Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kolektorski motori su uobičajeni u svakodnevnom životu i proizvodnji. Koriste se za pogon različitih mehanizama, električnih alata, u automobilima. Dio popularnosti je zbog jednostavnog podešavanja brzine rotora, ali postoje neka ograničenja njihove uporabe i naravno nedostaci. Pogledajmo što je to DC kolektorski motor (KDPT), koje su vrste ovog tipa elektromotora i gdje se koriste.

Definicija i uređaj

U referentnim knjigama i enciklopedijama daje se takva definicija:

“Kolektor je elektromotor, u kojem su osjetnik položaja vratila i prekidač namotaja isti uređaj - kolektor. Takvi motori mogu raditi samo na istosmjernoj struji, ili na izravnom i na izmjeničnom.

Kolektorski motor, kao i svaki drugi, sastoji se od rotora i statora. U ovom slučaju, rotor je sidro. Podsjetimo se da je sidro dio električnog stroja koji troši glavnu struju iu kojem se inducira elektromotorna sila.

Što je potrebno i kako je kolekcionar? Kolektor se nalazi na osovini (rotoru) i predstavlja skupinu uzdužno smještenih ploča, izoliranih od vratila i jedna od druge. Nazivaju se lamele. Grane armaturnih namotaja spojene su na lamele (vidi se uređaj za KDPT-sidreni namotaj u grupi slika ispod), nego je na svakom od njih povezan kraj prethodnog i početak sljedećeg dijela namota.

Struja do namota se dovodi kroz četke. Četke formiraju klizni kontakt i tijekom rotacije osovine u dodiru s jednom ili drugom lamelom. Tako se izmjenjuju armaturni namoti, a za to je potreban kolektor.

Sklop četki se sastoji od nosača s držačima za četke, a grafitne ili metalne grafitne četke ugrađuju se izravno u njih. Da bi se osigurao dobar kontakt, četkice se pritiskaju na razdjelnik pomoću opruga.

Na statoru su ugrađeni trajni magneti ili elektromagneti (uzbudni namot) koji stvaraju magnetsko polje statora. U literaturi o električnim automobilima, umjesto riječi "stator", često se koriste pojmovi "magnetski sustav" ili "induktor". Donja slika prikazuje dizajn DPT-a u različitim projekcijama. Sada ćemo vidjeti kako radi DC kolektorski motor!

Načelo djelovanja

Kada struja teče kroz namotaj armature, javlja se magnetsko polje, čiji se smjer može odrediti pomoću pravila kugličnog zgloba. Statičko magnetno polje statora stupa u interakciju s poljem armature i počinje se rotirati zbog činjenice da se istovrsni polovi međusobno odbijaju, privlačeći se za razliku od njih. To savršeno ilustrira donju sliku.

Kada se četkice pomaknu u druge lamele, struja počinje teći u suprotnom smjeru (ako uzmemo u obzir gornji primjer), magnetski polovi mijenjaju mjesta i proces se ponavlja.

U modernim strojevima za sakupljanje ne koristi se bipolarna struktura zbog neravnomjerne rotacije, u vrijeme uključivanja smjera struje sile koje djeluju na armaturu će biti minimalne. A ako upalite motor, vratilo se zaustavi u tom "prijelaznom" položaju - možda se uopće ne počne okretati. Dakle, na kolektoru suvremenog istosmjernog motora nalazi se mnogo više polova i dijelova namota postavljenih u proreze laminirane jezgre, čime se postiže optimalna glatkoća kretanja i okretni moment na osovini.

Princip rada kolektora na jednostavnom jeziku za čajnike otkriven je u sljedećem videozapisu, preporučujemo da ga pročitate.

Vrste TAC-ova i dijagrama povezivanja namotaja

Prema metodi uzbude, DC kolektori se razlikuju u dva tipa:

  1. S permanentnim magnetima (motori male snage od desetaka i stotina vata).
  2. S elektromagnetom (snažni strojevi, na primjer, mehanizmi za podizanje i alatni strojevi).

Postoje takvi tipovi QDCT-a metodom povezivanja namota:

  • Uzastopno uzbuđenje (u staroj ruskoj književnosti i od starih električara možete čuti ime "Serijski", iz engleskog. Serijski). Ovdje je uzbudni namotaj spojen u seriju s armaturnim namotom. Prednost ovakve sheme je visoki startni moment, a njegov nedostatak je pad brzine vrtnje s povećanjem opterećenja na osovini (mekane mehaničke karakteristike), te činjenica da motor radi bez kontrole (nekontrolirani rast okretaja s naknadnim oštećenjem ležajeva oslonaca i sidra) ako radi u praznom hodu ili s opterećenjem na osovini manje od 20-30% nominalne.
  • Paralelno (naziva se i "šant"). U skladu s tim, uzbudni namot je spojen paralelno s armaturnim namotom. Na niskim okretajima osovina ima visoki zakretni moment i stabilan je u relativno širokom rasponu okretaja, a smanjuje se s povećanjem broja okretaja. Prednost je stabilna okretaja u širokom rasponu opterećenja na osovini (ograničena njegovom snagom), i nedostatak - ako se razbije u uzbudnom krugu, može ići na povlačenje.
  • Nazavisimo. Uzbudni namoti i sidra napajaju se iz raznih izvora. Ovo rješenje omogućuje preciznije podešavanje brzine vratila. Značajke rade slično DPT-u s paralelnim pobudama.
  • Mješoviti. Dio uzbudnog namota je spojen paralelno, a dio je serijski sidren. Kombinirajte prednosti sekvencijalnog i paralelnog tipa.

