Hvad er en DC-kommutatormotor, og hvordan fungerer den

Samlermotorer er ret almindelige i hverdagen og i produktionen. De bruges til at køre forskellige mekanismer, el-værktøjer, i biler. En del af populariteten skyldes den enkle justering af rotorhastigheden, men der er nogle begrænsninger i brugen af ​​dem og selvfølgelig ulemperne. Lad os se på, hvad en jævnstrømskassamotor (KDTT), hvad er variationerne i denne type elektrisk motor, og hvor de bruges.

Definition og enhed

I kataloger og encyklopædier fører en sådan definition:

”En kollektormotor kaldes en elektrisk motor, hvor akselpositionens sensor og afbryder på viklingerne er den samme enhed - kollektoren. "Sådanne motorer kan enten kun arbejde på jævnstrøm eller med jævnstrøm og vekselstrøm."

En samlermotor, som enhver anden, består af rotor og stator. I dette tilfælde er rotoren et anker. Husk, at ankeret er den del af den elektriske maskine, der forbruger hovedstrømmen, og hvor den elektromotoriske kraft induceres.

Hvorfor er det nødvendigt, og hvordan arrangeres samleren? Opsamleren er placeret på akslen (rotoren) og er et sæt langsgående placerede plader isoleret fra akslen og fra hinanden. De kaldes lameller. Bøjningerne i sektionerne af ankerviklingerne er forbundet med lamellerne (du kan se KDPT-ankerviklingsindretningen i gruppen af ​​figurer nedenfor), eller rettere sagt, slutningen af ​​det forrige og begyndelsen på det næste viklingsafsnit er forbundet til hver af dem.

Strømmen tilføres viklingerne gennem børsterne. Børsterne danner en glidekontakt og under rotation af skaftet er de i kontakt med den ene eller den anden lamella. Således skiftes ankerviklingerne, for dette er der behov for en samler.

Børsteenheden består af et beslag med børsteholdere, og grafit- eller metallografitbørster er installeret direkte i dem. For at sikre god kontakt presses børsterne mod samleren ved hjælp af fjedre.

Permanente magneter eller elektromagneter er installeret på statoren (feltvikling), hvilket skaber et statormagnetisk felt. I litteraturen om elektriske maskiner anvendes udtrykket "magnetisk system" eller "induktor" oftere i stedet for ordet "stator". Figuren herunder viser designet af DPT i forskellige fremskrivninger. Lad os nu se, hvordan DC-kommutatormotoren fungerer!

Funktionsprincip

Når strøm flyder gennem ankervikling, opstår et magnetfelt, hvis retning kan bestemmes ved hjælp af gimlet regler. Statorens konstante magnetfelt interagerer med ankerfeltet, og det begynder at rotere på grund af det faktum, at polerne med samme navn frastøder, tiltrukket af de ulige. Hvilket illustreres perfekt af figuren herunder.

Når børsterne skifter til andre lameller, begynder strømmen at strømme i den modsatte retning (hvis vi overvejer ovenstående eksempel), de magnetiske poler skifter plads, og processen gentages.

I moderne opsamlingsmaskiner bruges ikke en to-polet design på grund af ujævn rotation, i det øjeblik, hvor strømmen ændres, vil kræfterne, der virker på ankeret, være minimale. Og hvis du tænder for motoren, hvis aksel stoppede i denne "overgangsstilling" - begynder den muligvis ikke at rotere overhovedet. Derfor har opsamleren af ​​en moderne jævnstrømsmotor betydeligt flere poler og sektioner af viklinger lagt i rillerne på den foret kerne, hvilket opnår optimal glat bevægelse og drejningsmoment på akslen.

Princippet for betjening af samlermotoren på simpelt sprog for dummies er beskrevet i den næste video, vi anbefaler kraftigt, at du læser den.

KDPT-typer og viklingsforbindelsesplaner

Ifølge exciteringsmetoden er DC-kollektormotorer af to typer:

1. Med permanente magneter (laveffektmotorer med effekt på titusinder og hundreder af watt).
2. Med elektromagneter (kraftige maskiner, f.eks. På hejsemekanismer og værktøjsmaskiner).

Skill disse typer KDTT ved hjælp af forbindelsesmetoden:

• Sekventiel ophidselse (i den gamle russiske litteratur og fra gamle elektrikere kan du høre navnet "Serial", fra engelsk. Serial). Her er feltviklingen i serie forbundet med ankervikling. Et højt startmoment er fordelen ved et sådant skema, og dets ulempe er et fald i rotationshastigheden med stigende belastning på akslen (blød mekanisk egenskab), og det faktum, at motoren kører sammen (ukontrolleret stigning i hastighed med efterfølgende skader på tryklejer og anker), hvis tomgang eller med en akselbelastning på mindre end 20-30% af den nominelle.
• Parallel (også kaldet "shunt"). Følgelig er feltviklingen forbundet parallelt med ankervikling. Ved lave hastigheder på akslen er drejningsmomentet højt og stabilt i et relativt bredt omdrejningsområde, og med en stigning i omdrejningerne aftager det. Fordelen er stabile omdrejninger over et bredt belastningsområde på skaftet (begrænset af dens kraft), og ulempen er, at hvis kredsløbet bryder i ophidselseskredsløbet, kan det gå galt.
• Nazavisimo. Feltviklinger og ankre drives af forskellige kilder. Denne løsning giver dig mulighed for at kontrollere skaftets hastighed mere nøjagtigt. Funktioner ved arbejde ligner DPT med parallel excitation.
• Blandet. En del af feltvikling er forbundet parallelt og del i serie med ankeret. Kombiner fordelene ved serielle og parallelle typer.

