Коллекторный двигатель постоянного и переменного тока. Принцип работы коллекторного двигателя.

Двигатель
Принцип работы коллекторного двигателя - КД с индуктором на постоянных магнитах Роторная обмотка Коллекторный агрегат (ток = const). Возможные поломки и способы их ремонта Конфигурация управления двигателем с Ардуино

Реверс достигается путем изменения полярности в обмотке возбуждения или в якоре. Реверсирование обеих полярностей невозможно, поскольку направление вращения вала не меняется, как это происходит в двигателях с общим коммутатором в режиме переменного тока.

Коллекторный двигатель- Принцип работы и отличия от бесколлекторного двигателя

Конструкция современного автомобиля включает в себя двигатель с коммутатором — устройство, использующее контакты для определения положения ротора.Текущая тенденция на мировом автомобильном рынке — полная замена двигателей внутреннего сгорания на электродвигатели. В последние годы практически ежедневно звучат призывы к увеличению лимитов на выбросы вредных веществ, что усиливает позиции электромобилей.

Принцип работы электродвигателя заключается в преобразовании электрической энергии в механическую работу. Если сравнивать инерцию с инерцией двигателей внутреннего сгорания, то электродвигатели предпочтительнее из-за своих преимуществ: Компактность, простота в эксплуатации, долговечность, экологическая безопасность и многие другие преимущества.

В конструкцию современного автомобиля входит двигатель с коммутатором — устройство, использующее контакты для определения положения ротора.

Электромобиль Tesla Model S:

model S

Описание коллекторного двигателя

Прежде чем мы рассмотрим варианты установки, давайте уточним, что означает термин «коммутаторный двигатель». Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую и наоборот. Если обмотка двигателя подключена к коллекторному устройству и участвует в преобразовании энергии, это устройство называется коллекторным.

Якоби Б.С. (1801-1874) изобрел первый двигатель с коммутатором в 1837 году.

Якоби Б.С.

Элементы электродвигателя:

  • Ротор — часть двигателя, которая приводится во вращение,
  • Статор, часть двигателя, которая остается в фиксированном положении,
  • Катушка, кусок инертного материала, который участвует в формировании потока магнитного поля для создания крутящего момента. Катушка включает в себя: Магниты, набор катушек. Механизм изготавливается как часть ротора или как неподвижный компонент,
  • якорь, узел, поддерживающий движение заряда, равномерное движение частиц, носитель электрического заряда и формирующий электродвижущую силу за счет индукции. Якорь приводится в действие либо ротором, либо статором,
  • Щетки, часть цепи, через которую ток передается на якорь. Материалом, из которого изготавливаются щетки, обычно является графит. Двигатель содержит как минимум две щетки для «положительного» и «отрицательного» полюса,
  • коллектор, часть устройства, которая контактирует со щетками и распределяет ток.

Название устройства происходит от названия роторного узла электродвигателя — коллектора. Визуально коллектор представляет собой цилиндрическую секцию из изолированных медных пластин.

Это важно: опытные пользователи знают, что можно продлить срок службы нового устройства, запустив двигатель коллектора. Для этого запустите устройство на 10-15 минут при мощности 15-20 % без нагрузки. Это предотвращает перегорание коллектора и позволяет увеличить производительность на 10-15 %.

Универсальный коллекторный двигатель.

Универсальный коллекторный

Принцип работы коллекторного двигателя

Для того чтобы понять, как работает двигатель с коммутатором, необходимо рассмотреть электромагнитную индукцию. Поместите токоведущий проводник с северным и южным полюсами на ось вращения между магнитами. Проводник вращается в направлении тока, таков принцип работы двигателя с коммутатором. Ток проходит через щетки на конце проводника. Половина оборота — и ток меняется, способствуя непрерывному вращению в определенном направлении. Коллекторный двигатель оснащен несколькими проводниками, так что периферия коллектора разделена на контакты.

