Apa itu motor komutator DC dan bagaimana ia berfungsi

Motor pengumpul agak biasa dalam kehidupan seharian dan pengeluaran. Mereka digunakan untuk menggerakkan pelbagai mekanisme, alat kuasa, di dalam kereta. Sebahagian daripada populariti disebabkan oleh penyesuaian kelajuan pemutar yang mudah, tetapi ada beberapa batasan penggunaannya dan, tentu saja, kekurangannya. Mari lihat apa itu motor pengumpul arus terus (KDTT), apakah jenis motor elektrik jenis ini dan di mana ia digunakan.

Definisi dan peranti

Dalam direktori dan petunjuk ensiklopedia, definisi seperti itu:

"Motor pengumpul disebut motor elektrik, di mana sensor kedudukan poros dan suis belitan adalah alat yang sama - pengumpul. "Enjin sedemikian boleh beroperasi sama ada hanya pada arus terus atau arus terus dan bergantian."

Motor pemungut, seperti yang lain, terdiri daripada pemutar dan pemegun. Dalam kes ini, rotor adalah sauh. Ingat bahawa sauh adalah bahagian mesin elektrik yang menggunakan arus utama, dan di mana daya elektromotif disebabkan.

Mengapa ia diperlukan dan bagaimana pengumpulnya disusun? Pemungut terletak di poros (rotor), dan merupakan satu set plat terpanjang yang diasingkan dari batang dan antara satu sama lain. Mereka dipanggil lamela. Selekoh bahagian belitan angker disambungkan ke lamela (anda dapat melihat alat penggulungan jangkar KDPT dalam kumpulan gambar di bawah), atau lebih tepatnya, hujung bahagian penggulungan sebelumnya dan permulaan penggulungan seterusnya disambungkan ke masing-masing.

Arus dibekalkan ke belitan melalui berus. Berus membentuk sentuhan gelongsor dan semasa putaran poros bersentuhan dengan satu atau lamela yang lain. Oleh itu, belitan angker dihidupkan, untuk ini pengumpul diperlukan.

Pemasangan berus terdiri daripada pendakap dengan pemegang berus, dan berus grafit atau metallograf dipasang terus di dalamnya. Untuk memastikan hubungan yang baik, sikat ditekan ke pemungut dengan mata air.

Magnet kekal atau elektromagnet (penggulungan medan), yang menghasilkan medan magnet stator, dipasang pada stator. Dalam literatur mengenai mesin elektrik, istilah "sistem magnetik" atau "induktor" lebih sering digunakan sebagai pengganti kata "stator". Gambar di bawah menunjukkan reka bentuk DPT dalam unjuran yang berbeza. Sekarang mari kita lihat bagaimana motor komutator DC berfungsi!

Prinsip operasi

Apabila arus mengalir melalui belitan angker, medan magnet muncul, arahnya dapat ditentukan menggunakan peraturan gimlet. Medan magnet tetap stator berinteraksi dengan medan angker, dan ia mula berputar kerana tiang dengan nama yang sama menangkis, tertarik pada yang tidak sama. Yang digambarkan dengan sempurna oleh gambar di bawah.

Apabila berus beralih ke lamela lain, arus mula mengalir ke arah yang bertentangan (jika kita mempertimbangkan contoh di atas), kutub magnet bertukar tempat dan prosesnya berulang.

Dalam mesin pemungut moden, reka bentuk dua tiang tidak digunakan kerana putaran yang tidak rata, pada saat menukar arah arus, daya yang bertindak pada angker akan minimum. Dan jika anda menghidupkan mesin, batang yang berhenti dalam kedudukan "peralihan" ini - ia mungkin tidak akan mula berputar sama sekali. Oleh itu, pengumpul motor DC moden mempunyai tiang dan bahagian belitan yang jauh lebih banyak yang diletakkan di alur teras berlapis, sehingga mencapai kelancaran pergerakan dan tork pada poros yang optimum.

Prinsip pengoperasian mesin pengumpul dalam bahasa mudah untuk boneka dinyatakan dalam video seterusnya, kami sangat mengesyorkan agar anda membacanya.

Jenis KDPT dan skema sambungan belitan

Menurut kaedah pengujaan, motor pemungut DC terdiri daripada dua jenis:

1. Dengan magnet kekal (motor berkuasa rendah dengan kekuatan puluhan dan ratusan watt).
2. Dengan elektromagnet (mesin berkuasa, misalnya, pada mekanisme mengangkat dan alat mesin).

Bezakan jenis KDTT ini dengan kaedah menghubungkan belitan:

• Pengujaan berturutan (dalam kesusasteraan Rusia lama dan dari juruelektrik lama anda dapat mendengar nama "Serial", dari bahasa Inggeris. Serial). Di sini, penggulungan medan dihubungkan secara bersiri dengan belitan angker. Tork permulaan yang tinggi adalah kelebihan skema seperti itu, dan keburukannya adalah penurunan kelajuan putaran dengan peningkatan beban pada poros (ciri mekanikal lembut), dan hakikat bahawa mesin menjajakan (peningkatan kelajuan yang tidak terkawal dengan kerosakan seterusnya pada galas tuju dan angker) jika melahu atau dengan beban poros kurang dari 20-30% dari nominal.
• Selari (juga disebut "shunt"). Oleh itu, penggulungan medan dihubungkan selari dengan belitan angker. Pada kelajuan rendah pada poros, torsi tinggi dan stabil dalam jarak putaran yang agak luas, dan dengan peningkatan putaran, ia akan menurun. Kelebihannya adalah putaran stabil pada pelbagai beban pada poros (dibatasi oleh kuasanya), dan keburukannya ialah jika litar itu pecah di litar pengujaan, ia boleh menjadi serba salah.
• Bergantung. Gulungan dan sauh lapangan dikuasakan oleh sumber yang berbeza. Penyelesaian ini membolehkan anda mengawal kelajuan poros dengan lebih tepat. Ciri-ciri kerja serupa dengan DPT dengan pengujaan selari.
• Bercampur. Sebahagian dari belitan medan dihubungkan secara selari, dan sebahagiannya bersiri dengan angker. Gabungkan kelebihan jenis siri dan selari.

