Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Motory kolektorov sú pomerne bežné v každodennom živote a vo výrobe. Používajú sa na pohon rôznych mechanizmov, elektrického náradia, v automobiloch. Časť popularity je spôsobená jednoduchým nastavením rýchlosti rotora, ale existujú určité obmedzenia pre ich použitie a samozrejme nevýhody. Pozrime sa na to, čo je to motor s jednosmerným prúdom (KDPT), aké sú typy tohto typu elektromotorov a kde sa používajú.

Definícia a zariadenie

V referenčných knihách a encyklopédiách uveďte takúto definíciu:

„Kolektor je elektromotor, v ktorom je snímač polohy hriadeľa a spínač vinutia to isté zariadenie - kolektor. Takéto motory môžu pracovať buď len na jednosmerný prúd, alebo na priame i striedavé.

Motor kolektora, ako každý iný, sa skladá z rotora a statora. V tomto prípade je rotor kotvou. Pripomeňme, že kotva je časťou elektrického stroja, ktorý spotrebuje hlavný prúd a v ktorom je indukovaná elektromotorická sila.

Čo je potrebné a ako je zberateľ? Kolektor je umiestnený na hriadeli (rotor) a je to súbor pozdĺžne umiestnených dosiek, izolovaných od hriadeľa a od seba navzájom. Nazývajú sa lamely. Odbočky vinutí armatúry sú spojené s lamelami (zariadenie pre kotviace vinutie KDPT v skupine obrázkov nižšie), ale ku každému z nich je pripojený koniec predchádzajúceho a začiatok nasledujúcej časti vinutia.

Prúd do vinutí sa privádza cez kefy. Kefy tvoria klzný kontakt a počas otáčania hriadeľa v kontakte s jednou alebo druhou lamelou. Vinutia armatúry sa teda prepínajú, a preto je potrebný kolektor.

Zostava kefy sa skladá z držiaka s držiakmi kefiek a grafitových alebo kovových grafitových kefiek sa inštaluje priamo do nich. Na zabezpečenie dobrého kontaktu sú kefy pritlačené pružinami k rozdeľovaču.

Na statore sú nainštalované permanentné magnety alebo elektromagnety (budiace vinutie), ktoré vytvárajú magnetické pole statora. V literatúre o elektromobiloch sa namiesto slova „stator“ často používajú pojmy „magnetický systém“ alebo „induktor“. Obrázok nižšie zobrazuje návrh DPT v rôznych projekciách. Teraz sa pozrime, ako funguje motor jednosmerného zberača!

Princíp činnosti

Keď prúdi cez vinutie kotvy, vzniká magnetické pole, ktorého smer je možné určiť pomocou pravidla o meradle. Statické magnetické pole statora interaguje s poľom armatúry a začína sa otáčať v dôsledku skutočnosti, že póly rovnakého mena sa navzájom odpudzujú a priťahujú k nemu. To dokonale ilustruje obrázok nižšie.

Keď sa kefy presunú na iné lamely, prúd začne prúdiť v opačnom smere (ak vezmeme do úvahy príklad uvedený vyššie), magnetické póly zmenia miesta a proces sa zopakuje.

V moderných zberacích strojoch sa nepoužíva bipolárna štruktúra kvôli nerovnomernému otáčaniu, v čase prepínania smeru prúdu budú sily pôsobiace na armatúru minimálne. A ak zapnete motor, ktorého hriadeľ sa zastavil v tejto „prechodnej“ polohe, nemusí sa vôbec začať otáčať. Preto na zberači moderného jednosmerného motora je v štrbinách laminovaného jadra uložených oveľa viac pólov a navíjaných úsekov, čím sa dosahuje optimálna hladkosť pohybu a krútiaceho momentu na hriadeli.

Princíp činnosti kolektorového motora v jednoduchom jazyku pre čajové kanvice je uvedený v nasledujúcom videu, dôrazne odporúčame, aby ste si ho prečítali.

Typy TAC a schém zapojenia vinutia

Podľa spôsobu excitácie sú motory na zber DC rozoznávané v dvoch typoch:

  1. S permanentnými magnetmi (nízkoenergetické motory desiatok a stoviek wattov).
  2. S elektromagnety (výkonné stroje, napríklad na zdvíhacích mechanizmoch a obrábacích strojoch).

Existujú také typy QDCT podľa spôsobu pripojenia vinutí:

  • Sekvenčné vzrušenie (v starej ruskej literatúre a starých elektrikárov si môžete vypočuť meno "Serial", z angličtiny. Serial). Tu je budiace vinutie spojené sériovo s vinutím kotvy. Výhodou takéhoto usporiadania je vysoký štartovací moment a jeho nevýhodou je pokles rýchlosti otáčania so zvýšením zaťaženia hriadeľa (mäkká mechanická charakteristika) a skutočnosť, že motor beží mimo kontroly (nekontrolovaný nárast otáčok s následným poškodením oporných ložísk a kotiev) pri chode na voľnobeh alebo so zaťažením na hriadeli v menej ako 20-30% nominálnej hodnoty.
  • Paralelné (tiež nazývané "shunt"). Preto je budiace vinutie pripojené paralelne s vinutím kotvy. Pri nízkych otáčkach má hriadeľ vysoký krútiaci moment a je stabilný v relatívne širokom rozsahu otáčok a klesá s rastúcimi otáčkami. Výhodou sú stabilné otáčky v širokom rozsahu zaťaženia hriadeľa (obmedzené jeho silou) a nevýhoda - ak sa zlomí v budiacom obvode, môže ísť o vietor.
  • Nazavisimo. Budiace vinutia a kotvy sú napájané z rôznych zdrojov. Toto riešenie vám umožňuje presnejšie nastaviť otáčky hriadeľa. Funkcie fungujú podobne ako DPT s paralelným budením.
  • Zmiešané. Časť budiaceho vinutia je zapojená paralelne a je súčasťou série s kotvou. Kombinujte výhody sekvenčných a paralelných typov.

