Što je istosmjerni komutator i kako radi

Motori kolektora prilično su česti u svakodnevnom životu i proizvodnji. Koriste se za pogon raznih mehanizama, električnih alata, u automobilima. Dio popularnosti zaslužuje jednostavno podešavanje brzine rotora, ali postoje određena ograničenja u njihovoj upotrebi i, naravno, nedostaci. Pogledajmo što je motor sakupljača istosmjerne struje (KDTT), koje su sorte ove vrste elektromotora i gdje se koriste.

Definicija i uređaj

Ovakva definicija u imenicima i enciklopedijama vodi:

„Kolektor je elektromotor u kojem su senzor položaja osovine i prekidač namotaja isti uređaj - kolektor. "Takvi motori mogu raditi ili samo na istosmjernu ili na istosmjernu i izmjeničnu struju."

Motor kolektora, kao i svaki drugi, sastoji se od rotor i stator, U ovom slučaju rotor je sidro. Podsjetimo da je sidro onaj dio električnog stroja koji troši glavnu struju i u kojem se inducira elektromotorna sila.

Zašto je to potrebno i kako je uređen sakupljač? Kolektor se nalazi na osovini (rotoru) i predstavlja niz uzdužno smještenih ploča izoliranih od osovine i jedna od druge. Nazivaju se lamelama. Zavoji dijelova namota armature spojeni su na lamele (uređaj za namatanje sidra KDPT možete vidjeti u grupi donjih slika), ili bolje rečeno, kraj prethodnog i početak sljedećeg odjeljka namotaja povezani su na svaki od njih.

Struja se dovodi do namotaja kroz četke. Četke tvore klizni kontakt i tijekom rotacije osovine su u kontaktu s jednom ili drugom lamelom. Tako se namota armature prebacuju, za to je potreban kolektor.

Sklop četki sastoji se od nosača s držačima četki, a grafitne ili metalografitske četke ugrađene su izravno u njih. Da bi se osigurao dobar kontakt, četke se oprugama pritišću u kolektor.

Na stator se ugrađuju trajni magneti ili elektromagneti (navijanje polja), koji stvaraju magnetno polje statora. U literaturi o električnim strojevima izrazi "magnetski sustav" ili "induktor" češće se koriste umjesto riječi "stator". Donja slika prikazuje dizajn DPT-a u različitim projekcijama. A sada da vidimo kako djeluje DC komutatorski motor!

Princip rada

Kad struja teče kroz namot armature, pojavljuje se magnetsko polje, čiji se smjer može odrediti pomoću pravila gimlet, Stalno magnetsko polje statora djeluje na polju armature i ono se počinje okretati zbog činjenice da se istoimeni stupovi odbijaju, privlačeći ih za razliku od njih. Što savršeno ilustrira donja slika.

Kad četke pređu na druge lamele, struja počinje teći u suprotnom smjeru (ako uzmemo u obzir gornji primjer), magnetski stubovi mijenjaju mjesta i postupak se ponavlja.

U modernim kolektorskim strojevima dvopolni dizajn se ne koristi zbog neravnomjerne rotacije, u trenutku prelaska smjera struje sile koje djeluju na armaturu bit će minimalne. A ako uključite motor, čija se osovina zaustavila u ovom "prijelaznom" položaju - možda se uopće neće početi okretati. Stoga kolektor modernog istosmjernog motora ima značajno više polova i presjeka namotaja položenih u utore obložene jezgre, čime se postiže optimalna glatkoća kretanja i zakretnog momenta na osovini.

Princip rada motora sakupljača na jednostavnom jeziku za lutke otkriven je u sljedećem videu, toplo preporučujemo da ga pročitate.

KDPT sheme povezivanja i namotaja

Prema metodi pobude, motori sa istosmjernim naponom su dvije vrste:

1. Sa stalnim magnetima (motori male snage snage desetine i stotine vata).
2. Pomoću elektromagneta (moćni strojevi, na primjer, na podiznim mehanizmima i alatnim strojevima).

Razlikovati ove vrste KDTT metodom spajanja namotaja:

• Sekvencijalno uzbuđenje (u staroj ruskoj literaturi i od starih električara možete čuti naziv "Serial", od engleskog Serial). Ovdje je terensko namotavanje serijski povezano s armaturnim namotom. Veliki startni okretni moment prednost je takve sheme, a njen nedostatak je pad brzine vrtnje s povećanjem opterećenja na osovini (meka mehanička karakteristika), i činjenica da motor prolazi bez kondicioniranja (nekontrolirano povećanje brzine s naknadnim oštećenjima potisnih ležajeva i armature) u praznom hodu ili s opterećenjem osovine manjom od 20-30% nazivnog.
• Paralela (naziva se i "šannt"). U skladu s tim, terenski namot je povezan paralelno s namotom armature. Pri malim brzinama na osovini, okretni moment je visok i stabilan u relativno širokom rasponu okretaja, a s porastom broja okretaja on se smanjuje. Prednost su stabilni obrtaji u širokom rasponu opterećenja na osovini (ograničeni njegovom snagom), a nedostatak je što kada se krug prekine u pobudnom krugu, može poći krivo.
• Nazavisimo. Terenska namota i sidra pokreću se iz različitih izvora. Ovo rješenje omogućava precizniji nadzor brzine osovine. Značajke rada slične su DPT-u s paralelnim pobuđenjima.
• Mješoviti. Dio terenskog namota spojen je paralelno, a dio u nizu s armaturom. Kombinirajte prednosti serijskog i paralelnog tipa.