Из статора ток через последовательную цепь, щетки и коллектор поступает в обмотки ротора. Коллекторы используются в изделиях, где важна скорость вращения. Двигатели не тяжелые и имеют относительно небольшие габаритные размеры.

Принцип работы двигателя с коммутатором.

Принцип работы коллекторного

Важно! Коллекторный двигатель может работать в обратном направлении, преобразуя механическую энергию в электрическую. В этом случае в роли агрегата выступает генератор.

Название типа возникло как следствие независимого питания. Обычно для создания крутящего момента на катушку и якорь должны подаваться разные напряжения, иначе ротор устройства не будет вращаться.

Коллекторный двигатель постоянного и переменного тока

Бытовые электроприборы с электродвигателями обычно оснащаются механическими инверторами. Этот тип двигателя называется двигателем с коммутатором (далее «КМ»). Далее вы найдете обзор различных типов, принципов их работы и конструктивных особенностей. Мы также объясним преимущества и недостатки каждого из них и приведем примеры применения.

Это определение относится к электрической машине, которая преобразует электрическую энергию в механическую и наоборот. Устройство сконструировано таким образом, что по крайней мере одна обмотка подключена к коллектору (см. рис. 1).

Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)

Рисунок 1: Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным цветом).

Этот элемент обмотки используется DDC для переключения обмоток, а также в качестве датчика для определения положения якоря (ротора).

Виды КД

Обычно принято классифицировать эти устройства в зависимости от типа источника питания, поэтому выделяют две группы БП:

  1. DC. Эти машины характеризуются высоким пусковым моментом, бесступенчатым регулированием скорости и относительно простой конструкцией.
  2. Глобальный. Они могут работать как от источника постоянного, так и переменного тока. Они отличаются компактными размерами, низкой стоимостью и простым управлением.

Первые делятся на два подтипа, в зависимости от расположения катушки, это могут быть постоянные магниты или специальные катушки возбуждения. Они используются для создания магнитного потока, необходимого для создания крутящего момента. Томографы, в которых используются катушки возбуждения, различаются по типу обмоток, которые могут быть:

  • независимый,
  • параллельно,
  • в серии,
  • смешанный.

Разобравшись с типами, давайте теперь рассмотрим отдельные типы.

КД универсального типа

На следующем рисунке показан внешний вид этого типа электрических машин и их основные конструктивные элементы. Такая структура характерна почти для всех КС.

Конструкция универсального коллекторного двигателя

Конструкция двигателя с общим коммутатором

Обозначения:

  • A — механический коммутатор, также называемый коллектором, его функции были описаны выше.
  • B — Щеточные гнезда используются для установки щеток (обычно из графита), через которые напряжение подается на обмотки якоря.
  • C — сердечник статора (изготовлен из электротехнических листов).
  • D — Обмотки статора, этот узел относится к системе возбуждения (катушка).
  • E — вал якоря.

В данном типе агрегата возбуждение может быть последовательным или параллельным, но поскольку последний в настоящее время не производится, мы не будем его рассматривать. Что касается универсального возбуждения серии FC, то ниже показана типичная схема таких электрических машин.

Схема универсального коллекторного двигателя

Принципиальная схема двигателя с универсальным коммутатором.

Универсальная машина постоянного тока может работать с переменным током, поскольку при изменении полярности ток в обмотках возбуждения и якоря также меняется на противоположный. Это не изменяет направление крутящего момента.

Особенности и область применения универсальных КД

Основные недостатки данного устройства при подключении к сети переменного тока следующие:

  • Более низкая эффективность,
  • Повышенное искрение в щеточном коллекторном узле, что приводит к его быстрому износу.

В прошлом переменный ток широко использовался во многих бытовых приборах (инструменты, стиральные машины, пылесосы и т.д.). Сегодня производители практически не используют двигатели такого типа, а используют двигатели без трансформатора.

Теперь рассмотрим электрокоммутаторные двигатели, которые работают от источников постоянного напряжения.

