Mikä on tasavirtakytkinmoottori ja miten se toimii
Kollektorimoottorit ovat melko yleisiä arjessa ja tuotannossa. Niitä käytetään autojen erilaisten mekanismien, sähkötyökalujen ajamiseen. Osa suosiosta johtuu roottorin nopeuden yksinkertaisesta säätämisestä, mutta niiden käytölle on joitain rajoituksia ja tietysti haittoja. Katsotaanpa, mikä on DC-harjaton moottori (KDTT), mitkä ovat tämän tyyppisen sähkömoottorin lajikkeet ja missä niitä käytetään.
Määritelmä ja laite
Hakemistoissa ja tietosanakirjoissa johtaa tällainen määritelmä:
”Kollektori on sähkömoottori, jossa akselin asentoanturi ja käämikytkin ovat sama laite - kollektori. "Tällaiset moottorit voivat toimia joko vain tasavirralla tai tasa- ja vaihtovirralla."
Kollektorimoottori, kuten mikä tahansa muu, koostuu roottori ja staattori. Tässä tapauksessa roottori on ankkuri. Muista, että ankkuri on osa sähkökonetta, joka kuluttaa päävirtaa ja jossa sähkömoottorin voima indusoidaan.
Miksi sitä tarvitaan ja miten keräilijä järjestetään? Keräin sijaitsee akselilla (roottori), ja se on sarja pitkittäisesti sijaitsevia levyjä, jotka on eristetty akselista ja toisistaan. Niitä kutsutaan lamelleiksi. Ankkurikäämitysosien taivutukset on kytketty lamelleihin (KDPT-ankkurikäämityslaite näkyy alla olevassa kuvaryhmässä), tai pikemminkin edellisen käämitysosan loppu ja seuraavan käämitysjakson alku on kytketty kuhunkin niistä.
Virta syötetään käämiin harjojen kautta. Harjat muodostavat liukukoskettimen ja akselin pyörimisen aikana ovat kosketuksissa yhden tai toisen lamellin kanssa. Siten ankkurikäämit kytketään, tätä varten tarvitaan keräin.
Harjakokoonpano koostuu kiinnikkeestä, jolla on harjapidikkeet, ja grafiitti- tai metallografiittiharjat asennetaan suoraan niihin. Hyvän kosketuksen varmistamiseksi harjat puristetaan jousilla keräintä vasten.
Pysyviä magneetteja tai sähkömagneetteja asennetaan staattoriin (kenttäkäämi), jotka luovat staattorin magneettikentän. Sähkökoneita koskevassa kirjallisuudessa sanoja “staattori” käytetään useammin termejä ”magneettinen järjestelmä” tai ”induktori”. Oheinen kuva näyttää DPT: n suunnittelun erilaisissa projektioissa. Katsotaan nyt, kuinka tasavirtakytkinmoottori toimii!
Toimintaperiaate
Kun virta virtaa ankkurikäämin läpi, syntyy magneettikenttä, jonka suunta voidaan määrittää käyttämällä korisääntö. Staattorin vakio magneettikenttä on vuorovaikutuksessa ankkurikentän kanssa, ja se alkaa pyöriä johtuen tosiasiasta, että saman nimen navat torjuvat, houkutellessaan toisiaan. Mikä on alla olevan kuvan mukainen.
Kun harjat vaihtavat toisiin lamelleihin, virta alkaa virtata vastakkaiseen suuntaan (jos tarkastelemme yllä olevaa esimerkkiä), magneettiset navat vaihtavat paikkoja ja prosessi toistuu.
Nykyaikaisissa keräyskoneissa kaksinapaista mallia ei käytetä epätasaisen pyörimisen takia. Virran suunnan vaihtamishetkellä ankkuriin vaikuttavat voimat ovat minimaaliset. Ja jos kytket moottorin päälle, jonka akseli pysähtyi "siirtymäasentoon" - se ei ehkä alkaa pyöriä. Siksi nykyaikaisen tasavirtamoottorin kollektorissa on huomattavasti enemmän napoja ja käämitysosia, jotka on asetettu vuoratun ytimen uriin, jolloin saavutetaan optimaalinen liikkeen sujuvuus ja vääntömomentti akselilla.