Simbol na dijagramu vidite dolje.

U stranoj i suvremenoj ruskoj literaturi, kao iu dijagramima, možete naći još jednu prezentaciju UGO-a za KDPT, kao što je prikazano na prethodnoj slici u obliku kruga s dva kvadrata, gdje krug označava sidro, a dva kvadrata su četke.

Ožičenje i obrnuto

Shema spajanja namota statora i rotora određuje se u vrijeme proizvodnje, a ovisno o tome gdje se koristi određeni motor, mora se odabrati odgovarajuće rješenje. U određenim načinima rada (na primjer, načinu kočenja), strujni krug pokretanja namotaja može promijeniti ili uvesti dodatne elemente.

Uključite DC motore s malom snagom koristeći: poluvodičke prekidače (tranzistore), prekidače ili gumbe, specijalizirane upravljačke sklopove ili pomoću releja male snage. Veliki moćni strojevi spojeni su na DC mrežu preko bipolarnih kontaktora.

Ispod možete vidjeti obrnutu shemu spajanja DC motora na 220V mrežu. U praksi će proizvodna shema biti slična, ali u njoj neće biti diodnog mosta, jer su svi vodovi za spajanje takvih motora položeni iz trakcijskih podstanica, gdje se ispravlja izmjenična struja.

Obrnuto se izvodi promjenom polariteta na uzbudnom namotu ili na sidru. Promijenite polaritet i tamo, i to je nemoguće, jer se smjer vrtnje osovine neće mijenjati, kao što se to događa kod univerzalnih kolektora kada rade na izmjeničnoj struji.

Za glatko pokretanje motora u uređaj za namještanje, kao što je reostat, uvodi se strujni krug namota armature ili namota armature i namota uzbude (ovisno o krugu njihovog spoja), ali se frekvencija rotacije vratila također podešava na isti način, ali umjesto reostata spojen je skup fiksnih otpornika pomoću skupa kontaktora.

U suvremenim primjenama, učestalost skretanja mijenja se pomoću pulsno-širinske modulacije (PWM) i poluvodičkog ključa, to je upravo ono što se radi u električnom alatu na baterije (primjerice, odvijač). Učinkovitost ove metode je mnogo veća.

Opseg primjene

DC kolektori se koriste svugdje iu svakodnevnom životu iu industrijskim uređajima i mehanizmima, ukratko ćemo razmotriti njihovo područje primjene:

  • U automobilima, 12V i 24V kolektorski dijelovi se koriste za pokretanje brisača (brisača), u podizačima prozora, za pokretanje motora (starter je kolektor DC motor sekvencijalnog ili mješovitog uzbude) i drugih namjena.
  • U podiznim mehanizmima (dizalice, dizala itd.) Koriste se PDTT, koji rade iz istosmjerne mreže s naponom od 220V ili bilo kojim drugim raspoloživim naponom.
  • U dječjim igračkama i radio-upravljanim modelima male snage koristi se KDPT s tropolnim rotorom i stalnim magnetima na statoru.
  • U ručnim akumulatorskim električnim alatima - raznim bušilicama, brusilicama, električnim odvijačima, itd.

Imajte na umu da u modernim skupim električnim alatima ne instalirajte kolektor i motore bez četkica.

Snage i slabosti

Razmotrimo prednosti i nedostatke kolektora istosmjernog motora. prednosti:

  1. Omjer veličine i snage (mase i dimenzije).
  2. Jednostavnost podešavanja zavoja i implementacija glatkog pokretanja.
  3. Početni trenutak.

Nedostaci KDPT-a su sljedeći:

  1. Istrošene četke. Motori visokih opterećenja koji se redovito koriste zahtijevaju redovitu kontrolu, zamjenu četki i održavanje kolektorskog sklopa.
  2. Kolektor troši zbog trenja četki.
  3. Moguće je iskrenje četkica, što ograničava uporabu na opasnim mjestima (tada se koristi KDPT otporan na eksploziju).
  4. Zbog stalnog preklapanja namota, ovaj tip istosmjernih motora uvodi buku i izobličenja u strujne krugove napajanja ili elektroenergetsku mrežu, što dovodi do kvarova i problema u radu drugih elemenata kruga (posebno važnih za elektroničke sklopove).
  5. U DC magnetske sile trajnog magneta slabe s vremenom (demagnetiziraju) i učinkovitost motora se smanjuje.

Tako smo pogledali što je to DC kolektorski motor, kako radi i koji je njegov princip rada. Ako imate bilo kakvih pitanja, pitajte ih u komentarima ispod članka!

Materijali na temu:

  • Što je anoda i katoda
  • Kako radi magnetski starter
  • Kako smanjiti mrežni napon
  • Što je asinkroni motor

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Baza znanja