Elektromotor kolektora. Univerzalni kolektorski motor

Motor kolektora je sinkroni električni stroj u kojem se strujni prekidač u namotaju i senzor položaja rotora izrađuju u obliku istog uređaja - sklopa sakupljača četkica. Ovaj uređaj može biti različitih vrsta.

vrsta

Elektromotor kolektora izravna struja obično u svom sastavu uključuje elemente kao što su:

- tropolni rotor na kliznim ležajevima;

- bipolarni stator na stalnim magnetima;

- bakrene ploče kao četke sklopa kolektora.

Ovaj set je tipično za većinu low-power rješenja, obično se koristi u dječjim igračkama, gdje nije potrebna velika snaga. Struktura snažnijih motora uključuje još nekoliko strukturnih elemenata:

- četiri grafičke četke u obliku kolektora;

- rotor s nekoliko polova na ležajevima;

- stator od trajnih magneta s četiri pola.

Najčešće se električni motor ovog tipa koristi u modernim automobilima za realizaciju pogona ventilator sustava za hlađenje i ventilaciju, pumpi za podloške, stražari i ostali elementi. Postoje i složenije agregate.

Snaga električnog motora od nekoliko stotina wata podrazumijeva upotrebu četveropolnog statora od elektromagneta. Povezivanje namotaja može se koristiti na jedan od nekoliko načina:

- Sukladno rotoru. U tom slučaju dobiva se veliki maksimum okretaja, međutim, zbog velike brzine praznog hoda, rizik od oštećenja motora je visok.

- Paralelno s rotorom. U tom slučaju, okretaji ostaju stabilni pod uvjetima različitog opterećenja, ali maksimalni zakretni moment je mnogo manji.

- Mješana uzbuda, kada je dio namota povezan u nizu, a dio paralelno. U ovom slučaju, zasluga prethodnih opcija kombinira se. Ova se vrsta koristi za pokretače automobila.

- Nezavisna pobuda, koja koristi zaseban izvor energije. U tom slučaju dobivaju se karakteristike odgovarajuće paralelne veze. Ova se opcija vrlo rijetko koristi.

Elektromotor kolektora ima određene prednosti: oni se jednostavno proizvode, popravljaju, upravljaju, a njihovo vijek trajanja je dovoljno velik. Kao nedostatke obično dodjeljuju na sljedeći način: učinkovit dizajn takvih uređaja su obično nizkomomentnymi Fleet i stoga većina diskovi zahtijevaju instalaciju mjenjačima. Ta je izjava opravdana, budući da električni stroj usmjeren na malu brzinu karakterizira niska učinkovitost, kao i povezani problemi s hlađenjem. Potonji su takvi da im je teško pronaći elegantno rješenje.

Univerzalni kolektorski motor

Ova varijanta je svojevrsni kolektorski stroj konstantne struje, sposoban za rad na konstantnoj i izmjeničnoj struji. Uređaj je postao široko rasprostranjen u nekim vrstama kućanskih aparata i ručnih alata zbog male veličine, male težine, niske cijene i jednostavnog reguliranja okretaja. Često se nalazi kao trakcijski stroj na željeznicama SAD-a i Europe. Možete razmotriti uređaj električnog motora.

Značajke dizajna

Radi boljeg razumijevanja ovog pitanja potrebno je detaljnije razmotriti što je osnovica predstavljenog uređaja. Tip univerzalnog kolektora električnog motora je uređaj istosmjerne struje, koji ima serijski spojeni uzbudni namoti, optimiziran za rad na izmjeničnoj struji električne mreže u kućanstvu. Motor se okreće u jednom smjeru bez obzira na polaritet. To je zbog činjenice da serijska veza namatanje statora i rotora dovodi do istovremene izmjene njihovih magnetskih polova, a zbog toga se rezultatni moment usmjerava na jednu stranu.

Od čega se to radi?

kolekcionar izmjenični strujni motor uključuje upotrebu statorske konstrukcije mekog magnetskog materijala, kojeg karakterizira mala histereza. Da biste smanjili gubitke vrtložne struje, ovaj element izrađen je od izolacijskih ploča. Kao podskup AC kolektorskih strojeva, uobičajeno je izolirati agregate pulsirajuće struje, koje se dobivaju ispravljanjem struje jednogfaznog kruga bez upotrebe pulsiranja zaglađivanja.

