Kas ir līdzstrāvas komutatoru motors un kā tas darbojas

Kolektordzinēji ir diezgan izplatīti ikdienas dzīvē un ražošanā. Tos izmanto dažādu mehānismu, elektroinstrumentu vadīšanai automašīnās. Daļa popularitātes ir saistīta ar vienkāršu rotora ātruma regulēšanu, taču to izmantošanai ir daži ierobežojumi un, protams, trūkumi. Apskatīsim, kāds ir līdzstrāvas kolektora motors (KDTT), kādas ir šāda veida elektromotora šķirnes un kur tās tiek izmantotas.

Definīcija un ierīce

Katalogos un enciklopēdijās svina šāda definīcija:

“Kolektora motoru sauc par elektromotoru, kurā vārpstas stāvokļa sensors un tinumu slēdzis ir viena un tā pati ierīce - kolektors. "Šādi motori var darboties tikai ar līdzstrāvu vai ar līdzstrāvu un maiņstrāvu."

Kolektora motoru, tāpat kā jebkuru citu, veido rotors un stators. Šajā gadījumā rotors ir enkurs. Atgādiniet, ka enkurs ir tā elektriskās mašīnas daļa, kas patērē galveno strāvu un kurā tiek ierosināts elektromotora spēks.

Kāpēc tas ir vajadzīgs un kā tiek sakārtots kolekcionārs? Kolektors atrodas uz vārpstas (rotora), un tas ir gareniski novietotu plākšņu komplekts, kas izolēts no ass un viens no otra. Tos sauc par lamelām. Armatūras tinumu sekciju līkumi ir savienoti ar lamelēm (zemāk redzamo attēlu grupā varat redzēt KDPT enkura tinuma ierīci), vai drīzāk ar katru no tām ir savienotas iepriekšējās tinuma sekcijas beigas un sākums.

Strāva tiek piegādāta tinumiem caur sukām. Birstes veido slīdošu kontaktu un vārpstas griešanās laikā ir saskarē ar vienu vai otru lameli. Tādējādi tiek ieslēgti armatūras tinumi, šim nolūkam nepieciešams kolektors.

Birstu komplekts sastāv no kronšteina ar suku turētājiem, un grafīta vai metallogrāfa sukas tiek uzstādītas tieši tajās. Lai nodrošinātu labu kontaktu, sukas ar atsperēm tiek nospiestas pret kolektoru.

Uz statora tiek uzstādīti pastāvīgie magnēti vai elektromagnēti (lauka tinums), kas rada statora magnētisko lauku. Literatūrā par elektriskajām mašīnām vārda “stators” vietā biežāk tiek izmantoti termini “magnētiskā sistēma” vai “induktors”. Zemāk redzamajā attēlā ir parādīts DPT dizains dažādās projekcijās. Tagad redzēsim, kā darbojas līdzstrāvas komutatoru motors!

Darbības princips

Kad strāva plūst caur armatūras tinumu, parādās magnētiskais lauks, kura virzienu var noteikt, izmantojot vingrošanas noteikumi. Statora nemainīgais magnētiskais lauks mijiedarbojas ar armatūras lauku, un tas sāk griezties sakarā ar to, ka tāda paša nosaukuma stabiņi atgrūžas, pievelkot tos atšķirīgos. To lieliski ilustrē zemāk redzamais attēls.

Kad sukas pārslēdzas uz citām lamelēm, strāva sāk plūst pretējā virzienā (ja mēs uzskatām iepriekš minēto piemēru), magnētiskie stabi mainās vietām un process atkārtojas.

Mūsdienu kolektoru mašīnās nevienmērīgas griešanās dēļ neizmanto divu polu dizainu, strāvas virziena pārslēgšanas brīdī spēki, kas iedarbojas uz armatūru, būs minimāli. Un, ja jūs ieslēdzat motoru, kura vārpsta apstājās šajā "pārejas" stāvoklī - tas, iespējams, nemaz nesāks griezties. Tāpēc modernā līdzstrāvas motora kolektorā ir ievērojami vairāk polu un tinumu sekciju, kas ielikti oderes serdes rievās, tādējādi panākot optimālu kustības gludumu un griezes momentu uz vārpstu.

