмоток на клеммной колодке каждой марки двигателя. Для этого, достаточно всего лишь определить выводы обмоток статора и щёток и подключить их согласно схеме на приведённом ниже рисунке. 

    Порядок расположения контактов клеммной колодки коллекторного двигателя стиральной машины выбран произвольно.
     


    Рис.7  Схема подключения коллекторного двигателя
      На схеме, оранжевыми стрелочками условно показано направление тока по проводникам и обмоткам двигателя. От фазы (L) ток идёт через одну из щёток на коллектор, проходит по виткам обмотки ротора и выходит через другую щётку и через перемычку ток последовательно проходит по обмоткам обеих секций статора доходя до нейтрали (N).

    Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.

    Для того, чтобы двигатель начал вращаться в другую сторону, необходимо лишь изменить последовательность коммутации обмоток.
    Пунктирной линией обозначены элементы и выводы, которые задействованы не во всех двигателях. Например датчик Холла, выводы термозащиты и вывод половины обмотки статора. При запуске коллекторного двигателя напрямую, подключаются только обмотки статора и ротора (через щётки).

       Внимание! Представленная схема подключения коллекторного двигателя напрямую, не имеет средств электрической защиты от короткого замыкания и устройств ограничивающих ток. При таком подключении от бытовой сети, двигатель развивает полную мощность, поэтому не следует допускать длительного прямого включения.
     

    4. Управление коллекторным двигателем в стиральной машине

     

    Рис.8  Симистор (триак) электронный ключ
    Для управления коллекторным двигателем, в стиральной машине применяется электронная схема ,силовым регулирующим элементом является симистор (Рис.8), который подает (пропускает) необходимое напряжение на двигатель. Симистор можно представит как быстродействующий выключатель (ключ),с силовыми электродами А1 и А2,а на управляющий затвор G  поступают управляющие импульсы открывая его в нужный момент. В электрической схеме, симистор последовательно подключён  с коллекторным двигателем.
    Принцип действия электронных схем, в которых используется симистор, основан на двухполупериодном фазовом управлении. На графике (рис.9) показано как изменяется величина питающего мотор напряжения в зависимости от поступающих на управляющий электрод симистора импульсов с микроконтроллера.
     
    Рис.9  Изменение величины питающего напряжения в зависимости от фазы поступающих импульсов управления
      Таким образом можно отметить,что частота вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения прикладываемого к обмоткам двигателя.

    Ниже, на (Рис.10) представлены фрагменты условной электрической схемы подключения коллекторного двигателя с тахогенератором к электронному блоку управления (EC).
    Общий принцип схемы управления коллекторного двигателя таков. Управляющий сигнал с электронной схемы поступает на затвор симистора (TY),тем самым открывая его и по обмоткам двигателя начинает протекать ток,что приводит к вращению ротора (M) двигателя. Вместе с тем, тахогенератор (P) передаёт мгновенное значение частоты  вращения вала ротора в пропорциональный электрический сигнал. По сигналам с тахогенератора создаётся обратная связь с сигналами управляющих импульсов поступаемых на затвор симистора. Таким образом обеспечивается равномерная работа и частота вращения ротора двигателя при любых режимах нагрузки, вследствие чего барабан в стиральных машинах вращается равномерно. Для осуществления реверсивного вращения двигателя применяются специальные реле R1 и R2 ,коммутирующие обмотки двигателя.
     

    EC-блок управления
    Т-тахогенератор
    М-ротор (коллекторно-щёточный узел)
    S-статор
    P-тепловая защита
    TY-симистор
    R1 и R2— коммутирующие реле
     Рис.10 Изменение направления вращения двигателя

    В некоторых стиральных машинах, коллекторный двигатель работает на постоянном токе. Для этого, в схеме управления, после симистора, устанавливают выпрямитель переменного тока построенный на диодах («диодный мост»). Работа коллекторного двигателя на постоянном токе увеличивает его КПД и максимальный крутящий момент.
     

    5. Достоинства и недостатки универсальных коллекторных двигателей

    К достоинствам можно отнести: компактные размеры, большой пусковой момент, быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети, возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения, возможность применения работы как на постоянном,так и на переменном токе.
    Недостатки — наличие коллекторно-щёточного узла и в связи с этим: относительно малая надёжность (срок службы), искрение возникающее между щётками и коллектором из-за коммутации, высокий уровень шума, большое число деталей коллектора.
     

    6. Неисправности коллекторных двигателей

    Самая уязвимая часть двигателя — коллекторно-щёточный узел. Даже в исправном двигателе, между щётками и коллектором происходит искрение, которое довольно сильно нагревает его ламели. При износе щёток до предела и вследствие их плохого прижима к коллектору, искрение порой достигает кульминационного момента представляющего электрическую дугу. В этом случае ламели коллектора сильно перегреваются и иногда отслаиваются от изолятора, образуя неровность,после чего,даже заменив изношенные щётки, двигатель будет работать с сильным искрением,что приведёт его к выходу из строя.

    Иногда происходит межвитковое замыкание обмотки ротора или статора (значительно реже), что так же проявляется в сильном искрении коллекторно-щёточного узла (из-за повышенного тока) или ослаблении магнитного поля двигателя, при котором ротор двигателя не развивает полноценный крутящий момент.
    Как мы и говорили выше, щётки в коллекторных двигателях при трении о коллектор со временем стачиваются. Поэтому большая часть всех работ по ремонту двигателей сводится к замене щёток.

     

    Коллекторные двигатели переменного тока

    | Двигатели переменного тока

    Первой работой Чарльза Протеуса Стейнмеца после прибытия в Америку было исследование проблем, возникающих при разработке версии щеточного коллекторного двигателя переменного тока. Ситуация была настолько плохой, что двигатели не могли быть спроектированы до фактического строительства.

    Успех или неудача конструкции двигателя неизвестна до тех пор, пока он не будет построен и испытан. Он сформулировал законы магнитного гистерезиса при поиске решения.Гистерезис – это отставание напряженности магнитного поля от силы намагничивания. Это приводит к потерям, которых нет в магнитах постоянного тока.

    Сплавы

    с низким гистерезисом и разделение сплава на тонкие пластины с изоляцией позволили точно спроектировать коллекторные двигатели переменного тока перед их изготовлением.

    Коллекторные двигатели переменного тока

    , как и сопоставимые двигатели постоянного тока, имеют более высокий пусковой момент и более высокую скорость, чем асинхронные двигатели переменного тока.

    Серийный двигатель работает со скоростью, значительно превышающей синхронную скорость обычного двигателя переменного тока.Коллекторные двигатели переменного тока могут быть однофазными или многофазными. Версия с однофазным двигателем переменного тока испытывает пульсацию крутящего момента с двойной частотой сети, которой нет в многофазном двигателе.

    Поскольку коллекторный двигатель может работать на гораздо более высокой скорости, чем асинхронный двигатель, он может выдавать большую мощность, чем асинхронный двигатель аналогичного размера. Однако коллекторные двигатели не так не требуют технического обслуживания, как асинхронные, из-за износа щеток и коллектора.

    Однофазный двигатель серии

    Если двигатель постоянного тока, оснащенный ламинированным полем, подключен к сети переменного тока, запаздывающее реактивное сопротивление катушки возбуждения значительно снизит ток возбуждения.Пока такой двигатель будет вращаться, работа будет маргинальной.

    При пуске обмотки якоря, соединенные с сегментами коллектора, закороченными щетками, выглядят как закороченные витки трансформатора на поле. Это приводит к сильному искрению и искрению на щетках, когда якорь начинает вращаться.

    Это становится менее серьезной проблемой по мере увеличения скорости, когда искрение и искрение распределяются между сегментами коммутатора Запаздывающее реактивное сопротивление и дугогасящие щетки допустимы только в очень небольших некомпенсированных двигателях переменного тока, работающих на высокой скорости.Серийные двигатели переменного тока меньше, чем ручные дрели и кухонные миксеры, могут быть некомпенсированными. (Рисунок ниже)

     

    Некомпенсированный двигатель переменного тока серии

     

    Серийный двигатель с компенсацией

    Возникновение дуги и искрения смягчается путем последовательного размещения компенсирующей обмотки статора с якорем, расположенным таким образом, что его магнитодвижущая сила (ммс) уравновешивает силу переменного тока якоря ммс.

