Реверс коллекторного двигателя переменного тока схема: Страница не найдена — All-Audio.pro

Содержание

Реверс коллекторного электродвигателя переменного тока

Про смещение полей ничего не скажу , но при обратном вращении щетки испытывают гораздо большее механическое воздействие и требования к щеточному узлу в таком варианте больше, так как люфт в этом случае недопустим. Про смещение полей ничего не скажу , но при обратном вращении щетки испытывают гораздо большее механическое воздействие Про поля просто предположение. А про механическое воздействие не ясно, почему оно должно быть гораздо больше? И про пятно, собственно тоже вариант, так как видимо щетка расчитана на «покрытие» нескольких ламелей и если контакт неоптимальный, то двигатель работает не в расчетном режиме.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Реверс электродвигателя

Коллекторный электродвигатель


Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Трехфазный переменный ток; Звезда и треугольник; Обозначение. Схема реверса асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Фото Из Фильма Бригада Космос. Алексей, совершенно верно если двигатель коллекторный с обмоткой в роторе. Трехфазный асинхронный двигатель. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором — это асинхронный электродвигатель, у которого ротор выполнен с короткозамкнутой обмоткой в виде беличьей клетки.

Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5- 2 мм. Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем.

Обмотки статора располагаются в пазах сердечника. Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Elephone P Драйвера. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. Самое простой реверс имеют двигатели постоянного тока с. Эти двигатели рассчитаны на работу в сети переменного тока. Подмножеством коллекторных машин переменного тока КМПТ являются.

Реверсирование УКД осуществляется переключением полярности. Если двигатели переменного тока довольно просто подключаются, то с ДПТ все сложнее. Вам необходимо. Реверсирование двигателей постоянного тока. Как осуществить реверс коллекторного эл. Схема подключения коллекторного двигателя переменного тока и его. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов. Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле — это основная концепция электрических двигателей и генераторов. Вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя. Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f. Гц,p — число пар полюсов. Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками.

Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени. Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле.

При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду. Вращающееся магнитное поле. Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток. Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы ЭДС в проводнике.

В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться. Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током. Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя. По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо.

Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами. Короткозамкнутый ротор. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться.

На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из- за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из- за их разного расположения относительно поля. Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем. Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента.

Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из- за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора. Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n. Отставание ротора от вращающегося поля статора характеризуется относительной величиной s, называемой скольжением: ,где s — скольжение асинхронного электродвигателя,n.

Рассмотрим случай когда частота вращения ротора будет совпадать с частотой вращения магнитного поля статора. В таком случае относительное магнитное поле ротора будет постоянным, таким образом в стержнях ротора не будет создаваться ЭДС, а следовательно и ток.

Это значит что сила действующая на ротор будет равна нулю. Таким образом ротор будет замедляться. После чего на стержни ротора опять будет действовать переменное магнитное поле, таким образом будет расти индуцируемый ток и сила. В реальности же ротор асинхронного электродвигателя никогда не достигнет скорости вращения магнитного поля статора.

Ротор будет вращаться с некоторой скоростью которая немного меньше синхронной скорости. Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в диапазоне от 0 до 1, т. Скольжение зависит от механической нагрузки на валу двигателя и с ее ростом увеличивается. Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным скольжением. Преобразование энергии. Асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию подаваемую на обмотки статора, в механическую вращение вала ротора.

Но входная и выходная мощность не равны друг другу так как во время преобразования происходят потери энергии: на трение, нагрев, вихревые токи и потери на гистерезисе. Это энергия рассеивается как тепло. Поэтому асинхронный электродвигатель имеет вентилятор для охлаждения. Электрическая сеть трехфазного переменного тока получила наиболее широкое распространение среди электрических систем передачи энергии.

Главным преимуществом трехфазной системы по сравнению с однофазной и двухфазной системами является ее экономичность. В трехфазной цепи энергия передается по трем проводам, а токи текущие в разных проводах сдвинуты относительно друг друга по фазе на 1. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя из двигателя выходит три провода , выведены наружу выходит шесть проводов , выведены в распределительную коробку в коробку выходит шесть проводов, из коробки три.

Коллекторный двигатель переменного тока: схема подключения. Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики.

Схема подключения коллекторного двигателя переменного тока, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Область применения таких моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.

Благодаря своим компактным размерам, коллекторный двигатель получил широкое распространение в конструкциях ручного электроинструмента. Для его работы может использоваться переменный или постоянный ток. Схемы подключения и способы управления асинхронным двигателем. Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока. В этой теме необходимо понять, — как именно подключается однофазный коллекторный двигатель переменного тока, допустим, после его ремонта.

Наибольшее распространение получили коллекторные электродвигатели переменного тока. Иногда реверс осуществляется не на полную мощность, ведь крайне редко есть необходимость такого режима на полных оборотах.

Упрощенная схема подключения. Управление работой двигателя. Преимущества и недостатки. Типичные неисправности. Особенности конструкции и принцип действия. По сути, коллекторный двигатель переменного тока представляет собой достаточно специфичное устройство, обладающее всеми достоинствами машины постоянного тока и, в силу этого, обладающее схожими характеристиками.