Grafički simbol na dijagramu koji vidite dolje.

U stranoj i modernoj ruskoj literaturi, kao i na dijagramima, može se naći još jedan prikaz UGO za KDT, kao što je prikazano na prethodnoj slici u obliku kruga s dva kvadrata, gdje krug predstavlja sidro, a dva kvadrata predstavljaju četke.

Dijagram povezivanja i obrnuto

Dijagram povezivanja namotaja statora i rotora određuje se tijekom proizvodnje i, ovisno o mjestu na kojem se koristi određeni motor, trebate odabrati odgovarajuće rješenje. U određenim režimima rada (na primjer, način kočenja, na primjer, sklopovi za uključivanje namota mogu se promijeniti ili uvesti dodatne elemente.

Uključuju motore sa istosmjernim istosmjernim motorom koristeći: poluvodičke ključeve (tranzistore), preklopnike ili tipke, specijalizirane mikro-sklopove vozača ili pomoću releja male snage. Veliki moćni strojevi povezani su na DC mrežu putem bipolara sklopnici.

Ispod vidite obrnuti krug za spajanje istosmjernog motora na 220V mrežu. U praksi će krug biti sličan u proizvodnji, ali u njemu neće biti diodnog mosta, budući da su svi vodovi za povezivanje takvih motora položeni iz vučnih trafostanica, gdje se ispravlja izmjenična struja.

Naličje se vrši promjenom polariteta na terenskom navijanju ili na armaturi. Nemoguće je promijeniti polaritet i tamo i tamo, jer se smjer okretanja osovine neće promijeniti, kao što je slučaj s univerzalnim motorima na kolektorima kada rade na izmjeničnu struju.

Da bi se motor nesmetano pokrenuo, u krug napajanja armaturnog namota ili armaturnog namota i uzbudnog namotaja (ovisno o shemi spajanja) uvodi se uređaj za podešavanje, na primjer, reostat, brzina osovine također se kontrolira na isti način, ali umjesto reostata često koriste skup stalnih otpornika pomoću skupa sklopnika.

U modernim primjenama brzina rotacije mijenja se pomoću modulacije širine impulsa (PWM) i poluvodičkog ključa, što se točno događa u bežičnom električnom alatu (na primjer, odvijačem). Učinkovitost ove metode je mnogo veća.

Obim primjene

DC motori s četkicama koriste se svuda u svakodnevnom životu te u industrijskim uređajima i mehanizmima, razmotrimo ukratko njihov opseg:

• U automobilima se 12V i 24V DCT-kolektori koriste za pokretanje metlica brisača (brisača), u podizačima prozora, za pokretanje motora (starter je istosmjerni ili sa miješanim pobudama istosmjernog motora) i drugih pogona.
• U podiznim mehanizmima (dizalice, dizala itd.) Koriste se KDTT koji djeluju iz jednosmerne mreže s naponom 220V ili bilo kojim drugim raspoloživim naponom.
• U dječjim igračkama i radio-kontroliranim modelima male snage koriste se KDPT s tropolnim rotorom i trajnim magnetima na statoru.
• U ručnom bežičnom električnom alatu - razne bušilice, brusilice, električni odvijači itd.

Imajte na umu da su u modernom skupocjenom električnom alatu ugrađeni motori bez četkica, ali bez četkica.

Prednosti i nedostaci

Analizirat ćemo prednosti i nedostatke istosmjernog motora. prednosti:

1. Omjer veličine i snage (pokazatelji težine i veličine).
2. Jednostavnost podešavanja zakretanja i izvedba soft pokretanja.
3. Početni trenutak.

Nedostaci KDPT-a su sljedeći:

1. Istrošene četke. Jako opterećeni motori koji se redovito koriste zahtijevaju redovne preglede, zamjenu četke i održavanje sklopa razvodnika.
2. Kolektor se istroši zbog trenja četke.
3. Iskrivanje četkom je moguće, što ograničava upotrebu na opasnim mjestima (tada koristite KDTT protueksplozijsku izvedbu).
4. Zbog stalnog mijenjanja namota, ovaj tip istosmjernog motora unosi smetnje i izobličenja u dovodni krug ili mrežnu mrežu, što dovodi do kvarova i problema u radu ostalih elemenata kruga (posebno relevantnih za elektroničke sklopove).
5. S trajnim magnetima magnetske sile s vremenom slabe (demagnetiziraju), a učinkovitost motora opada.

Stoga smo ispitali što je jednosmerni četkni motor, kako je dizajniran i koji je njegov princip rada. Ako imate pitanja, postavite ih u komentarima ispod članka!

Srodni materijali:

• Što su anoda i katoda
• Kako djeluje magnetski starter
• Kako sniziti napon
• Što je indukcijski motor