    Меньший воздушный зазор двигателя и меньшее количество витков возбуждения уменьшают запаздывающее реактивное сопротивление последовательно с якорем, улучшающим коэффициент мощности.Во всех коллекторных двигателях переменного тока, кроме очень маленьких, используются компенсационные обмотки. В двигателях такого же размера, как те, что используются в кухонном миксере, или больше, используются компенсированные обмотки статора.

     

    Двигатель переменного тока с компенсацией

     

    Универсальный двигатель

    Можно спроектировать небольшие (до 300 Вт) универсальные двигатели , которые работают от постоянного или переменного тока. Очень маленькие универсальные двигатели могут быть некомпенсированными. В более крупных универсальных двигателях с более высокими скоростями используется компенсирующая обмотка.

    Двигатель будет работать медленнее на переменном токе, чем на постоянном, из-за реактивного сопротивления переменного тока. Однако пики синусоидальных волн насыщают магнитный путь, уменьшая общий поток ниже значения постоянного тока, увеличивая скорость «последовательного» двигателя.

    Таким образом, эффекты смещения приводят к почти постоянной скорости от постоянного тока до 60 Гц. В небольших линейных устройствах, таких как дрели, пылесосы и миксеры, требующих от 3000 до 10 000 об / мин, используются универсальные двигатели.

    Тем не менее, разработка твердотельных выпрямителей и недорогих постоянных магнитов делает двигатель постоянного тока с постоянными магнитами жизнеспособной альтернативой.

    Отталкивающий двигатель

    Отталкивающий двигатель состоит из поля, непосредственно подключенного к сети переменного тока, и пары короткозамкнутых щеток, смещенных на 15 ° до 25° от оси поля. Поле индуцирует ток в короткозамкнутом якоре, магнитное поле которого противоположно полю катушек возбуждения.

    Скорость регулируется вращением щеток относительно оси поля. Этот двигатель имеет превосходную коммутацию ниже синхронной скорости и худшую коммутацию выше синхронной скорости.Низкий пусковой ток обеспечивает высокий пусковой крутящий момент.

     

    Двигатель переменного тока с отталкиванием

     

    Асинхронный двигатель с репульсным пуском

    Когда асинхронный двигатель приводит в действие жесткую пусковую нагрузку, такую ​​как компрессор, можно использовать высокий пусковой момент отталкивающего двигателя. Обмотки ротора асинхронного двигателя выведены на сегменты коллектора для запуска парой короткозамкнутых щеток.

    На скорости, близкой к рабочей, центробежный переключатель закорачивает все сегменты коллектора, создавая эффект короткозамкнутого ротора.Щетки также можно поднимать, чтобы продлить срок их службы. Пусковой момент составляет от 300% до 600% значения полной скорости по сравнению с менее 200% для чисто асинхронного двигателя.

     

    Резюме: Коллекторные двигатели переменного тока

    •  Однофазный двигатель серии представляет собой попытку создать двигатель, подобный коллекторному двигателю постоянного тока. Полученный двигатель практичен только в самых маленьких размерах.
    • Добавление компенсационной обмотки приводит к компенсированному двигателю серии , устраняющему чрезмерное искрение коллектора.Большинство коллекторных двигателей переменного тока относятся к этому типу. На высокой скорости этот двигатель обеспечивает большую мощность, чем асинхронный двигатель того же размера, но не требует обслуживания.
    • Возможно производство двигателей для небольших бытовых приборов с питанием от переменного или постоянного тока. Это известно как универсальный двигатель .
    • Линия переменного тока напрямую подключена к статору репульсного двигателя с закороченным щетками коллектором.
    •  Выдвижные короткозамкнутые щетки могут запустить асинхронный двигатель с фазным ротором.Это известно как асинхронный двигатель с отталкивающим пуском .

    Принципиальная схема коллекторного двигателя постоянного тока со статическим ротором…

    Контекст 1

    … параметры данной модели двигателя перечислены в [3], за исключением тех, которые относятся к эксцентриситету ротора и конические постоянные магниты, показанные на рис. …

    Контекст 2

    … Коллекторный двигатель постоянного тока в основном имеет статический эксцентриситет ротора из-за производственного допуска или износа подшипников.На рис. 2 статический эксцентриситет означает, что фиксированная ось ротора не совпадает с осью статора. Таким образом, статический коэффициент эксцентриситета выражается как (1) где – расстояние смещения между неподвижными осями статора и ротора, – идеальный равномерный воздушный зазор, когда эксцентриситета ротора нет. Что касается настоящего …

    Контекст 3

    … конический профиль постоянных магнитов принят для увеличения воздушного зазора вблизи краев постоянных магнитов (см.2) для уменьшения зубчатого момента [23]. Конический профиль может быть получен увеличением радиуса внутренних поверхностей постоянных магнитов с 21 мм [3] до 22,5 мм. А расстояние смещения между центрами внешней и внутренней поверхностей постоянных магнитов составляет 1,5 мм. Кроме того, остаточная намагниченность постоянного …

    Контекст 4

    … двигателя при положении ротора 0 градусов. На рис. 4 показаны радиальное и тангенциальное магнитные поля со статическим эксцентриситетом и без него в полярных координатах соответственно.Расположение сравниваемых магнитных полей — в воздушном зазоре вблизи внутренних поверхностей постоянных магнитов (см. пунктирную окружность с радиусом 20,9 мм на рис. 2). На рис. 4 показано, что эксцентриситет увеличивает (уменьшает) магнитные поля в более узкой (более широкой) области воздушного зазора, особенно в углах ротора …

    Контекст 5

    … магнитные силы на внутренней поверхности правого постоянного магнита, когда ротор достигает 0 градусов. Радиальные и тангенциальные магнитные силы с эксцентриситетом 0.4 сравниваются с теми, у которых нет эксцентриситета. На рисунке распределение магнитной силы по внутренней поверхности начинается у края А и заканчивается у края В (см. рис. 2) справа…

    %PDF-1.3 % 927 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 927 93 0000000016 00000 н 0000002918 00000 н 0000003071 00000 н 0000003115 00000 н 0000003142 00000 н 0000003187 00000 н 0000003223 00000 н 0000003414 00000 н 0000003639 00000 н 0000003709 00000 н 0000003778 00000 н 0000003847 00000 н 0000003944 00000 н 0000006438 00000 н 0000008431 00000 н 0000009610 00000 н 0000011333 00000 н 0000012561 00000 н 0000013879 00000 н 0000014937 00000 н 0000015763 00000 н 0000016586 00000 н 0000017097 00000 н 0000017547 00000 н 0000017953 00000 н 0000018617 00000 н 0000018715 00000 н 0000019186 00000 н 0000021654 00000 н 0000024164 00000 н 0000029158 00000 н 0000033764 00000 н 0000038427 00000 н 0000039370 00000 н 0000040080 00000 н 0000041071 00000 н 0000041170 00000 н 0000041271 00000 н 0000041328 00000 н 0000041407 00000 н 0000041484 00000 н 0000041543 00000 н 0000041701 00000 н 0000041795 00000 н 0000041917 00000 н 0000042051 00000 н 0000042136 00000 н 0000042216 00000 н 0000042346 00000 н 0000042426 00000 н 0000042544 00000 н 0000042687 00000 н 0000042777 00000 н 0000042873 00000 н 0000043007 00000 н 0000043087 00000 н 0000043174 00000 н 0000043314 00000 н 0000043404 00000 н 0000043483 00000 н 0000043577 00000 н 0000043672 00000 н 0000043762 00000 н 0000043869 00000 н 0000043963 00000 н 0000044057 00000 н 0000044174 00000 н 0000044270 00000 н 0000044366 00000 н 0000044463 00000 н 0000044558 00000 н 0000044673 00000 н 0000044793 00000 н 0000044946 00000 н 0000045055 00000 н 0000045157 00000 н 0000045263 00000 н 0000045368 00000 н 0000045464 00000 н 0000045563 00000 н 0000045661 00000 н 0000045757 00000 н 0000045853 00000 н 0000045984 00000 н 0000046100 00000 н 0000046210 00000 н 0000046339 00000 н 0000046438 00000 н 0000046556 00000 н 0000046663 00000 н 0000046783 00000 н 0000046882 00000 н 0000002156 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 1019 0 объект >поток xb«`f`4d`e«o`[email protected]

    Объяснение урока: Двигатели постоянного тока

    В этом объяснении мы узнаем, как описать использование коммутатора для создания равномерного кругового движения на выходе источник постоянного тока.