Отличие этих двигателей состоит в том, что корпус статора мотора переменного тока для снижения потерь на вихревые токи выполняется из отдельных листов электротехнической стали. Обмотки возбуждения машины переменного тока подключаются последовательно для оптимизации работы в бытовой сети 2.

Могут быть как одно- , так и трехфазными; благодаря способности работать от постоянного и переменного тока называются ещё универсальными.


Схема реверса коллекторного двигателя постоянного тока

Изобретение асинхронного двигателя переменного тока стало еще большим шагом вперед. Электромотор лишился механически трущихся и искрящих узлов щеток и коллектора , превзойдя по бесшумности и ресурсу любой другой существовавший в то время тип привода. Независимо от конструкции, любой электродвигатель устроен одинаково: внутри цилиндрической проточки в неподвижной обмотке статоре вращается ротор, в котором возбуждается магнитное поле, приводящее к отталкиванию его полюсов от статора. Поддержание постоянного отталкивания требует либо перекоммутации обмоток ротора, как это делается на коллекторных электродвигателях, либо создания вращающегося магнитного поля в самом статоре классический пример — асинхронный трехфазный двигатель.

Подключение коллекторного двигателя переменного тока Уважаемые Реверс однофазного двигателя с коллектором осуществляется за счет.

Как осуществить реверс электродвигателя постоянного и переменного тока

Изменение направления вращения двигателей постоянного тока производится путем изменения направления тока в обмотке якоря, если остается прежним направление тока в обмотке возбуждения, или путем изменения направления тока в обмотке возбуждения, если остается прежним направление тока в обмотке якоря. Если же изменить одновременно направление тока в обмотке якоря и в обмотке возбуждения, то направление вращения двигателя не изменится. Реверсирование двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением можно производить путем изменения направления тока либо в обмотке якоря, либо в обмотке возбуждения. Реверсирование двигателей с параллельным и со смешанным возбуждением производят путем изменения направления тока в обмотке якоря. Разрыв цепей параллельных обмоток возбуждения для изменения в них направления тока может привести к пробою их изоляции вследствие возникновения в них большой э. Направление вращения ротора асинхронных двигателей зависит от направления вращения магнитного поля статора. Чтобы изменить направление вращения магнитного поля статора, нужно поменять местами два любых линейных провода, подходящих к обмотке статора двигателя. На фиг. Перемена местами проводов, соединенных с какими-либо двумя фазами статора, меняет направление вращения ротора двигателя.

Управление коллекторным двигателем и мотор-редуктором постоянного тока

Самые маленькие двигатели данного типа единицы Ватт содержат в корпусе:. Применяются, в основном, в детских игрушках, плейерах, фенах, электробритвах, аккумуляторных отвёртках и т. Двигатели мощностью в сотни Ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхполюсный статор из электромагнитов. Свойства электродвигателей во многом объясняется способом, которым обмотки статора могут подключаться относительно якоря:. В этом электродвигателе обмотка якоря подключена к основному источнику постоянного тока сети постоянного тока, генератору или выпрямителю , а обмотка возбуждения — к вспомогательному источнику.

Для электродвигателя режим работы с периодическим изменением направления вращения реверсирование является наиболее благоприятным.

Коллекторный электродвигатель

Забыли пароль? Изменен п. Расшифровка и пояснения — тут. Автор: Олег Коваль , 26 июля в Электропривод. Объясните чайнику как на коллекторном двигателе сделать реверс.

Как поменять направление вращения электродвигателя

В противном случае реализовать концепцию невозможно. Двигатели стиральных машин, пылесосов, электрического инструмента. Вызвано требованиями бесшумности. Каждый, кто слышал, как ездит маленькая машинка от батарейки, понимает. В ночное время слышно каждый шорох, коллекторный двигатель навел бы шороху. Попробуйте включить на одну-две секунды болгарку в шесть часов утра — поймете. В противном случае техника помешает спокойному сну.

Изобретение асинхронного двигателя переменного тока стало еще большим Коллекторные электродвигатели при внешнем приводе начинают работать как к самостоятельному запуску, однако имеет трудности с реверсом.

Как реверсировать однофазный двигатель

В бытовом электрооборудовании, где используются электродвигатели, как правило, устанавливаются электромашины с механической коммутацией. Такой тип двигателей называют коллекторными далее КД. Предлагаем рассмотреть различные виды таких устройств, их принцип действия и конструктивные особенности. Мы также расскажем о достоинствах и недостатках каждого из них, приведем примеры сферы применения.

Способ реверсирования однофазного коллекторного двигателя

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как сделать реверс асинхронного двигателя в однофазной сети 220 В

Мы видим из этого рисунка, что для того, чтобы изменить направление вращения двигателя, нужно изменить направление тока либо в якоре машины, либо в ее индукторе. Если же мы одновременно изменим направление обоих токов, например присоединим тот зажим машины, который раньше был соединен с положительным зажимом сети, к отрицательному и наоборот, то машина будет продолжать вращаться в прежнюю сторону. Моторчик взят от бытовой мясорубки. Направление движения нас не устраивало, пришлось его поменять Всю инфо

Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики. Схема подключения двигателя, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Универсальный Коллекторный двигатель постоянного тока Асинхронный двигатель. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Трехфазный переменный ток; Звезда и треугольник; Обозначение. Что такое коллекторный двигатель переменного и постоянного тока? Уважаемые посетители!!! Мы вновь возвращаемся в мир занимательного — как электротехника, так как считаю, что эти знания нам просто всем необходимы в нашей повседневной жизни. Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока.