Seuraavassa videossa kerrotaan kollektorimoottorin käytön periaatetta yksinkertaisella kielellä, suosittelemme, että luet sen.
KDPT-tyypit ja käämien kytkentäjärjestelmät
Viritysmenetelmän mukaan DC-kollektorimoottoreita on kahden tyyppisiä:
- Kestomagneeteilla (pienitehoiset moottorit, joiden teho on kymmeniä ja satoja wattia).
- Sähkömagneeteilla (tehokkaat koneet, esimerkiksi nostolaitteisiin ja työstökoneisiin).
Erota nämä KDTT-tyypit käämien kytkentämenetelmällä:
- Peräkkäinen heräte (vanhassa venäläisessä kirjallisuudessa ja vanhoilta sähköasentajilta voit kuulla nimen "Serial", englannista. Sarja). Täällä kenttäkäämi on kytketty sarjaan ankkurikäämin kanssa. Suuri käynnistysmomentti on tällaisen järjestelmän etuna, ja sen haittana on pyörimisnopeuden lasku akselin kuormituksen kasvaessa (pehmeä mekaaninen ominaispiirte) ja se, että moottori käy käyntiin (nopeuden hallitsematon lisäys myöhemmin painelaakereiden ja ankkurin vaurioiden kanssa) joutokäynnillä tai akselikuormalla, joka on alle 20-30% nimellisarvosta.
- Rinnakkais (kutsutaan myös "shuntiksi"). Niinpä kenttäkäämi on kytketty rinnan ankkurikäämin kanssa. Akselilla alhaisilla nopeuksilla vääntömomentti on korkea ja vakaa suhteellisen laajalla kierrosalueella, ja kierrosten lisääntyessä se pienenee. Etuna on vakaa kierros akselin laajalla kuormitusalueella (sen teho rajoittaa), ja haittana on, että jos piiri katkeaa virityspiirissä, se voi mennä pieleen.
- Nazavisimo. Kenttäkäämit ja ankkurit saavat virtalähteen eri lähteistä. Tämän ratkaisun avulla voit hallita akselinopeutta tarkemmin. Työn ominaisuudet ovat samanlaisia kuin DPT: llä samanaikaisella heräteellä.
- Mixed. Osa kenttäkäämityksestä on kytketty rinnan ja osa sarjaan ankkurin kanssa. Yhdistä sarja- ja rinnakkaismuotojen edut.
Alla olevan kaavion graafinen symboli.
Ulkomaisessa ja uudenaikaisessa venäläisessä kirjallisuudessa, samoin kuin kaavioissa, voidaan löytää toinen UGO-esitys KDT: lle, kuten edellisessä kuvassa osoitettiin ympyrän muodossa, jossa on kaksi neliötä, jossa ympyrä edustaa ankkuria ja kaksi neliötä edustavat harjaa.
Kytkentäkaavio ja peruutus
Staattorin ja roottorin käämien kytkentäkaavio määritetään valmistuksen aikana, ja riippuen siitä, missä tiettyä moottoria käytetään, sinun on valittava sopiva ratkaisu. Tietyissä toimintatiloissa (esimerkiksi jarru), käämityskytkentäpiirejä voidaan muuttaa tai lisätä lisäelementtejä.
Ne sisältävät pienitehoiset tasavirtakeräysmoottorit, joissa käytetään: puolijohdenäppäimiä (transistoreita), kytkinkytkimiä tai painikkeita, erikoistuneita ohjainmikropiirejä tai käyttämällä pienitehoisia releitä. Suuret tehokkaat koneet on kytketty tasavirtaverkkoon bipolaarin kautta kontaktorit.
Alla näet käänteisen piirin tasavirtamoottorin kytkemiseksi 220 V verkkoon. Käytännössä piiri on samanlainen tuotannossa, mutta siinä ei ole diodesiltaa, koska kaikki johdot tällaisten moottorien kytkemiseksi on sijoitettu vetoasemille, joissa vaihtovirta tasasuuntaataan.