Ротор и статор устройства снабжены обмотками. Они изготовлены из проволоки. Провод окружен изоляционной оболочкой для предотвращения короткого замыкания витков обмотки друг с другом. Напряжение подается на обмотку статора через кабель.

Упрощенная схема подключения

В типичной схеме на контактной планке может быть до десяти контактов. Ток от фазы L идет на одну из щеток, затем на коллектор и обмотку якоря, затем через вторую щетку и мост на обмотку статора и выходит через нейтральный проводник N. При таком типе подключения двигатель не может реверсировать, поскольку обмотки соединены последовательно и магнитные поля одновременно меняются местами, поэтому крутящий момент всегда действует в одном направлении.

Схема подключения коллекторного двигателя

В этом случае направление вращения можно изменить только путем переключения выводов обмотки в контактной ленте. Двигатель запускается «напрямую» только при соединенных проводах статора и ротора (через механизм щеточного коллектора). Для включения второй скорости используется кабель половинной намотки. Следует помнить, что при таком подключении двигатель работает на полную мощность с момента включения, поэтому он не может работать более 15 секунд.

Управление работой двигателя

На практике используются двигатели с различными режимами работы. Двигателем с коммутатором можно управлять с помощью электронной схемы, в которой симистор выступает в качестве регулятора, «передающего» определенное напряжение на двигатель. Симистор работает как быстродействующий переключатель, затвор которого получает управляющие импульсы и открывается в определенное время.

Схема управления работой электродвигателя

В симисторных системах принцип основан на полупериодическом управлении сдвигом фаз, когда величина напряжения, подаваемого на двигатель, зависит от импульса, подаваемого на управляющий электрод. Скорость вращения якоря прямо пропорциональна напряжению, приложенному к обмоткам. В упрощенном виде схема управления двигателем с коммутатором работает следующим образом:

  • Электронная схема подает сигнал на затвор симистора,
  • Затвор открывается, ток проходит через обмотки статора и заставляет вращаться якорь двигателя M. Электронная схема подает сигнал на симистор,
  • Тахогенератор преобразует мгновенные значения скорости в электрические сигналы, в результате чего возникает обратная связь по управляющему импульсу,
  • Благодаря этому ротор вращается равномерно при любых нагрузках,
  • двигатель реверсируется через реле R1 и R.

Принцип работы схемы управления коллекторным двигателем

В дополнение к симисторному управлению имеется тиристорная схема фазоимпульсного управления.

Преимущества и недостатки

Неоспоримыми преимуществами этих машин являются:

  • компактный размер,
  • более высокий пусковой момент, «универсальная» работа на переменном или постоянном токе,
  • быстро и независимо от частоты сети,
  • бесступенчатая регулировка скорости в широком диапазоне путем изменения напряжения питания.

Недостатком этих двигателей является использование щеточно-коллекторного соединения, что приводит к

  • снижение прочности механизма,
  • искры между коллектором и щетками,
  • более высокий уровень шума,
  • большое количество элементов коллектора.

Единственным недостатком этой конструкции является более высокая стоимость по сравнению с другими типами. Цена оправдана следующими положительными характеристиками:

Принцип работы коллекторного двигателя

220-вольтовый коллекторный двигатель переменного тока и коллекторный двигатель постоянного тока, которые преобразуют электричество в физическую энергию. Физическая мощность вырабатывается обмоткой якоря, который установлен на двух подшипниках в корпусе двигателя.

Ротор и статор устройства снабжены обмотками. Они изготовлены из проволоки. Провод окружен изоляционной оболочкой для предотвращения короткого замыкания витков обмотки друг с другом. Напряжение подается на обмотку статора через кабель.

Якорь коллекторного двигателя подвижен. Коллектор используется для передачи напряжения на обмотку якоря.

Якорь коллекторного мотора

Это делается в виде медных контактов. Напряжение передается через графитовые щетки. Такая конструкция позволяет подавать напряжение на обмотку якоря независимо от скорости.