Настоящее изобретение касается способа реверсирования однофазного коллекторногoi двигателя переменного тока. По,предлага емому с пособу реверсирование од нофазно го коллекторного двигателя, illycKaeMOIO по схеме репульсионного двигателя со щетками, замкнутыми на сопротивление, осуществляется тем, что производят переключение с указанной схемы па схему. Сущность изобретения поясняется чертежом, 1на IKoTlopoM изображены две принципиальные схемы включения двигателя, обеспечивающие осуществление предлагаемого способа, В схеме по фиг. Щетки коллектора.


Подключение коллекторного двигателя переменного тока

 Уважаемые посетители!!!

Мы вновь возвращаемся в мир занимательного —  как электротехника, так как считаю, что эти знания нам просто всем необходимы в нашей повседневной жизни.  

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 179
Источник: http://zapiski-elektrika.ru/prohee/podklyuchenie-kollektornogo-dvigatelya-peremennogo-toka.html

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.

Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.

Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.

На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:

  • один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
  • С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
  • С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.

Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 2166
Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/

Постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним важные моменты:

  • Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
  • Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
  • Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Ставим перед собой задачу – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 840
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/

Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока

В этой теме необходимо понять, — как именно подключается однофазный коллекторный двигатель переменного тока, допустим, после его ремонта.   Электрическая схема рис.1  дает нам представление о характере электрических соединений, то-есть, здесь мы можем заметить, что две обмотки статора электродвигателя в электрической цепи состоят в последовательном соединении, а две обмотки ротора электродвигателя относительно внешнего источника напряжения — соединены параллельно и электрическая цепь для данного примера замыкается на обмотках ротора электродвигателя. 

рис.1

Кто разбирал из нас бытовые  потребители электроэнергии как:

  • пылесос;

  • электродрель

и далее, со мной согласятся, что для  электрической схемы рис.1 недостает еще одного элемента — конденсатора.   Следовательно, к данному названию типа двигателя можно еще добавить такое название как конденсаторный электродвигатель.   Если следовать логическому мышлению, то конденсатор в схеме электродвигателя в обязательном порядке соединяется с пусковой обмоткой статора, который служит для первоначального сдвига ротора.    Соответственно мы пришли к выводу, что конденсатор  непосредственно должен состоять в последовательном соединении с пусковой обмоткой.     Для примера, приведена схема однофазного двигателя с рабочей и пусковой обмотками  статора, где  сопротивление на каждой обмотке будет принимать свое значение рис.2.  

рис.2 

В зависимости от типов асинхронных  двигателей и их применения рис.3,  существуют следующие схемы подключения к однофазной сети:

рис.3

а) омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки;

б) емкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором;

в) емкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором;

г) емкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором.

В схемах указаны следующие обозначения:

  • А — рабочая обмотка;

  • В — пусковая обмотка;

  • Ср — рабочий конденсатор;

  • Сп — пусковой конденсатор.

Перед подключением коллекторного однофазного двигателя, необходимо определить:

  • рабочую;
  • пусковую

обмотки статора.   Конденсатор,  с  его номинальными значениями по емкости и напряжению, и  соответствующими данными для определенного типа двигателя,  следует подключать к пусковой обмотке статора — последовательно.   Сопротивление обмоток статора принимает следующие средние значения:

  • рабочая обмотка 10-13 Ом;
  • пусковая обмотка 30-35 Ом;
  • общее сопротивление обмоток 40-45 Ом,

— для некоторых видов бытовой техники.   Выполняя замеры сопротивлений на выводах проводов обмоток статора   можно определить пусковую обмотку с ее средним значением.    То-есть,  сопротивление пусковой обмотки принимает среднее значение между рабочей обмоткой и общим сопротивлением двух обмоток — рабочей и пусковой.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 2765
Источник: http://zapiski-elektrika.ru/prohee/podklyuchenie-kollektornogo-dvigatelya-peremennogo-toka.html

Вариант 1: переподключение рабочей намотки

Чтобы изменить направление вращения двигателя, можно только поменять местами начало и конец рабочей (постоянной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно подумать, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и переворачивать ее. Этого делать не нужно, потому что достаточно поработать с контактами снаружи:

  1. Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
  2. Вы увидите, что к этой паре подсоединены две линии: фаза и ноль. При отключенном двигателе произведите реверс путем перекидывания фазы с начального контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на начальный. Или наоборот.

В результате получаем схему, где точки С и D меняются между собой местами. Теперь ротор асинхронного двигателя будет вращаться в другую сторону.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 927
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/

Управление коллекторным двигателем — без реостата

Для управления коллекторным двигателем — без реостата, вполне подойдет пакетный переключатель, с помощью которого осуществляется переключение контактной группы —  в  переключателе рис.4. 

