Mi az a DC kommutátor motor és hogyan működik?

A kollektor motorok meglehetősen általánosak a mindennapi életben és a gyártásban. Különböző mechanizmusok, szerszámgépek vezetésére használják őket autókban. A népszerűség részben a forgórész sebességének egyszerű beállításával magyarázható, ám ezek használatára van néhány korlátozás, és természetesen hátrányok is. Nézzük meg, mi az egyenáramú kollektor motor (KDTT), milyen fajták vannak az ilyen típusú elektromos motorokhoz és hol használják őket.

Meghatározás és eszköz

A könyvtárakban és az enciklopédiákban az ilyen meghatározás:

„A kollektormotort elektromotornak nevezzük, amelyben a tengely helyzetérzékelője és a tekercsek kapcsolója ugyanaz az eszköz - a kollektor. "Az ilyen motorok csak egyenárammal vagy egyen- és váltakozó árammal működnek."

A kollektor motor, mint minden más, a következőkből áll: forgórész és állórész. Ebben az esetben a forgórész horgony. Emlékezzünk arra, hogy a horgony az az elektromos gép része, amely a fő áramot fogyasztja, és amelyben az elektromotoros erő indukálódik.

Miért van szükség erre és hogyan van felépítve a gyűjtő? A kollektor a tengelyen (rotoron) helyezkedik el, és egy hossztengelyű lemezekből áll, amelyek a tengelytől és egymástól vannak elkülönítve. Lamelláknak hívják őket. Az armatúra tekercsek szakaszának hajlításai a lamellákkal vannak összekötve (a KDPT horgonytekercs-eszközt az alábbi ábrákban láthatja), vagy inkább az előző vége és a következő tekercselő szakasz eleje mindkettőhöz van kapcsolva.

A tekercsekhez a kefék révén áramot vezetnek. A kefék csúszó érintkezést képeznek, és a tengely forgása közben érintkeznek az egyik vagy a másik lamellával. Így az armatúra tekercsei be vannak kapcsolva, ehhez szükség van a kollektorra.

A kefeegység egy kefetartóval ellátott konzolból áll, és grafit- vagy metallografitkefék vannak közvetlenül beiktatva ezekbe. A jó érintkezés biztosítása érdekében a keféket rugókkal nyomják össze a kollektorral.

Állandó mágneseket vagy elektromágneseket (tekercselés), amelyek az állórész mágneses mezőjét hozzák létre, telepítik az állórészre. Az elektromos gépekről szóló szakirodalomban a „mágneses rendszer” vagy az „induktor” kifejezéseket gyakrabban használják az „állórész” szó helyett. Az alábbi ábra a DPT felépítését mutatja különféle vetületeken. Most nézzük meg, hogyan működik a DC kommutátor motor!

A működés elve

Amikor az áram átáramlik az armatúra tekercsén, egy mágneses mező jelenik meg, amelynek irányát a segítségével lehet meghatározni tornaterem szabályok. Az állórész állandó mágneses tere kölcsönhatásban áll a armatúra mezőjével, és forogni kezd az a tény, hogy az azonos névű oszlopok visszatükröződnek, és vonzzák az eltérőket. Amit az alábbi ábra tökéletesen illusztrálja.

Amikor a kefék átváltanak más lamellákra, akkor az áram ellentétes irányban kezd folyni (ha a fenti példát vesszük figyelembe), a mágneses pólusok helyet cserélnek és a folyamat megismétlődik.

A modern kollektorgépeknél az egyenetlen forgás miatt nem használnak kétpólusú konstrukciót, az áram irányának átkapcsolásának pillanatában az armatúrára ható erők minimálisak lesznek. És ha bekapcsolja a motort, amelynek tengelye ebben az "átmeneti" helyzetben megállt - előfordulhat, hogy egyáltalán nem kezd forogni. Ezért a modern DC motor kollektorának lényegesen több pólusa és tekercsrésze van a bélelt mag hornyaiban, így a tengely optimális sima mozgást és nyomatékot ér el.

A kollektor motor működésének elvét a próbabábut egyszerű nyelven a következő videó ismerteti, erősen ajánljuk, hogy olvassa el.

KDPT típusok és tekercsek csatlakoztatási sémái

A gerjesztési módszer szerint az egyenáramú kollektor motorok kétféleek:

1. Állandó mágnesekkel (tíz és száz watt teljesítményű kis teljesítményű motorok).
2. Elektromágnesekkel (erős gépek, például emelőszerkezetekre és szerszámgépekre).

A tekercsek csatlakoztatásának módszerével különböztesse meg ezeket a KDTT-típusokat:

• Szekvenciális gerjesztés (a régi orosz irodalomban és a régi villanyszerelőktől a "Serial" nevet lehet hallani, angolul. Serial). Itt a tekercselés sorosan kapcsolódik az armatúra tekercshez. A nagy indítónyomaték egy ilyen séma előnye, és hátránya a forgási sebesség csökkenése a tengely növekvő terhelésével (lágy mechanikai jellemző), valamint az a tény, hogy a motor forog (ellenőrizetlen sebességnövekedés, a nyomócsapágy és az armatúra későbbi károsodása esetén) alapjáraton, vagy a tengelyterhelés kevesebb, mint a névleges 20-30% -a.
• Párhuzamos (más néven "shunt"). Ennek megfelelően a tekercselés párhuzamosan van csatlakoztatva az armatúra tekercseléssel. A tengelyen alacsony fordulatszámon a nyomaték nagy és stabil viszonylag széles fordulattartományban, és a fordulatok növekedésével csökken. Ennek előnye a stabil fordulatszám a tengely széles terhelésének köszönhetően (a teljesítményét korlátozza), és hátránya, hogy ha az áramkör megszakad a gerjesztő körben, akkor hibás lehet.
• Nazavisimo. A tekercseléseket és a horgonyokat különböző források táplálják. Ez a megoldás lehetővé teszi a tengely sebességének pontosabb szabályozását. A munka jellemzői hasonlóak a DPT-hez párhuzamos gerjesztéssel.
• Vegyes. A tekercselés egy része párhuzamosan, részben pedig a armatúrával van összekötve. Kombinálja a soros és a párhuzamos típusok előnyeit.