Прохождение электрического тока через обмотки создает магнитное поле. Обмотка якоря имеет магнитное поле противоположной полярности по отношению к обмотке статора. Эти магнитные поля разной полярности заставляют якорь двигателя вращаться.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Двигатель с коммутатором может использоваться в качестве генератора постоянного тока.

Варианты обмоток возбуждения

Коллекторный двигатель постоянного тока может быть подключен различными способами. Возбуждение двигателя зависит от того, как подключены обмотки.

  • Независимое подключение. Обмотки двигателя постоянного тока подключаются отдельно. Для подключения используются два источника постоянного тока. Обмотка статора оснащена реостатом. Реостат используется для регулировки скорости вращения ротора. Обмотка ротора оснащена трансформатором тока. Он используется для регулирования тока ротора при запуске генератора,
  • Параллельное подключение. Обмотки якоря и статора питаются от одного источника тока. Обмотки оснащены регуляторами,
  • соединенных последовательно. В двигателе такого типа обмотка статора соединена последовательно с обмоткой ротора. Ротор может быть оснащен регулятором, который необходим для ограничения пускового тока. Статор оснащен переменным резистором, который управляет скоростью вращения вала.

силы тока при запуске

ВАЖНО: Использование двигателя с коммутатором, подключенного последовательно без нагрузки, может привести к повреждению двигателя.

  • Смешанное возбуждение. В этой конструкции две катушки одновременно соединены параллельно и последовательно.

Преимущества и недостатки коллекторного двигателя

Однофазный коллекторный двигатель переменного тока или аналогичный двигатель постоянного тока имеют свои преимущества и недостатки.

  1. Однофазный коллекторный двигатель (двигатель общего назначения) может быть подключен к любому источнику питания. Такая конструкция позволяет двигателю работать от сети переменного тока без необходимости использования выпрямителей,
  2. В отличие от бесинверторных двигателей, коллекторные модели имеют небольшие размеры. Это делает генераторные установки пригодными для установки в электроинструменты, детские игрушки и т.д,
  3. Низкий пусковой ток. Низкие пусковые токи позволяют использовать двигатели от бытовой сети,
  4. Простая регулировка скорости вращения вала ротора. Скорость регулируется реостатом. Если реостат вышел из строя, двигатель можно отремонтировать,
  1. Требуется регулярное техническое обслуживание. Графитовые щетки со временем изнашиваются. Щетки следует своевременно заменить на новые. Несоблюдение этого требования может привести к повреждению коллектора,
  2. Отсутствие стабильности выходной мощности. При изменении нагрузки на якорь может измениться выходная мощность генераторной установки.

Когда ток проходит через обмотку якоря, индуцируется магнитное поле, направление которого можно определить с помощью правила большого пальца. Неподвижное магнитное поле статора взаимодействует с полем якоря, и якорь начинает вращаться, поскольку одноименные полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются. Приведенная ниже диаграмма очень хорошо это иллюстрирует.

Схема подключения и реверс

Расположение обмоток статора и ротора определяется в момент изготовления, и в зависимости от того, где будет использоваться конкретный двигатель, необходимо выбрать подходящее решение. Для определенных типов работы (например, торможения) соединение обмоток может быть изменено или добавлены дополнительные элементы.

Двигатели постоянного тока с низким током коллекторов активируются с помощью полупроводниковых переключателей (транзисторов), выключателей или кнопок, специальных микросхем управления или маломощных реле. Крупные двигатели большой мощности подключаются к сети постоянного тока через двухполюсные контакторы.

Ниже показана реверсивная схема подключения двигателя постоянного тока к сети 220 В. На практике, в производстве, схема будет аналогичной, но в ней не будет диодного моста, так как все линии для подключения таких двигателей прокладываются от тяговых подстанций, где переменный ток выпрямляется.

Реверсивная схема пуска

Реверс достигается путем изменения полярности в обмотке возбуждения или в якоре. Реверсирование обеих полярностей невозможно, поскольку направление вращения вала не меняется, как это происходит в двигателях с общим коммутатором в режиме переменного тока.