рис.4

В этом примере, в зависимости от переключения позиции,  будет изменяться направление вращения ротора электродвигателя, работа осуществляется с  постоянной скоростью и оборотами двигателя, изменяется только полярность обмоток статора.

 

переключатель кулачковый пакетный

Для управления скоростью вращения ротора электродвигателя,  можно воспользоваться симисторным регулятором скорости вращения.   Данное электроустановочное изделие как и все остальные, подбирается с учетом номинальных значений по силе тока и напряжению,  — учитывается подключаемая нагрузка мощность потребителя электрической энергии.

рис.5

Мощность потребителя, как наглядно видно из формулы рис.5,  это произведение силы тока и напряжения.   Для чего вообще необходимо проводить преварительные вычисления?   Нагрузка, как известно нам, подключается через автомат защитного отключения.   Чтобы установить и подключить автомат защитного отключения, принимается во внимание расчет по силе тока нагрузки рис.6.

рис.6

симисторный регулятор скорости вращения электродвигателя

В кратце, чтобы представить —  что из себя представляет симисторный регулятор,  опять-же нужно вспомнить основы электроники.    Симистор, состоящий в схеме управления, выполняет функцию регулирующего элемента — для питания электродвигателя рис.7.

 рис.7

На рисунке показаны выводы симистра:

При поступлении импульса на вход G — симистор открывается рис.8,  то-есть,  выполняет роль электронного ключа — для питания электродвигателя.

На фотоснимке показано изображение электронного модуля управления.   Электронный модуль управления встречается в стиральных машинах-автомат, работающих в заданом, автоматическом режиме.

 

электронный модуль управления стиральной машины индезит

Подключение коллекторного двигателя — через реостат

 рис.9

В этом схематическом изображении рис.9 показано подключение нагрузки к выводным клеммам генератора через реостат.   Нагрузкой здесь является электрическая лампа накаливания.   Реостат в электрической схеме состоит в последовательном соединении, нагрузка лампочка соединена в схеме параллельно.   Таким-же образом, вместо данной нагрузки можно подключить коллекторный двигатель, работающий от источников электрической энергии, таких как:

либо от внешнего источника энергии, то-есть, от электрической сети.   При подключении коллекторного двигателя нужно принимать во внимание электрическую схему обмоток статора, тип двигателя, как допустим для следующей схемы рис.10.

 рис.10

Электрическая схема представляет из себя схему универсального коллекторного двигателя, где двигатель может работать как от переменного так и от постоянного тока.

В свое время мною было изготовлено определенное количество электрических наждаков, электрические двигатели монтировались на платформу с последующим подключением, на вал ротора закреплялась насадка для установки наждачного круга, поэтому, в своей практике приходилось подключать различные типы электродвигателей.

 наждачный круг

Приведенный пример по электрическим наждакам, — тема довольно-таки тоже занимательная и полезная для наших бытовых нужд. 

  Остается пожелать Вам успешного проведения ремонта для различных видов  бытовой техники.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3504
Источник: http://zapiski-elektrika.ru/prohee/podklyuchenie-kollektornogo-dvigatelya-peremennogo-toka.html

Вариант 2: переподключение пусковой намотки

Второй способ организовать реверс асинхронного мотора 220 Вольт – поменять местами начало и конец пусковой обмотки. Делается это по аналогии с первым вариантом:

  1. Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
  2. Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 694
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/

Страницы

Реверс коллекторного двигателя

При использовании такого переключателя как на фото

есть более наглядная схема подключения реверса, может кому-нибудь поможет.

8 :

А есть схема электронного реверса ?

В идеале конечно нужно так сделать, но я пока не делал

добрый день. А принципиальна переполюсовка именно статора? Или можно такое же проделать с ротором? Просто вчера игрался с переключением направления вращения и не вывев скорость в ноль просто выключил этим переключателем. Дождался остановки двигателя а после включения реверса произошел пробой симистора. Обороты перестали регулироваться хоть и не выходили на полную мощность. После замены все нормализовалось. Вот и думаю теперь о причинах.

Я думаю, что не принципиально ( ротора или статора)

Одним из главных инструментов самодельщика является электродрель, и от ее конструкции и удобства, зависят скорость работы и качество. Есть у меня электродрель советского производства, которая служит верой и правдой много лет. Металлический корпус редуктора и подшипники в редукторе сделали её почти не убиваемой! Мои друзья, пользующиеся современными дрелями зарубежного производства, за это время, поменяли уже по несколько штук.

Но! Есть у неё небольшой недостаток: она не имеет реверса, который очень нужен при некоторых работах, особенно при нарезании резьбы машинными метчиками. Несколько лет назад, решил избавить её от этого недостатка и мне удалось решить эту проблему гораздо лучше, чем это реализовано в дрелях заводского производства в которых переключатель реверса, находится над кнопкой пуска.