Kolektordzinēja darbības princips vienkāršā valodā manekeniem ir atklāts nākamajā videoklipā, mēs ļoti iesakām to izlasīt.

KDPT veidi un tinumu savienojuma shēmas

Saskaņā ar ierosināšanas metodi līdzstrāvas kolektoru motori ir divu veidu:

1. Ar pastāvīgajiem magnētiem (mazjaudas motoriem ar desmitiem un simtiem vatu jaudu).
2. Ar elektromagnētiem (jaudīgas mašīnas, piemēram, pacelšanas mehānismiem un darbgaldiem).

Šos KDTT veidus atdala ar tinumu savienošanas metodi:

• Secīga ierosme (vecajā krievu literatūrā un no vecajiem elektriķiem jūs varat dzirdēt vārdu "Serial", no angļu seriāla). Šeit lauka tinums ir virknē savienots ar armatūras tinumu. Augsts palaišanas moments ir šādas shēmas priekšrocība, un tā trūkums ir griešanās ātruma kritums, palielinoties vārpstas slodzei (mīksts mehānisks raksturojums), un tas, ka motors griežas (nekontrolēts ātruma pieaugums ar sekojošiem vilces gultņu un armatūras bojājumiem), ja tukšgaitā vai ar vārpstas slodzi, kas mazāka par 20-30% no nominālās.
• Paralēla (saukta arī par “šuntu”). Attiecīgi lauka tinums ir savienots paralēli armatūras tinumam. Pie maziem apgriezieniem uz ass griezes moments ir liels un stabils relatīvi plašā apgriezienu diapazonā, un, palielinoties apgriezieniem, tas samazinās. Priekšrocība ir stabili apgriezieni, izmantojot plašu slodzi uz asi (ierobežota ar tās jaudu), un trūkums ir tāds, ka, ja ķēde sabojājas ierosmes ķēdē, tā var noiet greizi.
• Atkarīgs. Lauka tinumus un enkurus darbina dažādi avoti. Šis risinājums ļauj precīzāk kontrolēt vārpstas ātrumu. Darba īpašības ir līdzīgas DPT ar paralēlu ierosmi.
• Sajaukts. Daļa lauka tinuma ir savienota paralēli, bet daļa - virknē ar armatūru. Apvieno seriālo un paralēlo tipu priekšrocības.

Grafiskais simbols diagrammā, kuru redzat zemāk.

Ārvalstu un mūsdienu krievu literatūrā, kā arī diagrammās var atrast citu UGO attēlojumu KDT, kā parādīts iepriekšējā attēlā apļa formā ar diviem kvadrātiem, kur aplis apzīmē enkuru un divi kvadrāti attēlo sukas.

Savienojuma shēma un reverss

Statora un rotora tinumu savienojuma shēma tiek noteikta ražošanas laikā, un atkarībā no tā, kur tiek izmantots konkrēts motors, jums jāizvēlas atbilstošais risinājums. Noteiktos darba režīmos (piemēram, bremzēšanas režīmā) tinumu pārslēgšanas ķēdes var mainīt vai ieviest papildu elementus.

Tajos ietilpst mazjaudas līdzstrāvas kolektoru motori, izmantojot: pusvadītāju atslēgas (tranzistorus), pārslēga slēdžus vai pogas, specializētas draivera mikroshēmas vai izmantojot mazjaudas relejus. Lielas jaudīgas mašīnas ir savienotas līdzstrāvas tīklā, izmantojot bipolāru kontaktori.

Zemāk redzat apgrieztu ķēdi līdzstrāvas motora pievienošanai 220 V tīklam. Praksē shēma būs līdzīga ražošanā, taču tajā nebūs diožu tilta, jo visas līnijas šādu motoru pieslēgšanai ir izliktas no vilces apakšstacijām, kur tiek izlīdzināta maiņstrāva.

