Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Motory kolektorů jsou poměrně běžné v každodenním životě i ve výrobě. Používají se k řízení různých mechanismů, elektrického nářadí, v automobilech. Část popularity je způsobena jednoduchým nastavením rychlosti rotoru, ale existují určitá omezení jejich použití a samozřejmě nevýhody. Podívejme se na to, co je to motor stejnosměrného kolektoru (KDPT), jaké jsou typy tohoto typu elektromotorů a kde se používají.

Definice a zařízení

V referenčních knihách a encyklopediích uveďte tuto definici:

„Sběrač je elektromotor, ve kterém jsou snímač polohy hřídele a spínač vinutí stejné zařízení - kolektor. Tyto motory mohou pracovat buď pouze na stejnosměrný proud, nebo na přímé i střídavé.

Motor kolektoru, jako každý jiný, se skládá z rotoru a statoru. V tomto případě je rotor kotvou. Připomeňme, že kotva je součástí elektrického stroje, který spotřebovává hlavní proud, a ve kterém je indukována elektromotorická síla.

Co je potřeba a jak je sběratel? Sběrač je umístěn na hřídeli (rotor) a je to sada podélně umístěných desek, izolovaných od hřídele a od sebe navzájem. Nazývají se lamely. Větve vinutí armatury jsou spojeny s lamelami (zařízení pro kotevní vinutí KDPT ve skupině obrázků níže), ale ke každému z nich je připojen konec předchozího a začátek dalšího navíjecího úseku.

Proud do vinutí se přivádí kartáči. Štětce tvoří kluzný kontakt a během otáčení hřídele v kontaktu s jednou nebo jinou lamelou. Vinutí kotvy jsou tedy přepnuta, a proto je zapotřebí kolektor.

Kartáčová sestava se skládá z držáku s kartáčovými držáky a grafitové nebo kovové grafitové kartáče se instalují přímo do nich. K zajištění dobrého kontaktu jsou kartáče přitlačeny pružinami k rozdělovači.

Na statoru jsou instalovány permanentní magnety nebo elektromagnety (budící vinutí), které vytvářejí magnetické pole statoru. V literatuře o elektromobilech se místo slova „stator“ často používají termíny „magnetický systém“ nebo „induktor“. Obrázek níže ukazuje návrh DPT v různých projekcích. Nyní se podívejme, jak funguje stejnosměrný kolektorový motor!

Princip činnosti

Když proudem protéká vinutí kotvy, vzniká magnetické pole, jehož směr lze určit pomocí pravidla o průchodu. Statické magnetické pole statoru interaguje s polem armatury a začíná se otáčet v důsledku skutečnosti, že póly stejného jména se navzájem odpuzují a jsou přitahovány k odlišnosti. To dokonale ilustruje níže uvedený obrázek.

Když se kartáče přesunou na jiné lamely, proud začne proudit v opačném směru (pokud vezmeme v úvahu příklad uvedený výše), magnetické póly mění místa a proces se opakuje.

U moderních sběratelských strojů není bipolární struktura používána kvůli nerovnoměrnému otáčení, v době přepínání směru proudu budou síly působící na armaturu minimální. A pokud zapnete motor, jehož hřídel se zastavil v této „přechodné“ poloze, nemusí se vůbec začít otáčet. Proto jsou na kolektoru moderního stejnosměrného motoru v drážkách vrstveného jádra uloženy mnohem více pólů a navíjecích úseků, čímž se dosahuje optimální hladkosti pohybu a točivého momentu na hřídeli.

Princip činnosti kolektorového motoru v jednoduchém jazyce pro čajové konvice je uveden v následujícím videu, důrazně doporučujeme, abyste si ho přečetli.

Typy TAC a schémata zapojení vinutí

Podle způsobu buzení se rozlišují stejnosměrné kolektorové motory ve dvou typech:

  1. S permanentními magnety (nízkoenergetické motory desítek a stovek wattů).
  2. S elektromagnety (výkonné stroje, například na zvedacích mechanismech a obráběcích strojích).

Existují takové typy QDCT metodou připojení vinutí:

  • Sekvenční vzrušení (ve staré ruské literatuře a od starých elektrikářů slyšíte název "Serial", z angličtiny. Serial). Zde je budicí vinutí zapojeno v sérii s vinutím kotvy. Výhodou takového schématu je vysoký rozběhový moment a jeho nevýhodou je pokles rychlosti otáčení se zvýšením zatížení hřídele (měkká mechanická charakteristika) a skutečnost, že motor běží mimo kontrolu (nekontrolovaný růst otáček s následným poškozením opěrných ložisek a kotev), pokud běží při volnoběhu nebo s zatížením na hřídeli v méně než 20-30% jmenovité hodnoty.
  • Paralelní (také nazývaný "shunt"). V souladu s tím je budicí vinutí zapojeno paralelně s vinutím kotvy. Při nízkých otáčkách má hřídel vysoký točivý moment a je stabilní v relativně širokém rozsahu otáček a snižuje se s rostoucími otáčkami. Výhodou jsou stabilní otáčky v širokém rozsahu zatížení na hřídeli (omezené jeho výkonem) a nevýhodou - pokud se rozbije v budícím obvodu, může jít o větrání.
  • Závislé. Budící vinutí a kotvy jsou napájeny z různých zdrojů. Toto řešení vám umožní přesněji nastavit rychlost hřídele. Funkce fungují podobně jako DPT s paralelním buzením.
  • Smíšené. Část budicího vinutí je zapojena paralelně a je součástí série s kotvou. Kombinujte výhody sekvenčních a paralelních typů.

