DC komütatör motoru nedir ve nasıl çalışır?
Kollektör motorları günlük hayatta ve üretimde oldukça yaygındır. Otomobillerde çeşitli mekanizmaları, elektrikli el aletlerini sürmek için kullanılırlar. Popülerliğin bir kısmı rotor hızının basit bir şekilde ayarlanmasından kaynaklanmaktadır, ancak kullanımları ve elbette dezavantajları ile ilgili bazı sınırlamalar vardır. Doğru akım toplayıcı motorunun (KDTT), bu tür elektrik motorunun çeşitlerinin ve nerede kullanıldıklarına bakalım.
Tanım ve cihaz
Dizinlerde ve ansiklopedilerde, böyle bir tanım:
“Bir kollektör motoruna, şaft konum sensörü ve sargıların anahtarının aynı cihaz olduğu kolektör - elektrik motoru denir. "Bu tür motorlar sadece doğru akımda veya doğru ve alternatif akımda çalışabilir."
Bir kolektör motoru, diğerleri gibi rotor ve stator. Bu durumda, rotor bir çapadır. Çapanın, elektrik makinesinin ana akımı tüketen ve içinde elektromotor kuvvetin indüklendiği bir parçası olduğunu hatırlayın.
Neden gereklidir ve toplayıcı nasıl düzenlenir? Toplayıcı şaft (rotor) üzerinde bulunur ve şafttan ve birbirinden izole edilmiş uzunlamasına yerleştirilmiş bir takım plakalardır. Bunlara lamel denir. Armatür sarımlarının bölümlerinin kıvrımları lamellere bağlanır (aşağıdaki şekiller grubunda KDPT ankraj sarım cihazını görebilirsiniz) veya daha doğrusu, önceki sarımın sonu ve bir sonraki sarım bölümünün başlangıcı bunların her birine bağlanır.
Akım, fırçalara sarımlara verilir. Fırçalar kayan bir temas oluşturur ve şaftın dönüşü sırasında bir ya da diğer tabaka ile temas halindedir. Böylece, armatürün sargıları değiştirilir, bunun için toplayıcı gereklidir.
Fırça takımı, fırça tutucuları olan bir braketten oluşur ve doğrudan bunların içine grafit veya metalografit fırçalar monte edilir. İyi temas sağlamak için fırçalar toplayıcıya yaylarla bastırılır.
Stator manyetik alanı oluşturan kalıcı mıknatıslar veya elektromıknatıslar (alan sargısı) stator üzerine monte edilmiştir. Elektrikli makinelerdeki literatürde, “stator” kelimesi yerine “manyetik sistem” veya “indüktör” terimleri daha sık kullanılmaktadır. Aşağıdaki şekil DPT'nin farklı projeksiyonlardaki tasarımını göstermektedir. Şimdi DC komütatör motorunun nasıl çalıştığını görelim!
Çalışma prensibi
Akım, armatür sargısından aktığında, yönü kullanılarak belirlenebilen bir manyetik alan görünür. gimlet kuralları. Statorun sabit manyetik alanı, armatürün alanıyla etkileşime girer ve benzer kutupların itmesi, tersine çekilmesinden dolayı dönmeye başlar. Aşağıdaki şekilde mükemmel bir şekilde gösterilmiştir.
Fırçalar diğer lamellere geçtiğinde, akım ters yönde akmaya başlar (yukarıdaki örneği dikkate alırsak), manyetik kutuplar yerleri değiştirir ve süreç tekrar eder.
Modern kollektör makinelerinde, düzensiz dönme nedeniyle iki kutuplu bir tasarım kullanılmaz, akımın yönünü değiştirirken, armatür üzerine etkiyen kuvvetler minimum olacaktır. Ve şaftı bu "geçiş" konumunda duran motoru açarsanız - hiç dönmeye başlamayabilir. Bu nedenle, modern bir DC motorun toplayıcısı, astarlı çekirdeğin oluklarına yerleştirilen önemli ölçüde daha fazla kutup ve sargı bölümlerine sahiptir, böylece şaft üzerinde optimum hareket düzgünlüğü ve tork elde edilir.
Toplayıcı motorun aptallar için basit bir dilde çalışma prensibi bir sonraki videoda açıklanmıştır, kesinlikle okumanızı öneririz.
KDPT türleri ve sargı bağlantı şemaları
Uyarma yöntemine göre, DC kolektör motorları iki tiptir:
- Sabit mıknatıslarla (onlarca ve yüzlerce watt gücünde düşük güçlü motorlar).
- Elektromıknatıslarla (örneğin, kaldırma mekanizmaları ve takım tezgahlarındaki güçlü makineler).
Sargıları bağlama yöntemiyle bu KDTT türlerini ayırt edin:
- Sıralı uyarma (eski Rus literatüründe ve eski elektrikçilerden İngilizce'den "Seri" adını duyabilirsiniz. Seri). Burada alan sargısı, armatür sargısına seri olarak bağlanır. Yüksek bir başlangıç torku, böyle bir şemanın avantajıdır ve dezavantajı, şaft üzerindeki yükün artmasıyla (yumuşak mekanik karakteristik) dönme hızında bir düşüş ve rölantide motorun seyyar olması (hızda kontrolsüz artış ile daha sonra kontrolsüz artış) veya nominal yükün% 20-30'undan az bir şaft yükü ile.
- Paralel ("şönt" olarak da bilinir). Buna göre, alan sarımı, armatür sargısına paralel olarak bağlanır. Şaft üzerindeki düşük hızlarda, tork nispeten geniş bir devir aralığında yüksek ve sabittir ve devirlerde bir artışla azalır. Avantaj, şaft üzerindeki geniş bir yük aralığında (gücüyle sınırlı) istikrarlı devrimlerdir ve dezavantajı, devre uyarma devresinde kırılırsa, ters gidebilir.