    Двигатель постоянного тока представляет собой устройство, преобразующее электрическую энергию в кинетическую. Он делает это, используя принцип электромагнитной индукции. Мы рассмотрим конструкцию двигателя постоянного тока и посмотрим, как он работает.

    Начнем с того, как устроен двигатель постоянного тока. Базовая конструкция показана на схеме ниже.

    Устройство называется двигателем постоянного тока, поскольку оно работает от источника постоянного тока. Источник постоянного тока, такой как батарея, — это источник тока, который всегда посылает ток в том же направлении.

    Источник постоянного тока соединен проводами с двумя щетками. Провода и щетки показаны на схеме синим цветом. Эти щетки изогнуты, чтобы помочь поддерживать электрический контакт с коммутатором, который находится между двумя щетками.

    Коммутатор показан на схеме оранжевым цветом. Коммутаторы обычно выглядят как круг или сплошное кольцо, разделенное на две половины. Они сделаны из металла, поэтому они проводят электричество. Однако зазор между двумя половинками означает, что они электрически отделены друг от друга, т. е. заряды не могут течь напрямую из одной половины коммутатора в другую.

    Каждая половина коммутатора подключена к одному концу петли провода. Эта проволочная петля, показанная на схеме розовым цветом, называется катушкой. Это иногда также называют арматурой. Петля из проволоки нарисована так, что она ориентирована в горизонтальной плоскости. Однако он способен вращаться вместе с коммутатором, вокруг оси, проходящей через его центр. Эта ось показана на диаграмме пунктирной серой линией.

    Вокруг якоря расположен постоянный магнит.На схеме это показано серым цветом. Этот магнит часто называют статором. Название выбрано, чтобы подчеркнуть тот факт, что эта часть двигателя остается неподвижной, в отличие от вращающейся катушки.

    Коллектор и щетки показаны крупным планом на схеме ниже. Проиллюстрированы две разные конструкции коммутатора: коммутатор может быть изготовлен из любого две половинки D-образной формы, как на левой диаграмме, или две половины разрезного кольца, как на правой диаграмме.Эти диаграммы показаны «сзади» коммутатора по сравнению с предыдущей схемой. Важно отметить, что каждый конец токопроводящего контура провода подключен к одной половине коммутатора. При вращении коммутатора и проволочной петли концы проволоки остаются прикрепленными к половинам коммутатора.

    Сначала мы нарисовали схему двигателя постоянного тока, на которой все его части были выделены разными цветами. Однако теперь, когда мы определили различные компоненты, возможно, более полезно изобразить его следующим образом.

    В этой второй версии диаграммы мы использовали серый цвет для всех частей двигателя, которые остаются неподвижными, и мы использовали оранжевый цвет для всех частей. двигателя, который может вращаться.

    Рассмотрим путь, по которому следует ток. Это показано на диаграмме ниже, где катушка ориентирована горизонтально.

    Вспомним, что обычный ток идет от плюса к минусу. Это означает, что у нас есть ток, идущий от положительной клеммы.

    Зазор между двумя половинками коммутатора блокирует направление тока непосредственно на отрицательную клемму. Однако, поскольку каждый конец катушки подключен к одной половине коммутатора, вместо этого ток проходит через катушку. Ток следует по петле, образованной катушкой, пока не достигнет другой половины коммутатора.

    Эта вторая половина коллектора контактирует со щеткой, соединенной с отрицательной клеммой. Это дает току путь, по которому он должен следовать, чтобы достичь отрицательного терминал, тем самым замыкая цепь.

    Теперь давайте подумаем, что на самом деле делает этот ток, чтобы заставить это устройство работать как двигатель.

    Основной принцип, лежащий в основе работы двигателя постоянного тока, заключается в том, что электрический заряд, движущийся в магнитном поле, испытывает силу.

    В данном конкретном случае мы рассматриваем протекание зарядов в проводе, другими словами, электрический ток. Имеем провод определенной длины, несущий ток в присутствии магнитного поля. Поскольку провод содержит движущиеся заряды, мы знаем, что на него будет действовать сила.

    Уравнение: сила, действующая на провод с током в магнитном поле

    Рассмотрим провод длиной 𝐿, по которому течет ток величиной 𝐼 в присутствии магнитного поля 𝐵.

    Если направление провода перпендикулярно направлению магнитного поля, то величина силы, действующей на провод, определяется выражением 𝐹=𝐵𝐼𝐿.

    Направление силы перпендикулярно как току в проводе, так и магнитному полю и может быть найдено с помощью правила левой руки.

    Сила на провод действует перпендикулярно направлению тока в проводе и направлению магнитного поля. Итак, давайте посмотрим на направления тока и магнитного поля.

    Направление магнитного поля указано на схеме выше. Мы знаем, что магнитное поле между двумя полюсами магнита идет от северного полюса к южному полюсу; в нашем случае это слева направо на экране.

    Также указано направление тока в обеих частях катушки, перпендикулярных магнитному полю.Мы можем вспомнить, что только ток, который перпендикулярно полю, возникнет сила. С левой стороны катушки этот ток направлен на экран. С правой стороны текущий направлен за пределы экрана к нам.

    Давайте сосредоточимся на левой стороне катушки. Здесь ток направлен на экран. Магнитное поле направлено слева направо. Мы знаем это сила должна быть перпендикулярна обеим этим величинам, но остается два варианта: вверх или вниз.

    Чтобы выяснить, в каком из этих направлений указывает сила, мы можем использовать правило левой руки Флеминга.

    Правило: правило левой руки Флеминга

    Правило левой руки Флеминга позволяет найти направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, при условии, что поле и направления тока перпендикулярны.

    Правило визуально показано на диаграмме выше. Это работает следующим образом:

    • Левой рукой мы указываем первым, или указательным, пальцем по направлению магнитного поля.
    • Затем мы указываем вторым пальцем под углом 90° к первому вдоль направления тока.
    • Большой палец, под углом 90° к обоим пальцам, указывает направление силы, действующей на провод.

    Давайте применим это правило левой руки к катушке провода в нашем двигателе.

    Мы начнем с рассмотрения левой стороны нашего мотка проволоки. Здесь ток направлен от нас. Магнитное поле направлено вправо. Применяя правило левой руки, мы указываем нашим первым пальцем вдоль направления поля, а вторым пальцем — вдоль текущего направления.Это показано на диаграмме ниже.

    Мы обнаруживаем, что наш большой палец направлен вниз. Это говорит нам о том, что сила, действующая на левую сторону катушки, направлена ​​вниз.

    Мы можем применить тот же процесс к правой стороне катушки. В этом случае направление поля по-прежнему правое, но ток теперь направлен на нас. Можно легко проверить, используя правило левой руки (и полезно попробовать это сделать), что сила на этой правой стороне катушки действует вертикально вверх.

    Итак, силы, действующие на эти две стороны катушки, показаны на диаграмме ниже. На этой диаграмме мы показали вид сверху вниз слева, в котором текущий указано направление. Справа мы показали вид сбоку, на котором указаны силы. На этой диаграмме сбоку мы также указали текущий направление с помощью символов ⊗ (в экран) и ⊙ (вне экрана).

    Здесь стоит повторить, что на две другие стороны катушки сила не действует.Причина этого в том, что ток в этих сторонах течет либо параллельно, либо антипараллельно направлению магнитного поля.

    Давайте рассмотрим пример, который поможет вам познакомиться с двигателями постоянного тока и попрактиковаться в использовании правила левой руки.

    Пример 1. Определение направления тока в обмотке двигателя постоянного тока

    На схеме показан двигатель постоянного тока. Показанные розовые стрелки представляют силы, действующие на катушку. Какой из терминалов 𝑎 или 𝑏 это плюс двигателя?

    Ответ

    Вопрос заключается в том, чтобы найти, какой из двух терминалов, помеченных 𝑎 и 𝑏, является положительным.Чтобы сделать это, нам нужно определить направление тока, так как мы знаем, что обычный ток направлен от положительного к отрицательному.

    Нам задано направление силы на левой и правой сторонах катушки. Мы также знаем, что магнитное поле направлено от северного полюса. к южному полюсу постоянного магнита; это слева направо.