Для плавного пуска двигателя управляющее устройство, такое как трансформатор тока, включается в сеть обмотки якоря или в сеть обмотки якоря и возбуждения (в зависимости от схемы их подключения), а скорость вращения вала регулируется аналогичным образом, но вместо трансформатора тока чаще всего используется набор резисторов постоянного тока, соединенных с набором контакторов.

Пусковой реостат в цепи якоря и статора

Схема ШИМ-регулятора для ДПТ

В современных приложениях скорость изменяется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и полупроводникового переключателя, как в случае с аккумуляторными электроинструментами (например, шуруповертом). Эффективность этого метода значительно выше.

Сфера применения

Коллекторные двигатели постоянного тока используются повсеместно, как в быту, так и в промышленности. Поэтому давайте кратко рассмотрим их применение:

  • В автомобилях DDC с коллекторами на 12 и 24 вольта используются для привода щеток стеклоочистителей (стеклоомывателей), стеклоподъемников, запуска двигателя (стартер представляет собой коллекторный двигатель постоянного тока с последовательным или смесительным возбуждением) и других механизмов.
  • В подъемных машинах (кранах, подъемниках и т.д.) используются DDC с питанием от 220 В постоянного тока или другого доступного напряжения.
  • Для детских игрушек и маломощных моделей с дистанционным управлением используются трехполюсные двигатели FPT с постоянными магнитами на статоре.
  • К аккумуляторным ручным инструментам относятся различные дрели, шлифовальные машины, электрические отвертки и т.д.

Эти бесщеточные двигатели используются в портативных аккумуляторных электроинструментах, например, дрелях, шуруповертах и т.д., и имеют постоянный магнит на статоре.

Достоинства и недостатки

Теперь давайте рассмотрим преимущества и недостатки бесщеточного двигателя постоянного тока. Преимущества:

  1. Соотношение размер/мощность (массогабаритные показатели).
  2. Легкая регулировка скорости и плавный пуск.
  3. Пусковой момент.

Недостатками DPT являются:

  1. Износ щетки. Двигатели с интенсивной эксплуатацией требуют регулярного осмотра, замены щеток и обслуживания коллекторного узла.
  2. Коллектор изнашивается от трения щеток.
  3. Существует вероятность того, что щетки генерируют дугу, что ограничивает использование во взрывоопасных зонах (тогда используется взрывозащищенная версия KDPT).
  4. Из-за постоянного переключения обмоток этот тип двигателя постоянного тока вызывает помехи и искажения в цепи питания или сети, что приводит к сбоям и проблемам в работе других элементов схемы (особенно в электронных схемах).
  5. В двигателях с постоянными магнитами магнитные силы со временем ослабевают (размагничиваются), и производительность двигателя снижается.

Итак, мы рассмотрели, что такое коллекторный двигатель постоянного тока, как он устроен и по какому принципу работает. Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

ВАЖНО: Использование двигателя с коммутатором, подключенного последовательно без нагрузки, может привести к повреждению двигателя.

Коллекторный двигатель постоянного тока с магнитами

В коллекторных двигателях постоянного тока постоянное магнитное поле создается магнитным полем:

  • постоянные магниты,
  • обмотки возбуждения.

Магниты и обмотки расположены в корпусе статора, обычно сверху и снизу. Для двигателей малой мощности наиболее популярны двигатели с коммутатором и постоянными магнитами. Они проще в производстве, дешевле и быстро реагируют на изменение напряжения, обеспечивая плавное регулирование скорости. Недостатком двигателей с постоянными магнитами является их низкая мощность и то, что магниты теряют свои свойства со временем или при перегреве, что приводит к ухудшению характеристик двигателя.