Symbol na obrázku, ktorý vidíte nižšie.

V zahraničnej a modernej ruskej literatúre, ako aj v diagramoch, môžete nájsť ďalšiu prezentáciu UGO pre KDPT, ako bolo ukázané na predchádzajúcom obrázku vo forme kruhu s dvoma štvorcami, kde kruh označuje kotvu a dva štvorce sú kefy.

Zapojenie a spätný chod

Schéma zapojenia vinutí statora a rotora sa určuje v čase výroby a podľa toho, kde sa daný motor používa, sa musí zvoliť vhodné riešenie. V určitých režimoch prevádzky (napríklad brzdný režim) môže štartovací obvod vinutia zmeniť alebo zaviesť ďalšie prvky.

Zahŕňajú nízkonapäťové kolektory s jednosmerným prúdom s použitím: polovodičových spínačov (tranzistorov), prepínačov alebo tlačidiel, špecializovaných integrovaných obvodov vodiča alebo pomocou nízkonapäťových relé. Veľké výkonné stroje sú pripojené k jednosmernej sieti cez bipolárne stýkače.

Nižšie vidíte spätnú schému zapojenia jednosmerného motora do siete 220V. V praxi bude výrobná schéma podobná, ale v nej nebude existovať diódový mostík, pretože všetky vedenia na pripojenie takýchto motorov sú položené z trakčných rozvodní, kde je striedavý prúd rektifikovaný.

Spätný chod sa vykonáva zmenou polarity na budiacom vinutí alebo na kotve. Zmeňte polaritu a tam, a tam je to nemožné, pretože smer otáčania hriadeľa sa nezmení, ako sa to stane s motormi univerzálneho kolektora pri prevádzke na striedavý prúd.

Pre hladký štart motora sa do výkonového obvodu vinutia kotvy alebo vinutia kotvy a budiaceho vinutia (v závislosti od obvodu ich zapojenia) zavádza nastavovacie zariadenie, ako je reostat, v závislosti od obvodu ich zapojenia, ale rovnako sa nastavuje frekvencia otáčania hriadeľa. použitím sady stýkačov.

V moderných aplikáciách sa frekvencia otáčok mení pomocou pulzne šírkovej modulácie (PWM) a polovodičového kľúča, čo je presne to, čo sa robí v elektrickom náradí napájanom z batérie (napríklad skrutkovač). Účinnosť tejto metódy je oveľa vyššia.

Rozsah uplatňovania

Motory DC kolektorov sa používajú všade v každodennom živote av priemyselných zariadeniach a mechanizmoch.

  • V automobiloch sa používajú kolektorové diely 12V a 24V na poháňanie stieračov (stieračov), v oknách, na štartovanie motora (štartér je kolektorový jednosmerný motor sekvenčného alebo zmiešaného budenia) a pohony na iné účely.
  • Pri zdvíhacích mechanizmoch (žeriavy, výťahy, atď.) Sa používajú zariadenia КДПТ, ktoré pracujú z jednosmernej siete s napätím 220V alebo iným dostupným napätím.
  • V detských hračkách a nízkoenergeticky ovládaných modeloch sa používa KDPT s trojpólovým rotorom a permanentnými magnetmi na statore.
  • V ručnom elektrickom náradí na batérie - rôzne vŕtačky, brúsky, elektrické skrutkovače atď.

Všimnite si, že v modernej drahé elektrické náradie neinštalujte kolektor, a bezkartáčové motory.

Silné a slabé stránky

Pozrime sa na klady a zápory kolektorového DC motora. výhody:

  1. Pomer veľkosti k výkonu (hmotnosť a rozmery).
  2. Jednoduchosť nastavenia otáčok a realizácia hladkého rozbehu.
  3. Začiatočný moment.

Nevýhody KDPT sú nasledovné:

  1. Opotrebované kefy. Vysokovýkonné motory, ktoré sa pravidelne používajú, vyžadujú pravidelnú kontrolu, výmenu kefy a údržbu zostavy kolektorov.
  2. Kolektor sa opotrebuje v dôsledku trenia kefiek.
  3. Je možné iskrenie kefiek, ktoré obmedzuje použitie na nebezpečných miestach (potom používajú KDPT).
  4. Vďaka neustálemu spínaniu vinutí tento typ jednosmerných motorov zavádza hluk a skreslenie do napájacích okruhov alebo do rozvodnej siete, čo vedie k poruchám a problémom pri prevádzke iných prvkov obvodu (obzvlášť dôležité pre elektronické obvody).
  5. Pri jednosmerných permanentných magnetoch magnetické sily časom oslabujú (demagnetizujú) a účinnosť motora klesá.

Tak sme sa pozreli na to, čo je to DC kolektor motora, ako to funguje a aký je jeho princíp činnosti. Ak máte akékoľvek otázky, spýtajte sa ich v komentároch pod článkom!

Materiály na túto tému:

  • Čo je anóda a katóda
  • Ako magnetický štartér
  • Ako znížiť sieťové napätie
  • Čo je asynchrónny motor

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Vedomostná základňa