Я установил кнопку для переключения в режим реверса в тыльной части электродрели. Если сравнить с пистолетом, то она расположилась примерно в районе курка. Кнопка эта представляет из себя сдвоенный микро-переключатель с перекидными контактами. Переключатель имеет высокую надёжность, маленькие габариты и длительный срок службы. Подобные устройства имели два варианта исполнения, в виде кнопки и в виде тумблера с переключающими контактами и устанавливались в аппаратуре военного назначения, а также в профессиональной измерительной аппаратуре промышленного назначения.

Почему я поставил кнопку, а не тумблер? Потому, что мне показалось, так будет намного удобнее работать, ведь режим реверса приходится включать на непродолжительное время и нажать мягкую кнопку большим пальцем, гораздо проще чем дёргать рычаг переключателя. В последствии этот вариант себя полностью оправдал. Но вы можете поставить и тумблер — дело вкуса.

Схема реверса мотора

Чтобы осуществить реверс коллекторного двигателя надо механически поменять местами концы статорной обмотки двигателя, для этого нужен переключатель с двумя группами переключающих контактов. При нажатии кнопки реверса, щётки подключаются к противоположным обмоткам статора. Естественно, кнопку реверса нужно нажимать только после полной остановке двигателя, а то поломаете редуктор.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 2897
Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечены коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

  1. Снимают конденсатор с начального вывода А;
  2. Подсоединяют его к конечному выводу D;
  3. От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Посмотрите на рисунок выше. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

  • Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
  • Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
  • Эти провода изготовлены из одного и того же материала.

Все эти величины влияют на сопротивление. Оно у обмоток должно быть постоянным. Если вдруг длина или толщина проводов отличаются друг от друга, то после того, как вы организуете реверс, окажется, что сопротивление рабочей намотки станет таким же, как было раньше у пусковой, и наоборот. Это может стать и причиной того, что мотор не сможет запуститься.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Осуществить реверс асинхронного мотора 220В просто, если концы обмоток отводятся из корпуса наружу. Сложнее его организовать, когда выводов всего три. Рассмотренный нами третий способ реверсирования подходит только для кратковременного включения двигателя в сеть. Если работа с обратным вращением обещает быть продолжительной, то мы рекомендуем вскрыть коробку для переключения методами, описанными в 1 и 2 варианте: так безопасно для агрегата, и сохраняется КПД.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 2761
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/

Перейдём к реконструкции

Разобрав дрель, определил место для установки кнопки и круглым напильником выпилил в корпусе отверстие для установки кнопки, подпаял к контактам кнопки провода необходимой длинны и приступил к перекоммутации соединений. Дело в том, что в дрели установлен курок с тиристорным регулятором скорости вращения и при модернизации, это нужно учитывать.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 372
Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/

Смотрите подробности на видео

Таким образом переделать на реверс можно практически любой электроинструмент. Ну вот и всё — дрель собрана и прекрасно работает!

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 159
Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/

Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 17264
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:
  1. https://moreremonta.info/strojka/kak-sdelat-revers-na-kollektornom-dvigatele/: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 5594 (32%)
  2. http://zapiski-elektrika.ru/prohee/podklyuchenie-kollektornogo-dvigatelya-peremennogo-toka.html: использовано 3 блоков из 3, кол-во символов 6448 (37%)
  3. http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/kak-pomenyat-vrashhenie-na-odnofaznom-dvigatele/: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 5222 (30%)

Беспроводной реверс трехфазного двигателя в однофазной сети / Хабр

Один из читателей нашей рассылки обратился к нам с вопросом: можно ли с помощью двухканального модуля MP325M управлять трех фазным двигателем в однофазной сети?

Собственно ничего сложного в этом нет. Для реверса двигателя постоянного тока необходимо перекидывать положительную линию питания. Для реверса трехфазного двигателя переменного тока необходимо переключать питание конденсатора с одного полюса питающего напряжения на другой.

Что представляет собой MP325M? Это двухканальный беспроводной приемник диапазона 433 МГц, с передатчиком в виде брелка. Как видно из фотографии приемник поставляется без корпуса. На плате приемника имеется кнопка для добавления/удаления брелков и три светодиода. Зеленый светодиод информирует о нажатие кнопок на пульте. Два красных светодиода информируют о состояние реле ВКЛ/ОТКЛ. Два силовых реле имеют возможность управления нагрузками с рабочим напряжением 250В и мощностью до 2200Вт. Питается приемник напряжением 12В.

Реле имеют два режима работы кнопка и триггер. Нам нужен будет режим кнопка.

На корпусе передатчика имеется индикация нажатия кнопок, по которой можно определить о необходимости замены элемента питания. Работает передатчик от широко распространенного 12В элемента питания типа 27А и сохраняет работоспособность до напряжения 6В.

Дальность комплекта в прямой видимости составляет 100 метров, чего с лихвой хватает для такого управления. Передатчик с приемником общается с помощью цифрового сигнала имеющего 1048576 комбинационный код, что гарантированно исключает ложное срабатывание от помех и других передающих устройств на данной частоте.