Simbol grafik pada rajah yang anda lihat di bawah.

Dalam kesusasteraan Rusia asing dan moden, serta gambar rajah, seseorang dapat menemukan perwakilan UGO lain untuk KDT, seperti yang ditunjukkan pada gambar sebelumnya dalam bentuk bulatan dengan dua kotak, di mana lingkaran itu mewakili jangkar dan dua kotak mewakili sikat.

Gambarajah sambungan dan terbalik

Gambar rajah sambungan belitan stator dan rotor ditentukan semasa pembuatan, dan, bergantung pada tempat motor tertentu digunakan, anda perlu memilih penyelesaian yang sesuai. Dalam mod operasi tertentu (mod brek, misalnya), litar pensuisan penggulungan dapat mengubah atau memperkenalkan elemen tambahan.

Mereka termasuk motor pengumpul DC berkuasa rendah yang menggunakan: kunci semikonduktor (transistor), suis togol atau butang, litar mikro pemandu khusus, atau menggunakan relai kuasa rendah. Mesin berkuasa besar disambungkan ke rangkaian DC melalui bipolar penghubung.

Di bawah ini anda melihat litar terbalik untuk menyambungkan motor DC ke rangkaian 220V. Dalam praktiknya, rangkaian akan serupa dalam pengeluaran, tetapi tidak akan ada jambatan diod di dalamnya, kerana semua saluran untuk menyambungkan motor seperti itu diletakkan dari pencawang tarikan, di mana arus bolak diperbaiki.

Sebaliknya dilakukan dengan mengubah polaritas pada belitan medan atau pada angker. Mustahil untuk mengubah polaritas di sana dan di sana, kerana arah putaran poros tidak akan berubah, seperti halnya motor pemungut universal ketika beroperasi pada arus bolak.

Untuk menghidupkan enjin dengan lancar, peranti penyesuaian, misalnya, rheostat, diperkenalkan ke dalam litar bekalan kuasa belitan angker atau belitan angker dan belitan pengujaan (bergantung pada litar sambungan mereka), tetapi kelajuan poros juga dikendalikan dengan cara yang sama, tetapi bukannya rheostat, mereka sering menggunakan sekumpulan perintang tetap yang disambungkan menggunakan set kontaktor.

Dalam aplikasi moden, kelajuan putaran diubah menggunakan modulasi lebar nadi (PWM) dan kunci semikonduktor, yang betul-betul dilakukan dalam alat kuasa tanpa wayar (pemutar skru, misalnya). Kecekapan kaedah ini jauh lebih tinggi.

Skop permohonan

Motor berus DC digunakan di mana-mana sahaja dalam kehidupan seharian dan dalam alat dan mekanisme industri, mari kita pertimbangkan secara ringkas skopnya:

• Di dalam kereta, DCB pemungut 12V dan 24V digunakan untuk menggerakkan bilah pengelap (pengelap cermin depan), di pengangkat tingkap, untuk menghidupkan mesin (starter adalah motor pengumpul DC siri atau pengujaan campuran) dan pemacu lain.
• Dalam mekanisme pengangkatan (kren, lif, dll.) Digunakan KDPT, yang beroperasi pada rangkaian DC dengan voltan 220V atau voltan lain yang tersedia.
• Dalam mainan kanak-kanak dan model kawalan radio berkuasa rendah, KDTT dengan rotor tiga tiang dan magnet kekal pada stator digunakan.
• Dalam alat kuasa tanpa wayar manual - pelbagai gerudi, penggiling, pemutar skru elektrik, dll.

Perhatikan bahawa dalam alat kuasa mahal moden, motor tanpa berus dipasang, tetapi motor tanpa berus.

Kelebihan dan kekurangan

Mari kita analisis kebaikan dan keburukan motor pemungut DC. Kelebihan:

1. Nisbah ukuran hingga kuasa (penunjuk berat dan ukuran).
2. Kesederhanaan penyesuaian giliran dan pelaksanaan soft start.
3. Masa permulaan.

Kelemahan KDPT adalah seperti berikut:

1. Berus yang dipakai. Enjin dengan muatan tinggi yang selalu digunakan memerlukan pemeriksaan berkala, penggantian berus dan penyelenggaraan unit manifold.
2. Pemungut usang kerana geseran berus.
3. Pencucian berus adalah mungkin, yang membatasi penggunaannya di tempat-tempat berbahaya (kemudian gunakan pelaksanaan kalis letupan KDTT).
4. Oleh kerana penggulungan penggulungan berterusan, motor DC jenis ini memperkenalkan gangguan dan herotan ke dalam litar bekalan atau sesalur, yang menyebabkan kerosakan dan masalah dalam pengoperasian elemen litar lain (terutama berkaitan dengan litar elektronik).
5. Dengan magnet kekal, daya magnet semakin lemah (demagnetize) dari masa ke masa dan kecekapan motor menurun.

Oleh itu, kami mengkaji apa itu motor pengumpul arus terus, bagaimana ia direka dan apa prinsip operasinya. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, tanyakan pada komen di bawah artikel itu!

Bahan berkaitan:

• Apakah anod dan katod
• Bagaimana starter magnet berfungsi
• Cara menurunkan voltan
• Apakah motor aruhan