    Теперь мы можем обратиться к нашему правилу левой руки. Будем рассматривать левую сторону катушки.В этом случае мы знаем направление магнитного поля (вдоль которого мы указываем указательным или указательным пальцем) — вправо, а направление силы (вдоль которого мы указываем большим пальцем) — вверх.

    Мы обнаруживаем, что наш второй палец, который указывает текущее направление, указывает на нас. Это означает, что ток в левой части провода направлен к нам, за пределы экрана.

    Так как направление тока не может просто частично измениться в цепи, мы можем видеть, что ток должен следовать по этому пути в двигателе:

    Затем, поскольку ток направлен от положительного к отрицательному, мы видим, что ответ на вопрос в том, что положительная клемма 𝑏.

    В самом начале этого объяснения мы сказали, что катушка могла вращаться (вместе с коммутатором). Теперь мы видели, что комбинация текущего в катушке, а магнитное поле от статора (магнитов вокруг катушки) приводит к возникновению сил, действующих на две стороны катушки.

    Оказывается, именно эта сила вызывает вращение катушки. Точнее, крутящий момент, возникающий от этой силы, вызывает вращение.

    Крутящий момент, возникающий в результате действия силы, определяется как произведение величины этой силы и расстояния по перпендикуляру к линии действия силы от оси вращения.Другими словами, всякий раз, когда у нас есть сила, действующая на объект на некотором перпендикулярном расстоянии от оси, вокруг которой объект может вращаться, будет крутящий момент.

    На схеме ниже мы можем видеть ось, вокруг которой способна вращаться катушка, то есть ось вращения. Мы также можем видеть, что две силы не действуют вдоль этой оси, а на некотором расстоянии от нее.

    Расстояние сил от оси выделено на диаграмме двумя черными пунктирными стрелками.Поскольку силы не вдоль оси, они действительно будут в результате возникает крутящий момент на катушке.

    В этом случае левая сила действует вниз, а правая сила действует вверх. Итак, как и следовало ожидать, крутящий момент заставляет катушку (вместе с коммутатор) вращаться в направлении, показанном на схеме, то есть против часовой стрелки от того направления, в котором мы на него смотрим.

    До сих пор весь наш анализ проводился, когда катушка находится в горизонтальной плоскости. Однако мы только что показали, что силы, действующие на катушку в этой точке, создают крутящий момент, который заставляет его вращаться.Это означает, что нам также необходимо учитывать, что происходит, когда катушка поворачивается на другие углы.

    Рассмотрим случай, когда катушка повернулась на некоторую величину меньше 90∘ относительно начальной горизонтальное положение мы рассмотрели. Это показано на диаграмме ниже.

    Из диаграммы видно, что коммутатор вращался вместе с катушкой, но каждая из двух половин коммутатора все еще находится в электрическом состоянии. контакт одной и той же кистью.Для ясности мы обозначили половины коммутатора 1 и 2. Тогда мы можем сказать, что в этот момент половина коммутатора 1 все еще находится в контакте. с положительной клеммой, а половина коммутатора 2 все еще находится в контакте с отрицательной клеммой.

    Это означает, что электрический заряд по-прежнему движется по цепи так же, как и раньше, когда катушка была горизонтальной. ток имеет такое же направление в левой и правой частях катушки, как это было раньше.

    Поскольку направления тока остались прежними и направление магнитного поля также не изменилось, это означает, что силы, действующие с каждой стороны катушки находятся в том же направлении, что и прежде.То есть сила с левой стороны действует вниз, а сила с правой стороны действует вверх.

    Как и прежде, эти силы не действуют на линию, проходящую через центр вращения катушки. Это означает, что они действуют для создания крутящего момента. Однако мы можем видеть из на диаграмме выше видно, что перпендикулярное расстояние этих сил от оси вращения меньше, чем когда катушка была горизонтальной. Поскольку эти силы действуют ближе к оси вращения, чем они были ранее, величина создаваемого ими крутящего момента уменьшилась.

    По мере того, как катушка отклоняется от горизонтального положения и приближается к вертикальному положению на 90∘, величина крутящего момента на этой катушке становится все меньше и меньше по мере уменьшения расстояния сил от оси вращения.

    Теперь рассмотрим, что происходит при вертикальном положении катушки, показанном на диаграмме ниже.

    Из схемы видно, что любые силы, действующие на стороны катушки в этом положении, будут действовать вдоль оси вращения.Следовательно, крутящий момент не будет производимые этими силами. Другими словами, когда катушка ориентирована вертикально, на нее не действует чистый крутящий момент. Единственное, что заставляет катушку вращаться в этот момент он имеет некоторую инерцию вращения; поскольку катушка уже двигалась против часовой стрелки, она будет продолжать это делать, если не будет сопротивления.

    На этой диаграмме важно отметить еще кое-что: положение коммутатора.До этого момента половина коммутатора с номером 1 всегда находился в электрическом контакте со щеткой, подключенной к плюсовой клемме. Точно так же половина коллектора 2 всегда находилась в контакте со щеткой. подключен к минусовой клемме. Это вертикальное положение катушки представляет собой точку переключения. Когда катушка вращается дальше этой точки, половина коммутатора 1 будет соприкасается с отрицательной клеммой, а половина коммутатора 2 будет соприкасаться с положительной клеммой.

    Рассмотрим, что происходит с током в катушке после поворота вокруг вертикали. Заряды теперь текут от положительной клеммы к половине коммутатора 2. Они проходят через катушку, пока не достигают половины коммутатора 1. Затем они проходят через правую щетку к отрицательной клемме. Это показано в правой половине диаграммы ниже.

    В левой половине диаграммы показана катушка до того, как она повернется за вертикаль. Для наглядности мы обозначили стороны катушки 1 и 2 в соответствии с половина коммутатора, к которой подключен каждый.

    Мы видим, что когда катушка проходит вертикальную ориентацию, направление тока в самой катушке меняется. Прежде чем пройти через вертикаль, ток со стороны 1 был направлен от нас (в экран), а ток со стороны 2 был направлен к нам (за пределы экрана). Теперь, после прохождения по вертикали ток со стороны 1 направлен к нам, а ток со стороны 2 направлен от нас.

    Однако направление тока в схеме вне катушки остается неизменным.Ток по-прежнему направлен от плюсовой клеммы к левой щетке. и от правой щетки к минусовой клемме. Именно добавление коммутатора вызывает изменение направления тока в катушке.

    Мы видели, что происходит с током в катушке, когда она вращается вокруг вертикали. Теперь давайте также рассмотрим силы, действующие с каждой стороны катушки. Эти силы показаны на диаграмме ниже.

    Мы снова показали катушку в двух положениях: до и после поворота катушки за пределы вертикальной ориентации.Помимо указания направления тока по сторонам катушки в каждом случае мы обозначили силы, действующие с каждой стороны катушки. Направление этих сил можно проверить, применив правило левой руки.

    Перед прохождением вертикального положения (левая диаграмма) сила на стороне 1 была направлена ​​вниз, а сила на стороне 2 была направлена ​​вверх. Ранее, мы описали это как силу на левой стороне катушки, направленную вниз, и силу на правой стороне, направленную вверх.

    Глядя на правую диаграмму, мы видим, что после того, как катушка вращается вокруг вертикали, сила на левой стороне катушки по-прежнему направлена ​​вниз а сила с правой стороны по-прежнему направлена ​​вверх. Однако сторона 1 теперь является правой стороной, а сторона 2 теперь левой стороной. Потому что направление ток через катушку изменился, изменилось и направление сил с каждой стороны катушки.

    Давайте рассмотрим пример.

    Пример 2. Определение положения максимального и минимального крутящего момента в двигателе постоянного тока

    На схеме показан двигатель постоянного тока.Катушка двигателя показана одновременно под четырьмя разными углами к магнитному полю двигателя.

    1. В каком положении крутящий момент катушки двигателя максимален?
    2. В каком положении крутящий момент на обмотке двигателя минимальный?

    Ответ

    Часть 1

    На схеме показаны четыре различных угла катушки в двигателе постоянного тока. В положении I катушка расположена горизонтально. В положениях II и IV катушка находится в положении под углом 45∘ к этой горизонтали.В положении III катушка расположена вертикально.

    Мы можем вспомнить, что на две стороны катушки, которые перпендикулярны направлению магнитного поля, действует сила. Это стороны, которые направленные к нам или от нас (левая и правая стороны, когда катушка ориентирована горизонтально).