Elektromotor kolektora izmjeničnu struju najčešće karakterizira ova značajka: u načinu rada s malom brzinom induktivna otpornost Statorski namot ne dopušta potrošnju struje iznad određenih granica, dok je maksimalni zakretni moment motora također ograničen na 3-5 nominalne vrijednosti. Usklađivanje mehaničkih svojstava postiže se primjenom statičkog namještanja namotaja - odvojeni su terminali za spajanje izmjenične struje.

Prilično složen problem uključuje kommutiranje moćnog stroja za kolektore. U trenutku kada sekcija prolazi kroz neutralno, magnetsko polje, koje je u skladu s rotorom, preokreće smjer, što uzrokuje generaciju u reaktivnom EMF odjeljku. To se događa kada radite na AC. U kolektorima izmjenične struje također postoji reaktivni EMF. Transformator EMF ovdje je također zabilježen, budući da je rotor u magnetskom polju statora koji pulsira u vremenu. Glatki početak motora kolektora je nemoguć, jer u ovom trenutku amplituda stroja će biti maksimalna, a približava se brzini sinkronizacije, ona će se smanjiti proporcionalno. Kako napredak napreduje, zabilježit će se novi porast. Kako bi se riješio problem prebacivanja u ovom slučaju, predloženi su sljedeći niz koraka:

- U dizajnu bi trebalo biti prednost jednostrukog skretanja, što će smanjiti protok adhezije.

- Učinkovito otpor je potrebno da se poveća dio za koji najviše obećava elementi su otpornici u kolektoru pločama gdje postoji dobro hlađenje.

- Sakupljač treba biti aktiviran s četkom maksimalne tvrdoće s najvećim otporom.

- Reaktivni EMF može se nadoknaditi pomoću dodatnih stupova s ​​serijskim namotima, a paralelni namotaji se primjenjuju za kompenziranje transformatora EMF. Budući da je vrijednost posljednjeg parametra funkcija kutne brzine rotora i struje magnetiziranja, slični namoti zahtijevaju upotrebu podređenih upravljačkih sustava koji još ne postoje.

- Frekvencija opskrbnih krugova mora biti što je niža. Najpopularnije opcije su 16 i 25 Hz.

- Preokretanje RCA izvodi se prebacivanjem polariteta namota statora ili rotora.

Prednosti i nedostaci

Za usporedbu, sljedeći uvjeti: Uređaji spojeni na kućnu električnu mrežu s naponom od 220 volti i frekvencije 50 Hz, snaga motora u ovom slučaju je isti. Razlika mehaničkih značajki uređaja može biti nedostatak ili prednost, ovisno o tome koji su zahtjevi postavljeni na pogon.

Dakle, kolektorski električni motor izmjenične struje: prednosti u usporedbi s jedinicom istosmjerne struje:

- Spajanje na mrežu izrađeno je izravno, bez potrebe za dodatnim komponentama. U slučaju istosmjerne jedinice, potrebno je ispraviti.

- Startna struja je mnogo manja, što je vrlo važno za uređaje koji se koriste u svakodnevnom životu.

- S upravljačkim krugom, njegov uređaj je mnogo jednostavniji - reostat i tiristor. Ako elektronička komponenta ne izađe iz linije, kolektorski motor, čija cijena ovisi o kapacitetu i iznosi 1400 rubalja i više, ostat će na snazi, ali će se odmah uključiti u punom kapacitetu.

Postoje neki nedostaci:

- Zbog gubitaka zbog preokretanja statora i induktiviteta, ukupna učinkovitost je znatno smanjena.

- Također se smanjuje maksimalni zakretni moment.

Jednofazni kolektori elektromotora imaju određene prednosti u usporedbi s asinkronom:

- kompaktnost;

- nedostatak vezanja za frekvenciju mreže i brzinu;

- značajan početni moment;

- proporcionalno smanjenje i povećanje broja okretaja u automatskom načinu rada, kao i povećanje zakretnog momenta s povećanjem opterećenja, dok napon napajanja ostaje nepromijenjen;

- kontrola brzine može biti glatka preko prilično širokog raspona promjenom napona napajanja.

