ما هو محرك فرشاة العاصمة وكيف يعمل
محركات التجميع شائعة جدًا في الحياة اليومية وفي الإنتاج. يتم استخدامها لقيادة آليات مختلفة ، وأدوات كهربائية ، في السيارات. يرجع جزء من الشعبية إلى التعديل البسيط لسرعة الدوار ، ولكن هناك بعض القيود على استخدامها ، وبالطبع ، العيوب. دعونا نلقي نظرة على محرك تجميع التيار المباشر (KDTT) ، ما هي أنواع هذا النوع من المحركات الكهربائية وأين يتم استخدامها.
التعريف والجهاز
في الدلائل والموسوعات تؤدي ، مثل هذا التعريف:
يسمى محرك التجميع بمحرك كهربائي ، يكون فيه جهاز استشعار موضع العمود ومفتاح اللفات هو نفس الجهاز - المجمع. "يمكن أن تعمل هذه المحركات إما على التيار المباشر أو على التيار المباشر والمتناوب."
يتكون محرك التجميع ، مثل أي محرك آخر الدوار والجزء الثابت. في هذه الحالة ، يكون الدوار مرساة. تذكر أن المرساة هي جزء من الآلة الكهربائية التي تستهلك التيار الرئيسي ، والتي يتم فيها تحفيز القوة الكهربائية.
لماذا هو مطلوب وكيف يتم ترتيب جامع؟ يقع المجمع على العمود (الدوار) ، وهو عبارة عن مجموعة من الألواح الطولية المعزولة من العمود ومن بعضها البعض. يطلق عليهم lamellas. ترتبط انحناءات أقسام ملفات المحرك باللاميلات (يمكنك رؤية جهاز لف مرساة KDPT في مجموعة الأشكال أدناه) ، أو بالأحرى ، ترتبط نهاية القسم السابق وبداية قسم اللف التالي بكل منها.
يتم توفير التيار للملفات من خلال الفرش. تشكل الفرشاة اتصالًا انزلاقيًا وأثناء دوران العمود تكون على اتصال مع واحدة أو أخرى من صفائح اللاميلا. وبالتالي ، يتم تبديل ملفات المحرك ، لذلك هناك حاجة إلى المجمع.
تتكون مجموعة الفرشاة من قوس مع أصحاب الفرشاة ، ويتم تثبيت فرش الجرافيت أو ميتالوغرافيت مباشرة فيها. لضمان الاتصال الجيد ، يتم ضغط الفرشاة على المجمع بواسطة الينابيع.
يتم تثبيت مغناطيس دائم أو مغناطيس كهربائي (لف المجال) ، الذي يخلق مجال مغناطيسي ساكن ، على الجزء الثابت. في الأدبيات المتعلقة بالآلات الكهربائية ، غالبًا ما يُستخدم مصطلح "النظام المغناطيسي" أو "المحث" بدلاً من كلمة "الجزء الثابت". يوضح الشكل أدناه تصميم DPT في إسقاطات مختلفة. الآن دعونا نرى كيف يعمل محرك مبدل التيار المستمر!
مبدأ التشغيل
عندما يتدفق التيار من خلال لف المحرك ، يظهر مجال مغناطيسي ، يمكن تحديد اتجاهه باستخدام قواعد الثمار. يتفاعل المجال المغناطيسي الثابت للجزء الثابت مع مجال المحرك ، ويبدأ في الدوران بسبب حقيقة أن الأقطاب المتشابهة تتنافر ، تنجذب إلى عكس ذلك. ما يوضح بشكل مثالي الشكل أدناه.
عندما تتحول الفرش إلى صفائح أخرى ، يبدأ التيار في التدفق في الاتجاه المعاكس (إذا أخذنا في الاعتبار المثال أعلاه) ، فإن الأقطاب المغناطيسية تغير الأماكن وتتكرر العملية.
في آلات التجميع الحديثة ، لا يتم استخدام تصميم ثنائي القطب بسبب الدوران غير المتساوي ، في لحظة تبديل اتجاه التيار ، ستكون القوى التي تعمل على المحرك في الحد الأدنى. وإذا قمت بتشغيل المحرك ، الذي توقف عموده في هذا الوضع "الانتقالي" - فقد لا يبدأ في الدوران على الإطلاق. لذلك ، يحتوي جامع محرك DC الحديث على عدد أكبر بكثير من الأعمدة والمقاطع من اللفات الموضوعة في أخاديد القلب المبطن ، وبالتالي تحقيق النعومة المثلى للحركة وعزم الدوران على العمود.