Reverss tiek veikts, mainot polaritāti uz lauka tinuma vai armatūras. Polaritāti nav iespējams mainīt gan tur, gan tur, jo vārpstas griešanās virziens nemainīsies, kā tas ir universālo kolektoru motoriem, strādājot ar maiņstrāvu.

Lai netraucēti iedarbinātu motoru, armatūras tinuma vai armatūras tinuma un ierosmes tinuma barošanas ķēdē (atkarībā no to savienojuma shēmas) tiek ievadīta regulēšanas ierīce, piemēram, reostats, bet arī vārpstas ātrumu kontrolē tāpat, bet reostata vietā viņi bieži izmanto pieslēgtu pastāvīgu rezistoru komplektu. izmantojot kontaktoru komplektu.

Mūsdienu lietojumos rotācijas ātrumu maina, izmantojot impulsa platuma modulāciju (PWM) un pusvadītāja atslēgu, kas ir tieši tas, kas tiek darīts bezvada elektroinstrumentā (piemēram, skrūvgriezī). Šīs metodes efektivitāte ir daudz augstāka.

Piemērošanas joma

Līdzstrāvas suku motori tiek izmantoti visur gan ikdienā, gan rūpnieciskajās ierīcēs un mehānismos, īsi apskatīsim to darbības jomu:

• Automašīnās 12V un 24V kolektoru DCT izmanto, lai vadītu tīrītāju slotiņas (tīrītājus), logu pacēlājos, lai iedarbinātu motoru (starteris ir līdzstrāvas kolektora motors ar virkni vai jauktu ierosmi) un citus piedziņus.
• Pacelšanas mehānismos (celtņi, lifti utt.) Tiek izmantoti KDPT, kas darbojas līdzstrāvas tīklā ar spriegumu 220V vai jebkuru citu pieejamu spriegumu.
• Bērnu rotaļlietās un mazjaudas radiovadāmos modeļos izmanto KDTT ar trīs polu rotoru un pastāvīgiem magnātiem uz statora.
• Manuālā bezvada elektroinstrumentā - dažādi urbji, slīpmašīnas, elektriskie skrūvgrieži utt.

Ņemiet vērā, ka modernā dārgā elektroinstrumentā ir uzstādīti motori bez suku, bet motori bez suku.

Priekšrocības un trūkumi

Analizēsim līdzstrāvas kolektora motora plusus un mīnusus. Priekšrocības:

1. Lieluma un jaudas attiecība (svara un lieluma indikatori).
2. Pagriezienu pielāgošanas un mīkstā starta ieviešanas vienkāršība.
3. Sākuma brīdis.

KDPT trūkumi ir šādi:

1. Valkātas sukas. Regulāri lietojamiem ļoti noslogotiem motoriem nepieciešama regulāra pārbaude, sukas nomaiņa un kolektora agregāta apkope.
2. Kolektors nolietojas suku berzes dēļ.
3. Ir iespējama dzirksteļošana sukā, kas ierobežo izmantošanu bīstamās vietās (pēc tam izmantojiet KDTT sprādziendrošu izpildi).
4. Sakarā ar pastāvīgu tinumu pārslēgšanu, šāda veida līdzstrāvas motors ievada traucējumus un izkropļojumus barošanas ķēdē vai elektrotīklā, kas izraisa citu shēmas elementu darbības traucējumus un problēmas (īpaši attiecas uz elektroniskajām shēmām).
5. Izmantojot pastāvīgo magnētu magnētus, laika gaitā magnētiskie spēki vājina (demagnetizējas) un motora efektivitāte samazinās.

Tātad mēs pārbaudījām, kas ir līdzstrāvas kolektora motors, kā tas ir konstruēts un kāds ir tā darbības princips. Ja jums ir jautājumi, uzdodiet tos komentāros zem raksta!

Saistītie materiāli:

• Kas ir anoda un katoda
• Kā darbojas magnētiskais starteris
• Kā pazemināt spriegumu
• Kas ir indukcijas motors