Az alábbi ábrán látható a grafikus szimbólum.

A külföldi és a modern orosz irodalomban, valamint a rajzokon megtalálható az UGO másik ábrázolása a KDT-hez, amint az az előző ábrán látható egy négyzet alakú kör formájában, ahol a kör a horgonyt jelöli, a két négyzet pedig a kefét.

Csatlakozási ábra és hátramenet

Az állórész és a forgórész tekercsek csatlakozási rajzát a gyártás során határozzák meg, és attól függően, hogy hol használják az adott motort, ki kell választani a megfelelő megoldást. Bizonyos üzemmódokban (például fék üzemmódban) a tekercselés kapcsolási áramkörei megváltoztathatók vagy további elemek bevezethetők.

Ide tartoznak az alacsony teljesítményű egyenáramú kollektormotorok, amelyek félvezető kulcsokat (tranzisztorokat), kapcsolókat vagy gombokat használnak, speciális meghajtó-mikroáramköreket vagy kis teljesítményű reléket használnak. A nagy teljesítményű gépeket bipoláris kapcsolaton keresztül csatlakoztatják az DC hálózathoz mágneskapcsolók.

Az alábbiakban egy fordított áramkört látsz egy egyenáramú motor 220V hálózathoz történő csatlakoztatására. A gyakorlatban az áramkör hasonló lesz a gyártásban, de nem lesz benne diódahíd, mivel az ilyen motorok összekötésére szolgáló összes vezetéket vontatási alállomásokról vezetik, ahol a váltakozó áramot helyesbítik.

A fordított irányt úgy hajtják végre, hogy megváltoztatják a polaritást a tekercselésen vagy a armatúrán. A polaritást ott és ott megváltoztatni lehetetlen, mivel a tengely forgásiránya nem változik, mint az univerzális kollektormotorok esetén váltakozó árammal működve.

A motor zökkenőmentes elindításához egy beállító eszközt, például egy reostatat vezetünk be az armatúra tekercs vagy az armatúra tekercs és a gerjesztő tekercs tápellátási körébe (a csatlakoztatási sémától függően), a tengely sebességét ugyanúgy szabályozzuk, de a reostata helyett gyakran állandó ellenállást használnak. kontaktorkészlettel.

A modern alkalmazásokban a forgási sebességet impulzusszélességű moduláció (PWM) és félvezető kulcs segítségével változtatják meg, pontosan ez történik egy vezeték nélküli szerszámban (például egy csavarhúzóval). Ennek a módszernek a hatékonysága sokkal nagyobb.

Alkalmazási kör

Az egyenáramú kefe motorokat mindenütt használják a mindennapi életben, valamint az ipari eszközökben és mechanizmusokban, röviden vegyük át azok hatókörét:

• Autókban a 12 és 24 V-os kollektor DCB-ket használják az ablaktörlő lapátok (szélvédőtörlők), az ablakemelőkben, a motor (az indító egy soros vagy vegyes gerjesztésű DC kollektor motor) és más hajtások indításához.
• Emelőszerkezetekben (daruk, felvonók stb.) KDPT-t használnak, amelyek egyenáramú hálózaton működnek, 220 V feszültséggel vagy bármilyen más rendelkezésre álló feszültséggel.
• Gyerekjátékokban és kis teljesítményű rádióvezérelt modellekben a KDTT-t három pólusú rotorral és az állandó állórészen lévő állandó mágnesekkel használják.
• Kézi vezeték nélküli elektromos szerszámban - különféle fúrók, darálók, elektromos csavarhúzók stb.

Vegye figyelembe, hogy egy modern drága elektromos kéziszerszámban kefe nélküli motorok vannak telepítve, de kefe nélküli motorok.

Előnyök és hátrányok

Elemezzük az egyenáramú kollektor motor előnyeit és hátrányait. előnyei:

1. A méret és a teljesítmény aránya (súly és méret mutatók).
2. A fordulók egyszerű beállítása és a lágyindítás végrehajtása.
3. Kezdő pillanat.

A KDPT hátrányai a következők:

1. Kopott kefék. A rendszeresen használt nagy terhelésű motorok rendszeres ellenőrzését, kefe cseréjét és karbantartását igénylik.
2. A kollektor a kefék súrlódása miatt elhasználódik.
3. Lehetséges a kefe-szikra, amely korlátozza a veszélyes helyeken történő felhasználást (akkor használja a KDTT robbanásbiztos kivitelezését).
4. A tekercselés folyamatos kapcsolása miatt az ilyen típusú egyenáramú motor zavarokat és torzulásokat vezet be a tápáramkörbe vagy a hálózatba, ami meghibásodásokhoz és problémákhoz vezet más áramköri elemek működésében (különös tekintettel az elektronikus áramkörökre).
5. Állandó mágneses mágnesek esetén a mágneses erők idővel gyengülnek (mágnesesek), és a motor hatékonysága csökken.

Tehát megvizsgáltuk, mi az egyenáramú kollektormotor, hogyan van kialakítva, és mi a működési elve. Ha kérdése van, kérdezze meg őket a cikk alatt található megjegyzésben!

Kapcsolódó anyagok:

• Mi az anód és a katód?
• Hogyan működik a mágneses indító?
• Hogyan lehet csökkenteni a feszültséget
• Mi az indukciós motor?