Symbol na obrázku, který vidíte níže.

V zahraniční a moderní ruské literatuře, stejně jako v diagramech, můžete najít další prezentaci UGO pro KDPT, jak bylo ukázáno na předchozím obrázku ve tvaru kruhu se dvěma čtverci, kde kruh označuje kotvu a dva čtverce jsou stopy.

Zapojení a zpětný chod

Schéma zapojení statorových a rotorových vinutí je určeno v době výroby a v závislosti na konkrétním motoru musí být zvoleno vhodné řešení. V určitých provozních režimech (např. V režimu brzdění) se může spínací obvod vinutí změnit nebo zavést další prvky.

Zahrnují nízkonapěťové kolektory stejnosměrného proudu s využitím: polovodičových spínačů (tranzistorů), přepínačů nebo tlačítek, specializovaných integrovaných obvodů řidiče nebo pomocí relé s nízkou spotřebou. Velké výkonné stroje jsou připojeny k síti DC pomocí bipolárních stykačů.

Níže vidíte opačné schéma zapojení stejnosměrného motoru do sítě 220V. V praxi bude výrobní režim podobný, ale v něm nebude existovat diodový můstek, protože všechny linky pro připojení takových motorů jsou uloženy z trakčních rozvoden, kde je střídavý proud usměrňován.

Zpětný chod se provádí změnou polarity na budícím vinutí nebo na kotvě. Změňte polaritu a tam, a tam je to nemožné, protože směr otáčení hřídele se nezmění, jak se to děje u motorů s univerzálním kolektorem při provozu na střídavém proudu.

Pro hladký rozběh motoru je do výkonového obvodu vinutí kotvy nebo vinutí kotvy a budicího vinutí (v závislosti na obvodu jejich zapojení) zavedeno seřizovací zařízení, jako je například reostat, ale frekvence otáčení hřídele je také nastavena stejným způsobem, ale místo toho použitím sady stykačů.

V moderních aplikacích se mění frekvence otáček pulzní šířkovou modulací (PWM) a polovodičovým klíčem, což je přesně to, co se děje v elektrickém nářadí napájeném baterií (například šroubovákem). Účinnost této metody je mnohem vyšší.

Oblast působnosti 1. \ T

Stejnosměrné kolektorové motory se používají všude v každodenním životě i v průmyslových zařízeních a mechanismech.

  • U osobních automobilů se používají kolektory 12V a 24V k pohonu stíracích lišt (stěračů) v zvedacích oknech, aby se nastartoval motor (spouštěč je kolektorový stejnosměrný motor sekvenčního nebo smíšeného buzení) a jiné pohony.
  • V zdvihacích mechanismech (jeřáby, výtahy atd.) Se používají КДПТ, které pracují z DC sítě s napětím 220V nebo jakýmkoli jiným dostupným napětím.
  • V dětských hračkách a nízkoenergeticky řízených modelech se používá KDPT s trojpólovým rotorem a permanentními magnety na statoru.
  • V ručním elektrickém nářadí - různé druhy vrtáků, brusek, elektrických šroubováků atd.

Všimněte si, že v moderních drahých elektrických nářadí neinstalujte kolektory a bezkartáčové motory.

Silné a slabé stránky

Prozkoumejme klady a zápory stejnosměrného motoru kolektoru. Výhody:

  1. Poměr velikosti k výkonu (hmotnost a rozměry).
  2. Jednoduchost nastavení otáček a realizace plynulého rozjezdu.
  3. Počáteční okamžik.

Nevýhody KDPT jsou následující:

  1. Opotřebované kartáče. Vysokonapěťové motory, které se pravidelně používají, vyžadují pravidelnou kontrolu, výměnu kartáčů a údržbu sestavy kolektorů.
  2. Kolektor se opotřebovává v důsledku tření kartáčů.
  3. Jiskření kartáčů je možné, což omezuje použití na nebezpečných místech (pak používají KDPT).
  4. Díky neustálému spínání vinutí zavádí tento typ stejnosměrných motorů šum a zkreslení do napájecích obvodů nebo do rozvodné sítě, což vede k poruchám a problémům při provozu jiných prvků obvodu (obzvláště důležitých pro elektronické obvody).
  5. U stejnosměrných permanentních magnetů magnetické síly časem oslabují (demagnetizují) a účinnost motoru klesá.

Podívali jsme se tedy na to, co je to motor stejnosměrného kolektoru, jak funguje a jaký je jeho princip fungování. Pokud máte nějaké dotazy, zeptejte se jich v komentářích pod článkem!

Materiály k tématu:

  • Co je to anoda a katoda
  • Jak magnetický spouštěč
  • Jak snížit síťové napětí
  • Co je asynchronní motor

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Znalostní báze