تم الكشف عن مبدأ تشغيل محرك التجميع بلغة بسيطة للدمى في الفيديو التالي ، نوصي بشدة بقراءته.
أنواع KDPT ومخططات توصيل اللفات
وفقًا لطريقة الإثارة ، فإن محركات التجميع DC نوعان:
- مع مغناطيس دائم (محركات منخفضة الطاقة بقوة عشرات ومئات واط).
- مع مغناطيس كهربائي (آلات قوية ، على سبيل المثال ، على آليات الرفع وأدوات الآلات).
تميز هذه الأنواع من KDTT من خلال طريقة توصيل اللفات:
- الإثارة المتسلسلة (في الأدب الروسي القديم ومن كهربائيين كبار يمكنك سماع اسم "المسلسل" من اللغة الإنجليزية. المسلسل). هنا ، يتم توصيل لف المجال في سلسلة مع لف حديد التسليح. إن عزم بدء التشغيل العالي هو ميزة مثل هذا المخطط ، وعيوبه هي انخفاض في سرعة الدوران مع زيادة الحمل على العمود (خاصية ميكانيكية ناعمة) ، وحقيقة أن المحرك متجول (زيادة غير منضبطة في السرعة مع حدوث ضرر لاحق في محامل الدفع وحديد التسليح) في حالة التباطؤ أو مع حمولة رمح أقل من 20-30 ٪ من الاسمية.
- متوازي (يسمى أيضًا "التحويلة"). وفقًا لذلك ، يتم توصيل الملف الميداني بالتوازي مع ملف المحرك. عند السرعات المنخفضة على العمود ، يكون عزم الدوران مرتفعًا ومستقرًا في مجموعة واسعة نسبيًا من الثورات ، ومع زيادة في الثورات ينخفض. الميزة هي الثورات المستقرة على مدى واسع من الحمل على العمود (محدود بقدرته) ، والعيب هو أنه إذا انكسر الدائرة في دائرة الإثارة ، فقد تنحرف.
- يعتمد. يتم تشغيل اللفات والمراسي الميدانية من مصادر مختلفة. يسمح لك هذا الحل بالتحكم بشكل أكثر دقة في سرعة العمود. ميزات العمل تشبه DPT مع الإثارة المتوازية.
- مختلط. جزء من الملف الميداني متصل بالتوازي ، وجزء في سلسلة مع المحرك. الجمع بين مزايا الأنواع التسلسلية والمتوازية.
الرمز البياني على الرسم البياني الذي تراه أدناه.
في الأدب الروسي الأجنبي والحديث ، وكذلك في الرسوم البيانية ، يمكن للمرء أن يجد تمثيلًا آخر لـ UGO لـ KDT ، كما هو موضح في الشكل السابق في شكل دائرة ذات مربعين ، حيث تمثل الدائرة المرساة ويمثل مربعان الفرش.
مخطط اتصال وعكس
يتم تحديد مخطط اتصال اللفات الساكنة والدوار أثناء التصنيع ، واعتمادًا على مكان استخدام محرك معين ، تحتاج إلى اختيار الحل المناسب. في أوضاع تشغيل معينة (وضع الكبح ، على سبيل المثال) ، قد تتغير دوائر تبديل اللف أو إدخال عناصر إضافية.
وهي تشمل محركات جامع DC منخفضة الطاقة باستخدام: مفاتيح أشباه الموصلات (الترانزستورات) أو مفاتيح التبديل أو الأزرار أو الدوائر الدقيقة للسائق المتخصصة أو استخدام مرحلات منخفضة الطاقة. يتم توصيل الآلات القوية الكبيرة بشبكة DC عبر القطبين المقاولين.
أدناه ترى دارة عكسية لتوصيل محرك DC بشبكة 220 فولت. من الناحية العملية ، ستكون الدائرة متشابهة في الإنتاج ، ولكن لن يكون هناك جسر ديود فيها ، حيث يتم وضع جميع خطوط توصيل هذه المحركات من محطات الجر الفرعية ، حيث يتم تصحيح التيار المتناوب.