    Крутящий момент на катушке зависит от величины самой силы, а также от расстояния линии действия этой силы от оси вращения.

    Величина силы рассчитывается по формуле 𝐹=𝐵𝐼𝐿, где 𝐵 — напряженность магнитного поля, 𝐼 — сила тока, 𝐿 — длина провода.Поскольку ни одна из этих величин не меняется при вращении катушки, величина силы не изменится. Следовательно, любые изменения крутящего момента будут результатом изменения расстояния линии действия силы от оси вращения катушки.

    Когда катушка ориентирована горизонтально, это расстояние максимально. Следовательно, крутящий момент на катушке наибольший, когда катушка ориентирована горизонтально, как в положении I.

    Часть 2

    Крутящий момент будет минимальным для минимального расстояния между линией действия силы и осью вращения катушки.

    Это происходит, когда катушка находится в вертикальном положении. В этом случае расстояние от оси до любой из двух сторон катушки, перпендикулярных магнитному направление поля равно нулю. Таким образом, когда катушка ориентирована вертикально, крутящий момент не только минимален, но фактически равен нулю.

    Таким образом, наш ответ заключается в том, что крутящий момент на катушке минимален, когда катушка ориентирована вертикально, как в положении III.

    Каждый раз, когда катушка поворачивается в вертикальном направлении, направление тока в катушке меняется.Это означает, что направление сил на сторонах A и B также будут меняться каждый раз.

    Результатом этого является то, что сила на стороне катушки слева от вертикали (будь то сторона 1 или 2) всегда будет направлена ​​вниз, а сила на правой стороне катушки всегда будет направлен вверх.

    Это означает, что крутящий момент от этих сил всегда будет вращать катушку в одном и том же направлении. Таким образом, катушка будет продолжать вращаться в том же направлении.

    Давайте рассмотрим еще один пример.

    Пример 3: Определение направления вращения катушки в двигателе постоянного тока

    Какая из диаграмм, изображающих двигатель постоянного тока, правильно представляет направление вращения двигателя? Катушка двигателя одновременно показан под четырьмя разными углами к магнитному полю двигателя.

    Ответ

    Этот вопрос спрашивает нас, какая из двух диаграмм показывает правильное направление вращения двигателя.Чтобы ответить на этот вопрос, давайте напомним себе что вызывает это вращение.

    Мы можем вспомнить, что вращение вызывается крутящим моментом на катушке и что этот крутящий момент является результатом силы, действующей на токонесущие провода этой катушки.

    Рассмотрим упрощенную схему, показывающую только один угол катушки. Мы нарисовали это ниже. Мы можем вспомнить, что из-за того, как коммутатор связывает щетки к катушке, если мы знаем, в каком направлении крутящий момент заставляет катушку вращаться на какой-то один угол, то мы знаем, что действие этого крутящего момента останется одинаково для всех углов катушки.Другими словами, катушка будет продолжать вращаться в том же направлении.

    Напомним, что направление силы можно найти по направлению тока и направлению магнитного поля по правилу левой руки.

    На схеме мы указали направление магнитного поля. Это направление вправо, так как магнитное поле между двумя полюсами магнита идет от северного полюса к южному полюсу.

    Поскольку обычный ток направлен от плюса к минусу, мы знаем, что ток в катушке будет направлен так, как показано на схеме.

    Рассмотрим левую сторону катушки. Мы видим, что ток направлен от нас, тогда как мы знаем, что магнитное поле направлено вправо.

    Используя правило левой руки, мы указываем нашим первым пальцем вдоль направления поля (вправо), а нашим вторым пальцем вдоль текущего направления (от нас). Это показано на диаграмме ниже.

    Как показано на диаграмме, большой палец направлен вниз. Следовательно, сила на левой стороне катушки действует вниз.

    Если мы применим то же правило левой руки к правой стороне катушки, мы обнаружим, что сила на этой стороне действует вверх, так как в этом случае ток направлен к нам.

    Силы показаны на диаграмме ниже.

    Поскольку силы толкают левую сторону катушки вниз, а правую сторону вверх, мы видим, что они придадут нам крутящий момент что заставляет катушку вращаться против часовой стрелки.

    Сравнивая диаграммы, данные нам в вопросе, мы видим, что правильное направление вращения, против часовой стрелки, показано на диаграмме B.

    Теперь мы рассмотрели все основы работы двигателя постоянного тока. Остается только одна часть: как эта вращающаяся катушка на самом деле работает как двигатель?

    Ответ состоит в том, что стержень расположен вдоль оси вращения катушки. Когда катушка вращается, этот стержень также вращается вместе с ней.

    Этот вращающийся стержень способен приводить во вращение шестерню или другой механический объект, и этот вращающийся объект может выполнять механическую работу. Таким образом, двигатель постоянного тока использует электрическую энергию цепи для производства механической работы.

    Давайте закончим подведением итогов того, что мы узнали.

    Ключевые моменты

    • Двигатель постоянного тока использует электрическую энергию для выполнения механической работы.
    • Двигатель состоит из катушки провода, прикрепленной к коммутатору, который может свободно вращаться в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом («статором»).
    • Две стороны катушки, перпендикулярные магнитному полю («левая» и «правая» стороны, когда катушка расположена горизонтально) испытывают силу, которая определяется выражением 𝐹=𝐵𝐼𝐿, где 𝐵 — напряженность магнитного поля, 𝐼 — сила тока в проводе, а 𝐿 — длина провода (в данном случае — длина стороны катушки).
    • Направление силы на каждой из этих двух сторон катушки можно найти с помощью правила левой руки.
    • Эти силы создают крутящий момент, заставляющий катушку вращаться.

    Система управления коллекторными двигателями переменного тока с питанием от статора

    Изобретение относится к системе управления многофазными коллекторными двигателями с питанием от статора с использованием асинхронного регулятора напряжения в цепи ротора.

    Индукционный регулятор известен как средство для получения изменения напряжения в А.C. поставляет в отношении числового значения и фазового положения напряжения и их комбинации.

    Для управления коллекторным двигателем переменного тока с питанием от статора необходимо ввести в цепь ротора переменное напряжение с фиксированным положением фазы, которое алгебраически добавляется к напряжению ротора двигателя. Введение этого переменного напряжения с постоянным положением фазы приводит к желаемому изменению скорости.

    До сих пор для получения численно изменяемого напряжения с фиксированным положением фазы использовались регуляторы с двойной индукцией.

    В регуляторах с двойной индукцией два вторичных напряжения, создаваемые, соответственно, двумя отдельными индукционными регуляторами, составляющими регулятор с двойной индукцией, являются постоянными, но их относительное положение фаз изменяется таким образом, что их векторная сумма изменяется 21 численно и имеет постоянное векторное положение.

    Помимо напряжений, магнитные потоки в двух регуляторах и внутренние токи в обмотках постоянны во всем диапазоне регулирования 31, независимо от величины результирующего вторичного напряжения, если напряжение питания и вторичный ток постоянны.

    Одной из задач настоящего изобретения является получение с помощью одного индукционного регулятора переменного напряжения, имеющего постоянное фиксированное положение фазы, к которому можно добавить векторно постоянное напряжение с фиксированным положением фазы, отличающееся от напряжения переменного напряжения. .

    Предпочтительно, чтобы это напряжение содержало 4-компонентную составляющую напряжения, которая векторно направлена ​​под прямым углом к ​​напряжению ротора, чтобы получить коррекцию коэффициента мощности тока ротора, которая необходима для работы всех коллекторных двигателей, кроме самых маленьких, и желательна даже для коллекторных двигателей. малого выпуска.

    Введение этого фазосдвигающего напряжения обусловлено в первую очередь не его влиянием на коэффициент мощности ввода от источника питания, потребляемого двигателем, а, что более важно, необходимостью снижения тока ротора до минимума, необходимого для получения требуемой крутящего момента с учетом пропускной способности коллектора и щеток по току, а также для уменьшения регулирования скорости между холостым ходом и полной нагрузкой, а также для увеличения перегрузочной способности и эффективности всей системы.