Устройство коллекторного двигателя постоянного тока

Конструкция двигателя постоянного тока с коммутатором

Эти двигатели имеют низкую мощность — от нескольких ватт до сотен ватт. Они используются в тех случаях, когда скорость должна плавно регулироваться. Обычно это детские игрушки и некоторые бытовые приборы (особенно вентиляторы). Недостатком двигателя с коммутатором и магнитами является постепенная потеря мощности, магниты со временем ослабевают, и без того низкая мощность уменьшается. Однако в последние годы появились новые магнитные сплавы с высокой магнитной силой, что делает возможным создание высокопроизводительных двигателей.

С обмотками возбуждения

Более распространены двигатели постоянного тока с коммутаторами и обмотками возбуждения. Этот тип двигателя используется для работы аккумуляторных электроинструментов, таких как дрели, расширители, отвертки и т.д. Обмотки возбуждения изготовлены из изолированного медного провода (эмалированного). Пазы в полюсных клеммах используются в качестве основания. Обмотки наматываются на них в качестве основания.

Коллекторный двигатель с системой обмоточного возбуждения

Коллекторный двигатель с системой обмотки

Если вы посмотрите на конструкцию двигателя с коммутатором, то увидите два неподключенных устройства — ротор и обмотку возбуждения. Способ их соединения определяет характеристики и свойства двигателя. Существует четыре способа соединения обмоток ротора и обмоток возбуждения. Эти методы называются методами возбуждения. Они следующие:

  • Независимый. Это возможно только в том случае, если напряжения обмотки возбуждения и якоря неодинаковы (что бывает очень редко). Если они равны, то используется параллельная система возбуждения.
  • Параллельно. Хорошо регулируемая скорость, стабильная работа на низкой скорости, стабильные характеристики, не зависящие от времени. К недостаткам этого типа подключения относится нестабильность работы двигателя, когда ток индуктора падает ниже нуля.
  • Серийное подключение. При таком типе подключения двигатель нельзя запускать при нагрузке на вал менее 25% от номинальной нагрузки. Если нагрузка отсутствует, скорость значительно увеличится и может повредить двигатель. По этой причине он не подходит для ременной передачи, которая может повредить двигатель в случае обрыва ремня. Последовательная система возбуждения имеет высокий крутящий момент на низких скоростях, но не очень хорошо работает на высоких скоростях, так как трудно контролировать скорость.
  • Смешанный. Считается одним из лучших. Хорошо управляется, имеет высокий крутящий момент на низких скоростях и редко выходит из-под контроля. К недостаткам относится более высокая цена по сравнению с другими типами.

Способы подключения обмоток возбуждения

Варианты подключения обмоток возбуждения

Двигатели постоянного тока с коммутатором могут иметь КПД от 8-10% до 85-88%. Это зависит от типа соединения. Однако высокоэффективные двигатели имеют высокую скорость вращения (тысячи оборотов в минуту, редко сотни) и низкий крутящий момент, что делает их идеальными для вентиляторов. Для всех остальных машин используются низкоскоростные, малоэффективные модели, либо серийные модели оснащаются коробкой передач; другого решения пока не найдено.

Универсальные коллекторные двигатели

Хотя коллекторный узел можно назвать самым слабым местом электродвигателя, эти модели нашли широкое применение. И все это благодаря низкой цене и простоте управления скоростью. Коллекторные двигатели переменного тока можно найти почти во всех крупных и мелких электроприборах. Блендеры, миксеры, миксеры, кофемолки, фены и даже стиральные машины (привод барабана).

Универсальный коллекторный двигатель работает от постоянного и переменного напряжения

Универсальный двигатель работает с переменным и постоянным напряжением

По конструкции универсальные коллекторные двигатели не отличаются от моделей постоянного тока с обмотками возбуждения. Разница, конечно, есть, но она не в структуре, а в деталях:

  • Цепь возбудителя всегда подключается последовательно.
  • Магнитные системы ротора и статора имеют ламинированный тип для компенсации магнитных потерь (единая система без непрерывных разрезов).
  • Обмотка возбуждения состоит из нескольких секций. Это необходимо для того, чтобы обеспечить сходство режимов работы постоянного и переменного тока.