Nedostaci u odnosu na asinkroni motor

- kada se opterećenje mijenja, revolucije će biti nestabilne;

- jedinica za sakupljanje četkica čini uređaj previše pouzdan (potreba za korištenjem maksimalnih četkica znatno smanjuje resurs);

- prebacivanje izmjenične struje uzrokuje snažno iskrenje na kolektoru, tako se formira radio smetnja;

- visoka razina buke na poslu;

- Kolektor je karakteriziran velikim brojem dijelova, što motor čini prilično masivnim.

Suvremeni električni motor kolektora karakterizira resurs usporediv s mogućnostima mehaničkih mjenjača i radnih tijela.

Ostale usporedbe

Pri usporedbi kolektora i asinkronih motora iste snage, bez obzira na nazivnu frekvenciju potonje, dobiva se različita svojstva. Ovo će biti detaljnije opisano u nastavku. Univerzalni motor kolektora ostvaruje "meko" svojstvo. U ovom slučaju, trenutak je izravno proporcionalan opterećenju na osovini, dok su okretaji obrnuto proporcionalni s njim. Nazivni okretni moment obično je manji od 3-5 puta od maksimuma. Ograničenje brzine praznog hoda karakterizira isključivo gubitak motora, a uz uključivanje snažne jedinice bez opterećenja, može se srušiti.

Karakteristika asinkronog motora je "ventilator", tj. Jedinica održava brzinu rotacije blizu nominalnog, čime se povećava trenutak što je oštrije moguće uz blago smanjenje brzine. Ako govorimo o značajnoj promjeni ovog pokazatelja, okretni moment motora ne samo da se ne povećava, već pada na nulu, što dovodi do potpunog zaustavljanja. Zaključavanje u praznom hodu lagano premašuje nazivne vrijednosti, ali ostaje konstantno. Karakteristika jednogfaznog asinkronog motora je dodatni skup problema povezanih s pokretanjem, jer ne razvija početni moment u normalnim uvjetima. Magnetsko polje jednogfaznog statora, pulsiranje u vremenu, dijeli se na dva polja s suprotnim fazama, tako da počinje bez ikakvih mogućih trikova postaje nemoguće:

- kapacitet, stvaranje umjetne faze;

- podijeljeni žlijeb;

- aktivni otpor koji tvori umjetnu fazu.

Teoretski polja rotiraju u suprotnim fazi smanjuje maksimum učinkovitosti jednofaznog indukcijski stroj za 50-60%, zbog gubitaka u magnetnog sistema i Prezasićene zavojnice djeluje suprotno polja struja. Ispada da na jednoj osovini postoje dva električna vozila, dok jedan radi u načinu vožnje, a drugi - u načinu protivljenja. Ispada da jednofazni motori kolektora ne poznaju konkurente u odgovarajućim mrežama. Više nego zaslužuju takvu popularnost.

Mehaničke karakteristike električnog motora omogućuju određeni opseg korištenja. Mali zavoji ograničeni frekvencijom izmjenične struje čine asinkrone agregate sličnih kapaciteta veće u težini i veličini u usporedbi s onima s univerzalnim kolektorima. Međutim, kada je pretvarač priključen na strujni krug s visokom frekvencijom, moguće je postići mjerljive dimenzije i težinu. Ostaje krutost mehaničkih osobina elektromotora, na koju se dodaju gubitci za strujnu pretvorbu, kao i povećanje frekvencije, a povećavaju se magnetske i induktivne gubitke.

Analozi bez čvora kolektora

Motor AC kolektora ima analogni, koji je najbliži njegovoj mehaničkoj karakteristici, - ventil, gdje je četkom i kolektorom zamijenjen pretvarač opremljen senzorom položaja rotora. Sljedeći sustav se koristi kao elektronički analog ove jedinice: ispravljač, sinkroni motor s osjetnikom kutnog položaja rotora, u kombinaciji s pretvaračem. Međutim, prisutnost stalnih magneta u rotoru dovodi do smanjenja maksimalnog momenta uz održavanje dimenzija.