    Эта цель в принципе достигается согласно настоящему изобретению за счет использования одного индукционного регулятора с одной обмоткой статора и одной обмоткой ротора, фазы обмотки которого подключены к коллекторным щеткам управляемого коллекторного двигателя с питанием от статора переменного тока. , и к источнику низкого напряжения, который получается за счет действия трансформатора, от того же источника, который питает обмотку статора коллекторного двигателя с питанием от статора. Коллекторные щетки или некоторые из них также могут быть соединены, согласно изобретению, с ответвлениями в обмотке низкого напряжения, питающей индукционный регулятор.

    Принцип изобретения и его применение для регулирования скорости двигателя переменного тока с параллельным поворотом схематически проиллюстрированы прилагаемыми чертежами.

    На чертежах: На рис. 1 показан пример изобретения, включающий коллекторный двигатель с питанием от статора и один асинхронный регулятор, причем последний питается от вспомогательной обмотки в статоре двигателя, при этом ротор соединен в трех разомкнутых фазах, что дает шесть фазное питание коллектора двигателя.

    3 Рисунок 1а представляет собой векторную диаграмму напряжения, иллюстрирующую функцию устройства, показанного на рисунке 1.

    На рис. 2 показана та же схема, что и на рис. 1, но с трехфазным питанием коллектора 5 двигателя.

    На рис. 3 показан еще один вариант осуществления изобретения, в котором асинхронный регулятор используется вместе со вспомогательным трансформатором для управления скоростью реверсивного коллекторного двигателя переменного тока 0.

    На рис. 3а представлена ​​векторная диаграмма напряжения, иллюстрирующая работу устройства, показанного на рис. 3.

    На рисунке 1 IR представляет собой одиночный индукционный регулятор 45, управляемый любым подходящим средством, схематично представленный в виде червяка и червячного колеса W, а M представляет собой управляемый коллекторный двигатель переменного тока с питанием от статора. Индукционный регулятор ИР имеет 3-х фазную обмотку статора S, и 3-х фазную обмотку ротора 50 R. Обе обмотки намотаны с тремя разомкнутыми фазами.

    Три фазы обмотки обмотки статора S присоединены к одному концу трех фаз обмотки ротора R индукционного 55 регулятора.Свободные концы соединенных таким образом ss4 обмоток S и R соединены со свободными концами фаз вспомогательной обмотки SA в статоре двигателя М, статорная обмотка ST которого подключена к питающей MS.

    Вспомогательная обмотка SA Устанавливается в те же пазы, что и обмотка статора двигателя ST.

    Таким образом, обмотки SA и ST связаны друг с другом за счет действия трансформатора.

    Ротор коллекторного двигателя М Подключен через коммутатор С и три коллекторных щетки В к точкам соединения между соединенными обмотками S и R одинарного индукционного регулятора IR с одной стороны, а с другой стороны через оставшиеся щетки B’ к отводам X, выполненным во вспомогательной обмотке статора SA.Это представляет собой 6-фазное питание коммутатора C.

    При рассмотрении теперь напряжения, полученного на любой одной паре щеток коммутатора, электрически смещенных на 180° на коммутаторе С и питаемых от одной фазы системы обмоток 8, R и SA, обратимся к векторной диаграмме напряжения на рисунке 1а.

    На рисунке а, 0, I представляет собой напряжение между точками 0 и I (рисунок 1) одной фазы вспомогательной обмотки статора SA на рисунке 1.

    При установке ротора индукционного регулятора IR в такое положение, что каждая фаза обмотки его роторной обмотки R соосна с фазой обмотки его статорной обмотки S, к которой подключена такая фаза обмотки R, напряжение в две соединенные фазы обмотки ротора и статора, выбранные для рассмотрения, векторно имеют одинаковое направление и, следовательно, алгебраически аддитивны.

    При условии, кроме того, что число витков на фазу в обмотках статора и ротора S и R индукционного регулятора IR одинаково, напряжение 0, 2 в обмотке ротора R равно напряжению 2, I в статоре обмотка S и каждая 4 составляет половину величины напряжения 0, I в обмотке SA, что в свою очередь определяется коэффициентом трансформации между обмоткой ST статора двигателя и вспомогательной обмоткой SA.

    Этот коэффициент трансформации выбран таким образом, чтобы напряжение 45 вспомогательной обмотки SA подходило для получения необходимого напряжения для введения в цепь ротора двигателя.

    В связи с этим следует понимать, что на практике невозможно спроектировать A . 50 двигатель-мутатор для напряжения ротора, равного обычному напряжению питания. Причиной этого являются ограничения, накладываемые соображениями коммутации.

    В устройстве согласно изобретению 5~ предусмотрено необходимое преобразование напряжения ротора.

    При повороте ротора индукционного регулятора IR относительно его статора на угол а из упомянутого выше «нейтрального» положения векторы 0, 2′ и 2′, 1 напряжения ротора и статора соответственно изменятся. иметь положение, показанное на рисунке 1а.

    При увеличении угла смещения а точка 2″ становится концом вектора вектора напряжения ротора 65. Концы вектора 2, 2′, 2″ и т. д. имеют в качестве геометрического места пунктирную прямую линию L, показанную на рисунке. ля.

    Отвод X вспомогательной обмотки статора SA (рис. 1) обычно выбирают таким образом, чтобы он не совпадал с центром этой обмотки, при этом напряжение между I и X представлено вектором 3, 1 на рис. 1а. r Напряжение между отводом Х вспомогательной обмотки SA и точкой соединения 2 75 80,054 обмоток регулятора индукции S и , На рис. 1 представлено на рис. а вектором 3, 2 для соосного «нейтрального» ротора положение, где о=О.

    При изменении угла а этот вектор изменяется на 3, 2′, причем начало всех векторов напряжения между X и точкой соединения 2 есть точка 3, а геометрическое место концов вектора — пунктирная прямая L.

    Таким образом, из рисунка 1а видно, что описанная схема приводит к приложению к коллекторным щеткам двигателя переменного напряжения с постоянным положением фазы, которое в нейтральном положении регулятора IR имеет значение 0 , а при угле смещения а значение 2, 2′, и увеличивается до 2, 2″ при дальнейшем увеличении угла смещения.

    Составляющая напряжения 3, 2 остается постоянной независимо от угла смещения и содержится в каждом векторе напряжения, что хорошо видно на векторной диаграмме рис.

    Переменная составляющая напряжения, например 2, 2′ или 2, 2″, используется для получения изменения скорости двигателя М, а постоянная составляющая 3, 2 напряжения, смещенная на 90°, используется для получения опережающего ток намагничивания в цепи коммутатора для коррекции коэффициента мощности

    Пренебрегая влияниями второго порядка, переменная составляющая напряжения (например, 2, 2′ на рис. 0 а, для регулировки индукционного регулятора по углу а) определяет скорость двигателя М относительно его синхронной скорости и, поскольку этот компонент может применяться так, что он становится аддитивным или вспомогательным.тягового, поворачивая индукционный регулятор в одну или другую сторону из нейтрального положения (а=0), можно получить скорости выше и ниже синхронизма.

    Следует понимать, что величина напряжения ротора теоретически неограничена и практически ограничена только потоком, который может выдерживать индукционный регулятор. Другое преимущество настоящего устройства состоит в том, что потери в железе и меди, ток намагничивания и реактивное падение напряжения меньше, когда требуется меньшее максимальное напряжение.

    Общий КПД схемы, заменяющей двойной индукционный регулятор (плюс дополнительная компенсационная обмотка), в среднем значительно повышается, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, вся необходимая мощность обеспечивается одним агрегатом вместо двух, что приводит к сравнительно более высокому КПД и меньшей намагничивающей кв.-а. Во-вторых, как объяснялось ранее, максимальные потери этого единственного индукционного регулятора возникают только при максимальном выходном напряжении, и, следовательно, средние потери во всем диапазоне напряжений сравнительно малы.

    На рис. 2 для соответствующих частей используются те же обозначения, что и на рис. 1.

    Устройство, представленное на рис. 2, отличается от показанного на рис. 1 тем, что коммутатор C на рис. 2 имеет 3-фазное питание по сравнению с 6-фазным питанием на рис. 1.

    Для получения этого трехфазного питания щетки коммутатора B, показанные на рисунке 1, подключенные к точке соединения между двумя обмотками S и R регулятора, на рисунке 2 опущены, и только оставшиеся три щетки B’ подключены к отводы X обмотки SA в статоре ST электродвигателя сохранены.