يتم تنفيذ العكس عن طريق تغيير القطبية على لف المجال أو على المحرك. من المستحيل تغيير القطبية هناك وهناك ، لأن اتجاه دوران العمود لن يتغير ، كما هو الحال مع محركات التجميع العالمية عند العمل على التيار المتناوب.
لبدء تشغيل المحرك بسلاسة ، يتم إدخال جهاز ضبط ، على سبيل المثال ، متغير ، في دائرة إمداد الطاقة لفائف المحرك أو لف حديد التسليح ولف الإثارة (اعتمادًا على مخطط الاتصال) ، يتم أيضًا التحكم في سرعة العمود بنفس الطريقة ، ولكن بدلاً من الريوستات ، غالبًا ما يستخدمون مجموعة من المقاومات الثابتة المتصلة باستخدام مجموعة من المقاولين.
في التطبيقات الحديثة ، يتم تغيير سرعة الدوران باستخدام تعديل عرض النبضة (PWM) ومفتاح أشباه الموصلات ، وهو بالضبط ما يتم في أداة كهربائية لاسلكية (على سبيل المثال ، مفك البراغي). كفاءة هذه الطريقة أعلى بكثير.
نطاق التطبيق
يتم استخدام محركات فرشاة DC في كل مكان في الحياة اليومية وفي الأجهزة والآليات الصناعية ، دعنا نفكر بإيجاز في نطاقها:
- في السيارات ، يتم استخدام مجمعات DCTs بجهد 12 فولت و 24 فولت لدفع شفرات المساحات (المساحات) ، في رافعات النوافذ ، لبدء تشغيل المحرك (البادئ هو محرك جامع DC من سلسلة أو إثارة مختلطة) ومحركات أخرى.
- في آليات الرفع (الرافعات والمصاعد وما إلى ذلك) يتم استخدام KDPT ، والتي تعمل على شبكة DC بجهد 220 فولت أو أي جهد آخر متاح.
- في ألعاب الأطفال والنماذج منخفضة الطاقة التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو ، يتم استخدام KDTT مع دوار ثلاثي الأقطاب ومغناطيس دائم على الجزء الثابت.
- في أداة كهربائية يدوية لاسلكية - مجموعة متنوعة من المثاقب والمطاحن والمفكات الكهربائية ، إلخ.
لاحظ أنه في أداة الطاقة الحديثة باهظة الثمن ، يتم تثبيت المحركات الخالية من الفرشاة ، ولكن المحركات بدون فرش.
المميزات والعيوب
دعونا نحلل إيجابيات وسلبيات محرك تجميع DC. فوائد:
- نسبة الأحجام إلى القوة (مؤشرات الوزن والحجم).
- بساطة تعديل المنعطفات وتنفيذ البداية الناعمة.
- ابتداء من عزم الدوران.
عيوب KDPT هي كما يلي:
- فرش مهترئة. تتطلب المحركات عالية التحميل التي يتم استخدامها بانتظام فحصًا منتظمًا واستبدال الفرشاة وصيانة مجموعة المشعبات.
- يرتدي جامع بسبب احتكاك الفرش.
- يمكن تألق الفرشاة ، مما يحد من الاستخدام في الأماكن الخطرة (ثم استخدم التنفيذ المقاوم للانفجار في KDTT).
- نظرًا للتبديل المستمر للملفات ، فإن هذا النوع من محركات التيار المستمر يؤدي إلى التداخل والتشويه في دائرة الإمداد أو التيار الكهربائي ، مما يؤدي إلى حدوث أعطال ومشكلات في تشغيل عناصر الدائرة الأخرى (خاصة ذات الصلة بالدوائر الإلكترونية).
- مع مغناطيس المغناطيس الدائم ، تضعف القوى المغناطيسية (تنقص المغناطيسية) بمرور الوقت وتقل كفاءة المحرك.
لذلك قمنا بفحص ما هو محرك جامع التيار المباشر ، وكيف تم تصميمه وما هو مبدأ التشغيل. إذا كانت لديك أسئلة ، فاطلبها في التعليقات أسفل المقالة!
مواد ذات صلة:
جار التحميل...