Работа двигателей с универсальным коммутатором основана на том, что при одновременном (или почти одновременном) изменении полярности питания обмоток статора и ротора направление результирующего момента остается неизменным. При последовательном возбуждении полярность меняется на противоположную с очень малой задержкой. Поэтому направление вращения ротора остается неизменным.

Достоинства и недостатки

Несмотря на широкое применение коммутаторных двигателей общего назначения, они имеют серьезные недостатки:

  • Более низкий КПД при работе на переменном токе (по сравнению с работой на постоянном токе при том же напряжении).
  • Сильная дуга в коллекторном узле во время работы на переменном токе.
  • Сильный скачок тока в сети переменного тока.
  • Повышенный уровень шума во время работы.

Во многих моделях строительной техники

Во многих моделях производственного оборудования.

Однако все эти недостатки компенсируются тем, что они могут вращаться со скоростью 9000-10000 об/мин при частоте сетевого напряжения 50 Гц. По сравнению с современными и асинхронными двигателями, это очень высокий показатель, максимальная скорость составляет 3000 об/мин. Это привело к тому, что данный тип двигателя стал использоваться и в бытовой технике. Однако они постепенно заменяются современными бесщеточными двигателями. С развитием полупроводников их производство и эксплуатация становятся все дешевле и проще.

Витки медного провода катушки помещаются в пазы магнитопровода. Выводы обмоток подводятся к коллекторному устройству, где они активируются.

Управление работой двигателя

Существует несколько способов управления работой различных двигателей. Для управления двигателем с коммутатором можно использовать симистор, встроенный в электронную схему управления. Он передает определенное напряжение на двигатель и действует как ключ, который открывает ворота при получении определенных импульсов. В зависимости от настройки полупериода используется симистор. Принцип работы заключается в определении напряжения, подаваемого на двигатель, которое отображается в сигналах. В результате, чем чаще вращается якорь, тем выше напряжение на обмотках. В следующих разделах описывается реализация управления коллекторным двигателем:

  • Симистор получает импульс от цепи,
  • Статор активируется, заставляя якорь двигателя вращаться,
  • Сеть управляющих импульсов формируется путем преобразования значений скорости в сигналы,
  • ротор вращается плавно при любых нагрузках,
  • Реле R1 и R обеспечивают обратный ход.

Плюсы и минусы представленных устройств

Преимуществами этих машин являются

  • Компактный
  • Подходит для использования с любыми токами,
  • скорость и автономность от частоты сети,
  • легкая регулировка скорости.

Недостатком двигателей является тип щеточных коллекторов, которые они вызывают:

  • высокая стоимость,
  • сложная конструкция устройства, которая делает невозможным его ремонт.
  • образование искр между элементами,
  • высокий индекс шума,
  • резервирование частей коллектора.

Типовые поломки

Даже в новых двигателях в механизме сбора щеток могут возникать искры, что требует особого контроля. Во избежание перегрева и деформации коллектора необходимо заменить изношенные щетки. Короткое замыкание обмоток якоря может привести к резкому снижению магнитного потока и повышенному искрению в механизме двигателя. Повреждение щеточного узла. Одной из самых важных и самых слабых частей коллекторного двигателя являются щетки. Чем больше щеток, тем больше времени требуется для ремонта двигателя. Например, при работе четырехщеточного коллектора щетки изнашиваются, и графитовая часть их структуры оседает на самом коллекторе и других деталях механизма. Зажимные пружины могут быть размещены в том же блоке, что и щетка и ее контакты, или в блоке крепления щетки. Со временем, по мере износа щеток, эти пружины становятся больше и слабее, поэтому контакт ухудшается. В него также добавляется угольная пыль. Бывает, что пыль закрывает щетку, и пружины не могут протолкнуть ее через препятствие. Щетка застревает, и двигатель перестает работать. При небольшом встряхивании контакт устанавливается в правильное положение, и двигатель запускается. Правильная эксплуатация и навыки техника, обслуживающего машину, помогут предотвратить преждевременный выход двигателя из строя.

Оцените статью