    Точки соединения между обмотками S и R регулятора IR, на рисунке 2, соединены вместе, чтобы образовать точку звезды SP, общую для обеих обмоток, для цепи ротора.

    Вместо звездочки точек соединения, как показано на рис. 2, также можно ввести звездочку, соединив отводы X на рис. 1 и исключив коллекторные щетки, соединенные с этими точками.

    Схема, показанная на рис. 2, тем не менее, предпочтительнее, так как экономится три соединительных провода между регулятором и двигателем.В том, что касается электрической функции и векторной диаграммы, нет никакой разницы по сравнению с расположением, показанным на фиг.1, в любом из двух описанных возможных трехфазных устройств питания. Одним общим преимуществом любой из компоновок согласно изобретению является то, что, поскольку теоретический диапазон регулируемого выходного напряжения неограничен, более высокие напряжения за пределами заданного диапазона для непрерывной номинальной мощности могут быть иногда использованы для краткосрочной номинальной мощности путем перетока. индукционный регулятор временно.

    Одним из примеров, когда такая процедура может быть с пользой применена, является коллекторный двигатель с регулируемой скоростью, работающий в определенном диапазоне фиксированных скоростей, но который, однако, должен работать в течение короткого периода времени, например, для нарезания резьбы или подачи, за пределами этого диапазона скоростей.

    Другим примером является использование этого расширенного диапазона напряжения только для пуска или динамического торможения.

    Это приводит к плавному пуску из состояния покоя или торможению до состояния покоя с временной перегрузкой индукционного регулятора, причем такая перегрузка несущественна ввиду ее кратковременности.3i Таким образом, изобретение позволяет использовать индукционный регулятор меньшего размера, чем обычно, с учетом достижимого расширенного диапазона напряжений, что приводит к меньшим потерям, меньшим токам намагничивания и меньшим затратам, чем обычно. 4 Для изменения направления вращения коллекторного двигателя с питанием от статора в целом, как и в любой из описанных схем, кроме переключения двух питающих линий, необходимо принять меры для обеспечения правильного введения 4 компенсирующего напряжения для новое направление вращения.

    Это необходимо ввиду того, что опережающая составляющая напряжения, пригодная для компенсации в одном направлении вращения, становится 5 отстающей и, следовательно, контркомпенсирующей в другом направлении вращения, если не осуществляется изменение внутренних условий .

    Прямым способом достижения этого результата было бы изменение начала и конца каждой 5 отдельной фазы обмотки либо в первичной, либо во вторичной обмотке индукционного регулятора, включая трансформатор, если он предусмотрен, или отдельные части вспомогательной обмотки статора.

    Во избежание увеличения числа контактов, 6 контактов, особенно для больших токов, и гибких проводов для цепи ротора индукционного регулятора, что влечет за собой, следующий простой способ может быть принят в соответствии с изобретением для обеспечения правильного компенсация, которая, к тому же, не требует какой-либо различной регулировки скорости регулятора при различных направлениях вращения двигателя.

    Для этой цели и в соответствии с изобретением числовая пропорция между 7 двумя составляющими напряжения, создающими результирующее вторичное напряжение, которое подается во вторичную цепь двигателя, изменяется таким образом, что намагничивающая составляющая становится отрицательной в обратном направлении вращение мотора.1 На рис. 3, который принципиально эквивалентен рис. 1, вторичная обмотка SE трансформатора T питает одиночный индукционный регулятор IR, первичная обмотка PT трансформатора подключена к источнику питания MS.

    В обмотке SE выполнены отводы XI и X2 для альтернативного подключения к щеткам В коллектора С двигателя М реверсивным выключателем RS.

    Ссылаясь теперь на векторную диаграмму, показанную на рисунке 3а, векторы 0, 2′ и 2′ представляют собой две составляющие напряжения, создаваемые обмоткой статора S и обмоткой ротора R индукционного регулятора IR, при относительной регулировке между его узлы статора и ротора на угол а, а 0, 2 и 2, 1 указывают векторы этих напряжений, где а = 0, геометрическое место вектора заканчивается 2, 2′ и т. д. снова обозначено пунктирной прямой линия Л.

    SB При соединении щеток коммутатора B между отводом XI и точкой соединения 2 между первичной и вторичной обмотками R и S индукционного регулятора IR результирующее напряжение, подаваемое на коммутатор C, равно S. Следовательно, снова напряжение, представленное вектор 3, 2′, точка 3, составляющая, как на рисунке 1а, точку начала всех векторов, и пунктирная линия L, все еще остающаяся геометрическим местом концов вектора 2, 2′ и так далее.

    0 Постоянное компенсационное напряжение, которое вводится в цепь как составляющая намагничивания, обозначается цифрами 3, 2, а составляющая напряжения регулирования скорости – цифрами 2, 2′.

    Когда с целью изменения направления вращения двигателя М реверсивный переключатель RS, рисунок 3, приводится в контакт с отводами Х2, коллекторные щетки подключаются между отводами Х2 и точками соединения 2 между обмотки статора и ротора 0 S и R индукционного регулятора IR.

    В этих условиях результирующее напряжение, подаваемое на коммутатор C, представляет собой напряжение, представленное вектором 4, 2′ на рисунке 3а, в то время как 5 4, 2 представляет намагничивающую составляющую, которая, как будет замечено, направлена ​​в обратном направлении. точка 3, 2, точка 4 теперь составляет новую точку начала всех векторов, а пунктирная линия L все еще остается геометрическим местом 0 вектора, заканчивающегося 2, 2′.

    Поскольку происходит изменение опережения и отставания при изменении направления вращения вращающегося поля, 4, 2 будет опережающей составляющей, как и требуется, по отношению к 5 составляющей напряжения 2, 2′ в обратном направлении вращения двигателя, предполагая, что 3, 2 была опережающей составляющей по отношению к составляющей напряжения 2, 2′ в прямом направлении вращения двигателя.

    0 Этот эффект достигается без изменения соотношения между компонентом 2, 2′ регулирования напряжения и его эффектом регулирования скорости.Другими словами, если регулировка, представленная на рисунке 3а, дает гиперсинхронную скорость в одном направлении вращения двигателя, когда реверсивный переключатель RS находится в цепи с отводами XI, скорость остается гиперсинхронной в обратном направлении. вращения двигателя, когда реверсивный переключатель RS находится в цепи с 0 отводом Х2.

    I п.1: 1. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный одноядерный асинхронный регулятор, имеющий блоки статора и ротора r5, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку. размещены в пазах другого из указанных блоков, при этом фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка индуктивно связана с источником питания и расположена в магнитопроводе независимо от магнитной цепи упомянутого индукционного регулятора, причем фазы обмотки упомянутой третьей обмотки имеют ответвления и соединены своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки упомянутых присоединенных обмоток упомянутого индукционного регулятора, указанные ответвления в упомянутом третья обмотка подключена к коллекторным щеткам управляемого коллекторного двигателя.

    2. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка индуктивно связана с источником питания и расположена в магнитной цепи, независимой от магнитной цепи указанного индукционного регулятора, причем каждая фаза обмотки указанной третьей обмотки имеет ответвления и соединена своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки указанных соединенных обмоток указанного индукционного регулятора, указанные ответвления в указанной третьей обмотке и точки соединения между указанными соединенными обмотками указанного индукционного регулятора, соединенные с коллекторными щетками коллекторного двигателя, подлежащего управлению изд.

    3. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из упомянутых блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка индуктивно связана с источником питания и расположена в магнитной цепи, независимой от магнитной цепи указанного индукционного регулятора, причем каждая фаза обмотки указанной третьей обмотки имеет ответвления и соединена своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки указанных соединенных обмоток указанного индукционного регулятора, причем указанные ответвления в указанной третьей обмотке соединены к коллекторным щеткам управляемого коллекторного двигателя, а точки соединения между указанными соединенными обмотками указанного асинхронного регулятора Тор соединен вместе, образуя точку звезды для обеих упомянутых соединенных обмоток.

    4. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка расположена в статоре указанного коллекторного двигателя и, таким образом, индуктивно связана с питания, причем фазы обмотки указанной третьей обмотки имеют ответвления и соединены своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки указанных соединенных обмоток указанного индукционного регулятора, при этом указанные ответвления указанной третьей обмотки соединены с коллекторными щетками коллекторный двигатель.