- Bağımlı. Alan sargıları ve armatür farklı kaynaklardan beslenir. Bu çözüm şaft hızını daha doğru bir şekilde kontrol etmenizi sağlar. İşin özellikleri, paralel uyarma ile DPT'ye benzer.
- Karışık. Alan sargısının bir kısmı paralel olarak ve kısmen armatürle seri olarak bağlanır. Seri ve paralel tiplerin avantajlarını birleştirin.
Aşağıda gördüğünüz diyagramdaki grafik sembolü.
Yabancı ve modern Rus literatüründe ve şemalarda, bir önceki şekilde iki daireli bir daire şeklinde gösterildiği gibi KDT için UGO'nun başka bir temsilini bulabilirsiniz, burada çember çapayı temsil eder ve iki kare fırçaları temsil eder.
Bağlantı şeması ve ters
Stator ve rotor sargılarının bağlantı şeması üretim sırasında belirlenir ve belirli bir motorun kullanıldığı yere bağlı olarak uygun çözümü seçmeniz gerekir. Belirli çalışma modlarında (örneğin frenleme modu), sarım anahtarlama devreleri ek elemanlar değiştirebilir veya tanıtabilir.
Bunlar, aşağıdakileri kullanan düşük güçlü DC toplayıcı motorları içerir: yarı iletken anahtarlar (transistörler), geçiş anahtarları veya düğmeleri, özel sürücü mikro devreleri veya düşük güç röleleri. Büyük güçlü makineler DC şebekesine bipolar ile bağlanır kontaktörler.
Aşağıda bir DC motoru 220V ağa bağlamak için bir ters devre görüyorsunuz. Uygulamada, devre üretimde benzer olacaktır, ancak içinde diyot köprüsü olmayacaktır, çünkü bu tür motorları bağlamak için tüm hatlar alternatif akımın düzeltildiği çekiş trafo merkezlerinden döşenmiştir.
Tersi, alan sargısı veya armatür üzerindeki polariteyi değiştirerek gerçekleştirilir. Alternatif akımda çalışırken, evrensel kollektör motorlarında olduğu gibi, şaftın dönüş yönü değişmeyeceğinden, orada ve burada polariteyi değiştirmek imkansızdır.
Motoru sorunsuz bir şekilde çalıştırmak için, armatür sargısının güç kaynağı devresine veya armatür sargısına ve uyarma sargısına (bağlantı devresine bağlı olarak) bir ayar cihazı, örneğin bir reosta, sokulur, ancak şaft hızı da aynı şekilde kontrol edilir, ancak bir reosta yerine, genellikle bağlı bir dizi sabit direnç kullanırlar. bir dizi kontaktör kullanarak.
Modern uygulamalarda, dönme hızı darbeli genişlik modülasyonu (PWM) ve kablosuz bir elektrikli el aletinde (örneğin bir tornavida) yapılan yarı iletken bir anahtar kullanılarak değiştirilir. Bu yöntemin verimliliği çok daha yüksektir.
Uygulama kapsamı
DC fırça motorları hem günlük hayatta hem de endüstriyel cihazlarda ve mekanizmalarda her yerde kullanılır, kısaca kapsamlarını ele alalım:
- Otomobillerde, 12 V ve 24 V toplayıcı DCT'ler, silecek lastiklerini (silecekler), pencere asansörlerinde, motoru çalıştırmak için (bir marş seri veya karışık uyarma DC kolektör motorudur) ve diğer sürücüleri çalıştırmak için kullanılır.
- Kaldırma mekanizmalarında (vinçler, asansörler, vb.) 220V voltaj veya mevcut herhangi bir voltaj ile bir DC ağı üzerinde çalışan KDPT kullanılır.
- Çocuk oyuncakları ve düşük güçlü radyo kontrollü modellerde, üç kutuplu rotorlu ve statordaki sabit mıknatıslı KDTT kullanılır.
- Manuel akülü elektrikli el aletinde - çeşitli matkaplar, taşlama makineleri, elektrikli tornavidalar vb.
Modern pahalı bir elektrikli el aletinde fırçasız motorların, ancak fırçasız motorların monte edildiğini unutmayın.
Avantajlar ve dezavantajlar
DC kollektör motorunun artılarını ve eksilerini analiz edeceğiz. Yararları:
- Boyutun güce oranı (ağırlık ve boyut göstergeleri).
- Dönüşlerin ayarlanması ve yumuşak başlangıç uygulanması basitliği.
- Başlangıç torku.
KDPT'nin dezavantajları aşağıdaki gibidir:
- Aşınmış fırçalar. Düzenli olarak kullanılan aşırı yüklü motorlar, düzenli inceleme, fırça değiştirme ve manifold düzeneğinin bakımını gerektirir.
- Toplayıcı fırça sürtünmesi nedeniyle aşınır.
- Tehlikeli yerlerde kullanımı sınırlayan fırça kıvılcımı mümkündür (daha sonra KDTT patlamaya dayanıklı yürütme kullanın).
- Sargıların sürekli değiştirilmesinden dolayı, bu tip DC motor, besleme devresine veya şebekeye parazit ve bozulma getirir, bu da diğer devre elemanlarının (özellikle elektronik devrelerle ilgili) çalışmasında arızalara ve sorunlara yol açar.
- Sabit mıknatıslı mıknatıslarda manyetik kuvvetler zamanla zayıflar (manyetikliği giderir) ve motor verimi düşer.
Bu yüzden bir DC komütatör motorun ne olduğunu, nasıl tasarlandığını ve çalışma prensibinin ne olduğunu inceledik. Sorularınız varsa, makalenin altındaki yorumlarda sorun!
İlgili malzemeler:
Yükleniyor...