Käännös tehdään muuttamalla kenttäkäämin tai ankkurin napaisuutta. Napaisuutta on mahdotonta muuttaa sekä siellä että siellä, koska akselin pyörimissuunta ei muutu, kuten on yleiskollektorimoottorien tapauksessa, kun ne toimivat vaihtovirralla.
Moottorin sujuvan käynnistämiseksi ankkurikäämin tai ankkurikäämin ja virityskäämin virtalähdepiiriin (esimerkiksi niiden kytkentäpiiristä) johdetaan säätölaite, esimerkiksi reostaatti, mutta myös akselinopeutta säädetään samalla tavalla, mutta reostaatin sijaan ne käyttävät usein kytkettyjä vakioita vastuksia. käyttämällä kontaktorisarjaa.
Nykyaikaisissa sovelluksissa pyörimisnopeutta muutetaan käyttämällä pulssileveysmodulaatiota (PWM) ja puolijohdeavainta, mikä on juuri mitä tehdään johdoton sähkötyökalu (esimerkiksi ruuvimeisseli). Tämän menetelmän hyötysuhde on paljon parempi.
Soveltamisala
DC-harjamoottoreita käytetään kaikkialla sekä arjessa että teollisissa laitteissa ja mekanismeissa, tarkastellaan lyhyesti niiden laajuutta:
- Henkilöautoissa 12 V: n ja 24 V: n kollektorin DCB: tä käytetään pyyhkimien siivojen (tuulilasinpyyhkimien), ikkunannostimissa moottorin (käynnistin on sarja tai sekoitettu viritys DC-kollektorimoottori) ja muiden käyttöjen käynnistämiseen.
- Nostolaitteissa (nosturit, hissit jne.) Käytetään KDPT: tä, jotka toimivat tasavirtaverkossa jännitteellä 220V tai jollain muulla käytettävissä olevalla jännitteellä.
- Lasten leluissa ja pienitehoisissa radio-ohjattavissa malleissa käytetään KDTT: tä, jossa on kolminapainen roottori ja staattorissa olevat pysyvät magneetit.
- Manuaalisessa akkukäyttöisessä työkalussa - erilaisia porakoneita, hiomakoneet, sähköruuvitaltat jne.
Huomaa, että nykyaikaiseen kalliin sähkötyökaluun on asennettu harjattomat moottorit, mutta harjattomat moottorit.
Edut ja haitat
Analysoidaan tasavirtakeräysmoottorin etuja ja haittoja. etuja:
- Koko-tehosuhde (paino- ja kokoindikaattorit).
- Kääntöjen säätäminen ja pehmeän käynnistyksen yksinkertaisuus.
- Alkuhetki.
KDPT: n haitat ovat seuraavat:
- Kuluneet harjat. Säännöllisesti käytettävät erittäin kuormitetut moottorit edellyttävät säännöllistä tarkastusta, harjan vaihtoa ja jakoputkiston huoltoa.
- Keräin kuluu harjojen kitkan vuoksi.
- Harjan kipinöinti on mahdollista, mikä rajoittaa käyttöä vaarallisissa paikoissa (käytä sitten KDTT: n räjähdyssuojattua suoritusta).
- Käämitysten jatkuvan vaihtamisen takia tämäntyyppinen tasavirtamoottori aiheuttaa häiriöitä ja vääristymiä syöttöpiiriin tai verkkoon, mikä johtaa toimintahäiriöihin ja ongelmiin muiden piirielementtien toiminnassa (erityisen merkitykselliset elektronisille piireille).
- Kestomagneettimagneeteilla magneettiset voimat heikentyvät (demagnetoituvat) ajan myötä ja moottorin hyötysuhde heikkenee.
Joten tutkimme, mikä on tasavirtakeräinmoottori, miten se on suunniteltu ja mikä sen toimintaperiaate on. Jos sinulla on kysyttävää, kysy niitä artikkelin alla olevissa kommenteissa!
Aiheeseen liittyvät materiaalit:
Ladataan ...