    5. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из упомянутых блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, и трансформатор имеет первичную обмотку, подключенную к источнику питания, и вторичную обмотку, питаемую от действия трансформатора. от указанной первичной обмотки фазы обмотки указанной вторичной обмотки, каждая из которых имеет ответвления и соединена своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки указанных соединенных обмоток указанного индукционного регулятора, причем указанные ответвления соединены с коллекторными щетками коллекторный двигатель, которым нужно управлять.

    6. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка индуктивно связана с источником питания и расположена в магнитной цепи, независимой от магнитной цепи упомянутого индукционного регулятора, причем фазы обмотки упомянутой третьей обмотки имеют по два отвода каждая и соединены своими свободными концами со свободными концами упомянутых присоединенных обмоток упомянутого индукционного регулятора, при этом указанные два ответвления каждой фазы обмотки упомянутой третьей обмотки попеременно соединенный с коллекторными щетками управляемого коллекторного двигателя, для различных направлений вращения указанного коллекторного двигателя .

    БЕННО ШВАРЦ.

    ЦИТИРОВАННЫЕ ССЫЛКИ В досье этого патента имеются следующие ссылки: 60 ПАТЕНТЫ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ TJ ПАТЕНТЫ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ Номер 1,658,662 2,380,265 Название Дата Уэлш ———— 7 февраля 1928 г. Робинсон —- —- 10 июля 1945 г. ИНОСТРАННЫЕ ПАТЕНТЫ Номер Страна Дата 549 ​​536 Великобритания —-. . 18 февраля 1943 г.

    Схема двигателя постоянного тока и детали конструкции

    В этой статье мы рассмотрим базовую конструктивную схему двигателя постоянного тока и его важные части.Электродвигатель — это машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. В нашей повседневной жизни даже во всем мире применения и использования электродвигателя очень много. От бытового до промышленного везде электродвигатель используется для различных целей, таких как перекачка воды, вентилятор охлаждения, движение, перемещение и т. д. Существует множество типов электродвигателей в зависимости от их применения, конструкции, входного питания. Двигатель постоянного тока — это двигатель, для работы которого требуется постоянный ток.

    Схема двигателя постоянного тока

    Здесь вы можете увидеть конструктивную схему двигателя постоянного тока

    Здесь вы можете увидеть, что двигатель постоянного тока имеет обмотку ротора или обмотку якоря, магнитные полюса, корпус, коллектор, вал и т. д. Принцип работы двигатель постоянного тока очень прост. Если двигатель с постоянным магнитом, то просто приложив постоянное напряжение к его якорю, он будет вращаться. Но если в двигателе нет постоянного магнита, то нам необходимо обеспечить питание постоянным током как для обмотки возбуждения, так и для якоря, чтобы вращать двигатель.На приведенной выше диаграмме показан двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, что означает, что он не имеет постоянного магнита.

    Читайте также:

    DC Motor Parts

    Основные части двигателя постоянного тока являются,

    • статоров
    • Ротор
    • Хомут
    • Поляки
    • Область обмотки
    • якорной обмотки
    • Коллекторные
    • Кисти

    Статор

    Статор — это статическая часть двигателя, на которой установлены основные обмотки возбуждения или полюса.На приведенном выше рисунке вы можете увидеть статор двигателя постоянного тока. Там вы можете увидеть четыре полюса, закрепленные на статоре. Хомут является частью статора.

    Ротор

    Ротор — это движущаяся или вращающаяся часть двигателя. Обмотка якоря, коллектор, вал — все это часть ротора. Якорная часть ротора полностью ламинирована.

    Вилка

    Вилка (внешняя рама) представляет собой внешнюю круглую часть двигателя. Изготавливается из чугуна или твердой стали. Основная функция Хомута — закрывать и защищать внутренние части двигателя от любых повреждений.Хомут удерживает все статические части двигателя, такие как обмотки возбуждения или полюса.

    Полюса в двигателе постоянного тока

    Полюса в двигателе постоянного тока используются для создания магнитного потока определенной полярности. В DC ​​Moto используются две полярности полюса — Северный полюс и Южный полюс. Обмотки возбуждения намотаны на полюс. Полюса в двигателе постоянного тока также состоят из двух частей — полюсного сердечника и полюсной поверхности. Полюсный сердечник — это область, в которой намотаны катушки возбуждения.

    Обмотка возбуждения

    Обмотка возбуждения в основном состоит из изолированных медных катушек, намотанных на полюсный сердечник.Полярность магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, зависит от вращения катушки возбуждения. Таким образом, катушки возбуждения наматываются в противоположном вращении в противоположных полюсах, поскольку они могут создавать магнитный поток противоположной полярности.

    Обмотка якоря

    Обмотка якоря размещается на роторе. Выводы обмотки якоря соединены с коммутатором. Таким образом, обмотка якоря всегда получает питание переменного тока, даже если мы подаем питание постоянного тока на двигатель в качестве входа. Как правило, из-за взаимодействия между потоком якоря и потоком основного поля двигатель постоянного тока вращается.

    Коллектор

    Коллектор представляет собой цилиндрическую конструкцию, установленную на роторе двигателя постоянного тока. Изготовлен из медных сегментов. Основная функция коммутатора — собирать питание со щеток и подавать его на обмотку якоря. Коммутатор генератора постоянного тока помогает преобразовывать переменный источник питания, генерируемый якорем, в выходной источник постоянного тока.

    Щетки

    Основной функцией щеток в двигателе постоянного тока является передача мощности от внешнего источника питания к коллектору.Щетки изготовлены из углеродного или графитового материала. Они сконструированы таким образом, что могут иметь скользящий контакт с вращающимся коллектором.

    Читайте также:  

    Благодарим за посещение сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

    Произошла ошибка

    Пожалуйста, повторите попытку позже или снова зайдите на нашу домашнюю страницу.
    Bitte versuchen Sie es später oder schauen Sie ob die Homepage funktioniert.

    Ошибка: E1020

    Австралия Электронная почта

    Maxon Motor Australia Pty Ltd

    Блок 1, 12-14 Бомонт Роуд
    Гора Куринг-Гай Новый Южный Уэльс 2080
    Австралия

    Бенилюкс Электронная почта

    максон мотор бенилюкс б.V.

    Josink Kolkweg 38
    7545 PR Enschede
    Netherlands

    China E-Mail

    maxon motor (Suzhou) Co., Ltd

    江兴东路1128号1号楼5楼
    215200 江苏吴江
    中国

    Germany E-Mail

    maxon motor gmbh

    Truderinger Str. 210
    81825 München
    Deutschland

    India E-Mail

    maxon precision motor India Pvt.ООО

    Аркада Ниран, № 563/564
    Новая БЕЛ Роуд,
    РМВ 2-й этап
    Бангалор – 560 094
    Индия

    Италия Электронная почта

    maxon motor italia S.r.l.

    Società Unipersonale
    Виа Сиртори 35
    20017 Ро Ми
    Италия

    Япония Электронная почта

    マクソンジャパン株式会社

    東京都新宿区新宿 5-1-15
    〒 160-0022
    номер

    Корея Электронная почта

    ㈜맥슨모터코리아

    서울시 서초구
    반포대로 14길 27, 한국 137-876

    Португалия Электронная почта

    maxon motor ibérica s.а

    C/ Polo Norte № 9
    28850 Торрехон-де-Ардос
    Испания

    Швейцария Электронная почта

    мотор maxon ag

    Брюнигштрассе 220
    Постфач 263
    6072 Заксельн
    Швейцария

    Испания Электронная почта

    maxon motor ibérica s.a. Испания (Барселона)

    C/ Polo Norte № 9
    28850 Торрехон-де-Ардос
    Испания

    Тайвань Электронная почта

    мотор maxon Тайвань

    8ф.-8 №16, переулок 609 сек. 5
    сек. 5, Чунсинь роад.
    Санчунский р-н.
    Нью-Тайбэй Сити 241
    Номер

    Великобритания, Ирландия Электронная почта

    Maxon Motor UK Ltd

    Максон Хаус, Хогвуд Лейн
    Финчемпстед
    Беркшир, RG40 4QW
    Соединенное Королевство

    США (восточное побережье) Электронная почта

    Maxon Precision Motors, Inc.

    0 comments on “Схема подключения коллекторного электродвигателя: ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.