Схему подключения двигателя лебедки можно увидеть на рисунке ниже:

1. блок пускателя;
2. катушка управления пускателем;
3. контакт теплового реле;
4. тепловое реле;
5. силовые контакты пускателя;
6. беспроводной модуль управления MP325M
7. источник питания 12В PW1245

Алгоритм работы управления получился простым. Нажав и удерживая первую кнопку, лебедка начинает разматывать трос. Отпускаем первую кнопку и ждем полной остановки двигателя. Нажимаем вторую кнопку, трос начинает сматываться. Если необходимо поменять местами кнопки управления, просто поменяйте местами подключение сиреневого и зеленого провода.

Хочу обратить ваше внимание. Данная схема не имеет электронного тормоза, поэтому, во избежание больших пусковых токов при эксплуатации лебедки, необходимо дождаться полной остановки вращения вала двигателя и только тогда осуществлять реверс.

Данное управление можно с успехом применить в управлении лебедкой и других решениях, где применяется электродвигатель переменного тока.

Возможно, кто-то захочет повторить или улучшить данное решение. А может быть, предложит свое.

п.с. В публикации описывалось подключение асинхронного двигателя включенного в схеме треугольник. В таком включении мощность может достигать до 70% от номинальной. При этом два вывода подключаются непосредственно к однофазной сети 220В, а третий через конденсатор в зависимости от направления вращения.

Автор: Рублев Владимир

Частота вращения ротора коллекторного электродвигателя зависит от

Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики. Схема подключения двигателя, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Область применения таких моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.

  • Особенности конструкции и принцип действия
  • Упрощенная схема подключения
  • Управление работой двигателя
  • Преимущества и недостатки
  • Типичные неисправности

Особенности конструкции и принцип действия

По сути, коллекторный двигатель представляет собой достаточно специфичное устройство, обладающее всеми достоинствами машины постоянного тока и, в силу этого, обладающее схожими характеристиками. Отличие этих двигателей состоит в том, что корпус статора мотора переменного тока для снижения потерь на вихревые токи выполняется из отдельных листов электротехнической стали. Обмотки возбуждения машины подключаются последовательно для оптимизации работы в бытовой сети 220в.

Могут быть как одно-, так и трехфазными; благодаря способности работать от постоянного и переменного тока называются ещё универсальными. Кроме статора и ротора конструкция включает щеточно-коллекторный механизм и тахогенератор. Вращение ротора в коллекторном электродвигателе возникает в результате взаимодействия тока якоря и магнитного потока обмотки возбуждения. Через щетки ток подается на коллектор, собранный из пластин трапецеидального сечения и является одним из узлов ротора, последовательно соединенного с обмотками статора.

В целом принцип работы коллекторного мотора можно наглядно продемонстрировать с помощью известного со школы опыта с вращением рамки, помещенной между полюсами магнитного поля. Если через рамку протекает ток, она начинает вращаться под действием динамических сил. Направление движения рамки не меняется при изменении направления движения тока в ней.

Последовательное подсоединение обмоток возбуждения дает большой максимальный момент, но появляются большие обороты холостого хода, способные привести к преждевременному выходу механизма из строя.

Упрощенная схема подключения

Типовая схема подключения может предусматривать до десяти выведенных контактов на контактной планке. Ток от фазы L протекает до одной из щеток, затем передается на коллектор и обмотку якоря, после чего проходит вторую щетку и перемычку на обмотки статора и выходит на нейтраль N. Такой способ подключения не предусматривает реверс двигателя вследствие того, что последовательное подсоединение обмоток ведет к одновременной замене полюсов магнитных полей и в результате момент всегда имеет одно направление.

Направление вращения в этом случае можно изменить, только поменяв местами выхода обмоток на контактной планке. Включение двигателя «напрямую» выполняется только с подсоединенными выводами статора и ротора (через щеточно-коллекторный механизм). Вывод половины обмотки используется для включения второй скорости. Следует помнить, что при таком подключении мотор работает на полную мощность с момента включения, поэтому эксплуатировать его можно не более 15 секунд.

Управление работой двигателя

На практике используются двигатели с различными способами регулирования работы. Управление коллекторным мотором может осуществляться с помощью электронной схемы, в которой роль регулирующего элемента выполняет симистор, «пропускающий» заданное напряжение на мотор. Симистор работает, как быстросрабатывающий ключ, на затвор которого приходят управляющие импульсы и открывают его в заданный момент.

В схемах с использованием симистора реализован принцип действия, основанный на двухполупериодном фазовом регулировании, при котором величина подаваемого на мотор напряжения привязана к импульсам, поступающим на управляющий электрод. Частота вращения якоря при этом прямо пропорциональна приложенному к обмоткам напряжению. Принцип работы схемы управления коллекторным двигателем упрощенно описывается следующими пунктами:

  • электронная схема подает сигнал на затвор симистора;
  • затвор открывается, по обмоткам статора течет ток, придавая вращение якорю М двигателя;
  • тахогенератор преобразует в электрические сигналы мгновенные величины частоты вращения, в результате формируется обратная связь с импульсами управления;
  • в результате ротор вращается равномерно при любых нагрузках;
  • реверс электродвигателя осуществляется с помощью реле R1 и R

Помимо симисторной существует фазоимпульсная тиристорная схема управления.