Načelo rada

Uređaj motora kolektora pokazuje kako uređaj pretvara električnu energiju u mehanički i suprotno. To ukazuje na njegovu sposobnost korištenja kao generatora. Potrebno je detaljnije razmotriti kolektorski električni motor, čiji će sklop pokazati svoje sposobnosti.

Zakoni fizike jasno pokazuju da kada struja teče kroz dirigent u magnetskom polju, na nju se vrši određena sila. U ovom slučaju radi pravilo desne ruke koja izravno utječe na snagu elektromotora. Električni motor kolektora radi na ovom osnovnom načelu.

Fizika nas uči da su osnova za stvaranje pravih stvari mala pravila. To je poslužilo kao osnova za stvaranje okvira koji se okreće u magnetskom polju, što je omogućilo stvaranje električnog motora kolektora. Dijagram pokazuje da se par vodiča nalazi u magnetskom polju, čija struja je usmjerena u suprotnim smjerovima, a time i sila. Njihov zbroj i daje potrebni zakretni moment. Uređaj elektromotora mnogo je složeniji, budući da sadrži cijeli kompleks potrebnih elemenata, a posebno kolektor koji pruža isti strujni smjer preko polova. Neravnine moždanog udara uklonjene su stavljanjem još nekoliko zavojnica na sidro, dok su trajni magneti zamijenjeni zavojnicama, što je omogućilo izbjegavanje potrebe za istosmjernom strujom. To je omogućilo da jedan moment zakreće na okretni moment.

Popravak električnih motora vlastitim rukama

Kao i bilo koji drugi uređaj, ova jedinica možda iz bilo kojeg razloga ne uspije. Ako elektromotora, fotografija koje možete vidjeti u našem pregledu ne može birati željeni broj okreta, odnosno kad je počeo ne okreće vratilo želite provjeriti, ne spali ako osigurači, nema pauze u električnom krugu armature, ako je preopterećen sam uređaj. Vrlo često preopterećenje rezultira konzumacijom abnormalne struje. Kako bi se uklonio ovaj kvar, potrebno je pažljivo pregledati mehanički prijenos i kočnicu, a zatim ukloniti uzroke preopterećenja.

Uređaj električnog motora je takav da kod pokretanja troši određenu struju. Ako je veća od nominalne vrijednosti, potrebno je provjeriti dosljednost spajanja paralelnih i serijskih namotaja jedan s drugim, kao iu odnosu na reostat. Prilikom popravljanja električnih motora od strane sebe najčešće se vrše određene pogreške. Konkretno, namatanje vijaka može se spojiti u seriju s električnim otpornikom reostata, ili povezanim s jednim polom električne mreže.

Provjera dosljednosti ožičenja polja izvodi se spajanjem jednog kraja zavojnog namota s sidrenim krajem, a drugi s električnim vodičem koji dolazi iz luka reostata. Uobičajeno, poprečni presjek ovog električnog vodiča je nešto manji od ostalih, pa se može otkriti bez megaohmmetra. Nakon što je prekidač napajanja uključen i klizač reostata pomaknut u srednji položaj, napajanje se primjenjuje na slobodne krajeve. Pomoću kontrolne svjetiljke provodi se serijska provjera svih provodnih krajeva. Prilikom dodirivanja jednog od njih, lampica bi trebala svijetliti, a druga ne. Tako se provodi cijeli elektromotor. Cijena rada ovisit će o vrsti neuspjeha jedinice.

Ako uređaj radi brzinom koja je manja od nazivne brzine, glavni razlozi za to su obično: mali napon napajanja, preopterećenje uređaja, velika uzbudljiva struja. Ako je zabilježen nevažeći znak, potrebno je provjeriti uzbudni električni krug, ukloniti sve otkrivene greške, nakon čega je moguće utvrditi normalnu vrijednost ekscitacijske struje. U nekim slučajevima, možda će biti potrebno premotati motore.

Kada je razlog nesposobnosti jedinice kriva veza paralelnog i uzastopnog uzbudnog namota, potrebno je uspostaviti ispravnu vezu. Ako takav problem nije moguće riješiti na jednostavan način, možda će biti potrebno premotati motore. Također je potrebno provjeriti vrijednost napona u električnoj mreži, jer se okretaji uređaja mogu povećati s povećanjem njegove nominalne vrijednosti.