Det grafiske symbol på diagrammet, du ser nedenfor.

I udenlandsk og moderne russisk litteratur såvel som på diagrammer kan man finde en anden repræsentation af UGO for KDT, som det blev vist i den forrige figur i form af en cirkel med to firkanter, hvor cirklen repræsenterer ankeret og to firkanter repræsenterer børsterne.

Tilslutningsdiagram og omvendt

Forbindelsesdiagrammet for stator- og rotorviklingerne bestemmes under fremstillingen, og afhængigt af hvor en bestemt motor bruges, skal du vælge den passende løsning. I visse driftstilstande (for eksempel bremsetilstand) kan viklingskredsløbene ændres eller indføres yderligere elementer.

De inkluderer DC-kollektormotorer med lav effekt, ved hjælp af: halvledertaster (transistorer), skiftekontakter eller knapper, specialiserede drivermikrokredsløb eller ved hjælp af relæer med lav effekt. Store kraftfulde maskiner er forbundet til DC-netværket via bipolar kontaktorer.

Nedenfor ser du et omvendt kredsløb til tilslutning af en jævnstrømsmotor til et 220V netværk. I praksis vil kredsløbet være ens i produktionen, men der vil ikke være nogen diodebro i det, da alle linjer til tilslutning af sådanne motorer er lagt fra trækkraftstationer, hvor vekselstrømmen er udbedret.

Det modsatte udføres ved at ændre polariteten på feltvikling eller på ankeret. Det er umuligt at ændre polariteten både der og der, da akselens rotationsretning ikke vil ændre sig, som tilfældet er med universelle kollektormotorer, når man kører på vekselstrøm.

For at starte motoren jævnt, indføres en justeringsindretning, for eksempel en rheostat, i strømforsyningskredsløbet til ankervikling eller ankervikling og excitationsviklingen (afhængigt af deres forbindelseskredsløb), men skaftets hastighed styres også på samme måde, men i stedet for en rheostat bruger de ofte et sæt konstante modstande, der er forbundet ved hjælp af et sæt kontaktorer.

I moderne applikationer ændres rotationshastigheden ved hjælp af pulsbreddemodulation (PWM) og en halvledernøgle, hvilket er nøjagtigt hvad der gøres i et trådløst elværktøj (f.eks. En skruetrækker). Effektiviteten af ​​denne metode er meget højere.

Anvendelsesområde

DC-børstemotorer bruges overalt både i hverdagen og i industrielle enheder og mekanismer. Lad os kort overveje deres omfang:

• I biler bruges 12V- og 24V-opsamlerens DCB'er til at drive viskerblade (forrude-viskere), i vinduesløftere, til at starte motoren (en starter er en serie eller DC-kollektormotor med blandet excitation) og andre drev.
• I hejsemekanismer (kraner, elevatorer osv.) Bruges KDPT, der fungerer på et jævnstrømsnetværk med en spænding på 220V eller en hvilken som helst anden tilgængelig spænding.
• I børnetøj og radiostyrede modeller med lav effekt er KDTT med en trepolet rotor og permanente magneter på statoren brugt.
• I et manuelt trådløst elværktøj - en række bor, slibemaskiner, elektriske skruetrækkere osv.

Bemærk, at i et moderne dyre el-værktøj er børsteløse motorer installeret, men børsteløse motorer.

Fordele og ulemper

Vi vil analysere fordele og ulemper ved en jævnstrømskassermotor. fordele:

1. Forholdet mellem størrelse og effekt (vægt og størrelsesindikatorer).
2. Enkelhed med justering af sving og implementering af blød start.
3. Start øjeblik.

Ulemperne ved KDPT er som følger:

1. Slidte børster. Meget belastede motorer, der regelmæssigt bruges, kræver regelmæssig inspektion, børstebytte og vedligeholdelse af manifoldsenheden.
2. Opsamleren slides på grund af børstefriktion.
3. Børstegnistning er mulig, hvilket begrænser brugen på farlige steder (brug derefter KDTT eksplosionssikker udførelse).
4. På grund af konstant omskiftning af viklingerne indfører denne type jævnstrømsmotor interferens og forvrængning i forsyningskredsløbet eller strømforsyningen, hvilket fører til funktionsfejl og problemer i driften af ​​andre kredsløbselementer (især relevant for elektroniske kredsløb).
5. Med permanente magnetmagneter svækkes (afmagnetiseres) magnetkræfterne over tid, og motorens effektivitet falder.

Så vi undersøgte, hvad en jævnstrøms kollektormotor er, hvordan den er designet og hvad dens driftsprincip er. Hvis du har spørgsmål, kan du stille dem i kommentarerne under artiklen!

Relaterede materialer:

• Hvad er anoden og katoden
• Sådan fungerer magnetstarteren
• Sådan sænkes spændingen
• Hvad er en induktionsmotor