Преимущества и недостатки

К неоспоримым достоинствам таких машин следует отнести:

  • компактные габариты;
  • увеличенный пусковой момент; «универсальность» — работа на переменном и постоянном напряжении;
  • быстрота и независимость от частоты сети;
  • мягкая регулировка оборотов в большом диапазоне с помощью варьирования напряжения питания.

Недостатком этих двигателей принято считать использование щеточно-коллекторного перехода, который обуславливает:

  • снижение долговечности механизма;
  • искрение между и коллектором и щетками;
  • повышенный уровень шумов;
  • большое количество элементов коллектора.

Типичные неисправности

Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором наблюдается искрение даже при работе нового двигателя. Сработанные щетки следует заменить для предотвращения более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может произойти межвитковое замыкание обмоток якоря или статора, в результате которого происходит значительное падение магнитного поля или сильное искрение коллекторно-щеточного перехода.

Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя может грамотная эксплуатация устройства и профессионализм изготовителя в процессе сборки изделия.

Источник: electricvdele.ru

Коллекторный двигатель: Устройство, виды и принцип работы

Большое количество оборудования имеет силовые установки, работающие от электрической сети питания. Коллекторный двигатель это силовая установка, преобразующая электрическую энергию в физическую силу. Отличие коллекторного двигателя от бесколлекторного состоит в наличии коллекторно-щеточного узла.

Виды коллекторных двигателей

В зависимости от источника тока, к которому подключается мотор, коллекторные установки делят на два вида:

  • Работающий от источника постоянного тока. Используются в автомобилях, самоходной технике, детских игрушках и т.д. Отличаются простотой конструкции. Подключаются только к источнику постоянного тока;
  • Универсальный коллекторный двигатель. Работает как от постоянного, так и от переменного тока. Применяется в бытовых электрических приборах.

СПРАВКА: Универсальный коллекторный силовой агрегат отличается простотой конструкции и небольшими габаритно массовыми параметрами. Благодаря этому может быть использован в качестве силовой установки ручного инструмента.

В зависимости от максимальной мощности силовые установки делятся на три типа:

  1. Небольшой мощности. Используются в детских игрушках, аудио – видеотехнике и т.д. Напряжение питания таких установок составляет от 1.5 до 9 Вольт. Оси якоря устанавливаются на специализированные втулки. Они играют роль подшипников скольжения. Токопроводящие щетки выполнены в виде двух пластин;
  2. Средней мощности. Якорь устанавливается на втулках или подшипниках. Применяются на автомобильной и самоходной технике. Напряжение питания составляет от 12 до 24 вольта;
  3. Высокой мощности. Отличаются высокими показателями мощности и наличием электрических магнитов.

Устройство коллекторного двигателя

Для того чтобы понять как работает коллекторный двигатель, необходимо разобраться в его конструкции. Независимо от вида силового агрегата он состоит из следующих основных элементов:

  • Якорь. Состоит из металлического вала, на который установлены обмотки. Вал устанавливается на подшипниках скольжения или качения в корпусе мотора. Якорь является движущейся частью мотора, которая передаёт крутящий момент к необходимому оборудованию;
  • Коммутатор (коллектор). Необходим для определения положения якоря. Располагается на роторе. Выполнен в виде медных контактов трапециевидного сечения;

  • Щётки. Изготовлены из графита. Щетки используются для подачи напряжения к обмоткам ротора;
  • Держатели щёток. Изготавливаются из металла или пластика. Держатели щёток устанавливаются на корпус мотора при помощи не проводящих ток прокладок. Такая конструкция исключает подачу напряжения на корпус мотора;

ВАЖНО: Щётки или держатели оснащаются пружинами. Они необходимы для прижимания щетки к коллектору во время работы силовой установки.

  • Подшипники. На небольших моторах используются пластиковые или металлические втулки. Мотор оборудован двумя подшипниками. Они необходимы для нормального вращения вала якоря;
  • Сердечник статора. Изготавливается из большого количества металлических пластин;
  • Обмотки. Необходимы для создания магнитного поля.

Принцип работы коллекторного двигателя

Коллекторный двигатель переменного тока 220 Вольт и мотор постоянного тока, преобразуют электрическую энергию в физическую силу. Создание физической силы осуществляется путём раскручивания якоря, установленного на двух подшипниках в корпусе мотора.

Ротор и статор силового агрегата имеют обмотки. Они изготовлены из провода. Во избежание замыкание витков обмотки между собой провод выполнен в изолирующей оболочке. Напряжение подается на обмотку статора при помощи провода.

Якорь коллекторного мотора подвижный. Для передачи напряжения на обмотку якоря используется коллектор.

Он выполнен в виде медных контактов. На них передаётся напряжение через графитовые щетки. Такая конструкция позволяет передавать напряжение на обмотку якоря независимо от скорости его вращения.

При прохождении электрического тока через обмотки возникает магнитное поле. Обмотка якоря имеет магнитное поле противоположной полярности полю обмотки статора. Под воздействием электромагнитных полей разной полярности якорь двигателя начинает вращаться.

ВНИМАНИЕ: Коллекторный двигатель может быть использован в качестве генератора постоянного тока.

Варианты обмоток возбуждения

Подключить коллекторный двигатель постоянного тока можно несколькими способами. Возбуждение мотора зависит от способа подключения обмоток.

  • Независимое подключение. Обмотки мотора постоянного тока подключаются отдельно. Для подключения используется два источника постоянного тока. Обмотка статора оснащается реостатом. Он необходим для установки необходимой частоты вращения ротора. Обмотка ротора оборудуется пусковым реостатом. Он нужен для контроля над силой тока в обмотке ротора при запуске силовой установки;
  • Параллельное подключение. Питание обмоток якоря и статора осуществляется от одного и того же источника питания. Обмотки оснащены регуляторами;
  • Последовательно-соединенное. Электродвигатель такой конструкции имеет обмотку статора, последовательно подключенную с обмоткой якоря. Ротор может быть оснащен регулятором, необходимым для ограничения силы тока при запуске. Статор оснащается реостатом, регулирующим в частоту вращения вала.

ВАЖНО: Использование коллекторного мотора с последовательным подключением без нагрузки, может привести к выходу его из строя.

  • Смешанное возбуждение. Данная конструкция использует две катушки подключенные параллельно, и последовательно одновременно.

Преимущества и недостатки коллекторного двигателя

Однофазный коллекторный двигатель переменного тока или аналогичный работающий от источника постоянного тока имеют плюсы и минусы.

  1. Однофазный мотор коллекторного типа ( универсальный), можно подключить к любой сети питания. Такая конструкция позволяет использовать мотор от источника питания переменного тока, без использования выпрямителей;
  2. В отличие от бесколлекторных двигателей, модели с коллекторами имеют небольшие размеры. Это позволяет использовать силовые установки для монтажа на электрический инструмент, детские игрушки, и т.п;
  3. Небольшая сила тока при запуске. Позволяет использовать моторы от бытовой сети питания;
  4. Простота регулировки вращения вала ротора. Для управления оборотами применяется реостат. При выходе из строя регулятора, мотор останется работоспособным;
  1. Необходимость регулярного обслуживания. Графитовые щетки при длительной работе стираются. Необходимо вовремя менять щетки на новые. Нарушение этого правила может привести к выходу из строя коллектора;
  2. Отсутствие стабильности показателей мощности. При изменении нагрузки на якорь показатели мощности силового агрегата могут изменяться.

Возможные поломки и способы их ремонта

В результате работы коллекторного двигателя могут возникнуть неисправности. Большинство из них самостоятельно сможет устранить человек не имеющий специализированных технических знаний и оборудования. Ниже представлены наиболее часто возникающие неисправности.

Повышенный шум при работе узла. Сильный уровень шума при работе мотора может свидетельствовать о выходе из строя подшипников, на которые установлен якорь.

При выходе из строя подшипников качения необходимо заменить изношенные детали новыми.

Износ щёток. Критическая изношенность щёток сопровождается повышенным уровнем шума при работе. Несвоевременная замена может привести к поломке коллектора. При возникновении неисправности необходимо заменить графитовые щётки. При выборе щёток необходимо обратить внимание на их толщину. Новые детали не должны застревать в держателях.

Отсутствие вращения якоря при подключении мотора к сети питания. Отсутствие вращения может возникнуть в результате обрыва цепи питания. Обрыв может произойти в результате поломки пружины прижимающей щётку к коллектору или при обрыве провода. При поломке пружины необходимо заменить ее новой деталью. При обрыве провода необходимо восстановить его целостность.

Отсутствие вращения ротора может возникнуть в результате выхода из строя предохранителя. Для восстановления работоспособности необходимо установить новый предохранитель. Перед установкой предохранителя необходимо определить причину, по которой старое устройство вышло из строя. После устранения причины можно установить предохранитель и провести испытание двигателя.

Отсутствие регулировки вращения вала якоря. После запуска агрегат работает на максимальных оборотах. Такая неисправность возникает в результате поломки реостата. Для восстановления работоспособности двигателя необходимо заменить регулятор.

Медленное вращение ротора. Снижение частоты вращения вала может возникнуть в результате низкого напряжения в сети питания. Необходимо проверить напряжение. Снижение оборотов якоря может быть спровоцировано высокой нагрузкой. Необходимо снизить нагрузку на якорь.

Из вышеперечисленного следует, что коллекторный мотор преобразовывает электрическую энергию в физическую силу. Для передачи напряжения к обмоткам якоря используются щётки. Моторы отличаются простотой конструкции и небольшими габаритно массовыми параметрами.

Источник: toptexnik.ru

Коллекторный двигатель постоянного и переменного тока

В бытовом электрооборудовании, где используются электродвигатели, как правило, устанавливаются электромашины с механической коммутацией. Такой тип двигателей называют коллекторными (далее КД). Предлагаем рассмотреть различные виды таких устройств, их принцип действия и конструктивные особенности. Мы также расскажем о достоинствах и недостатках каждого из них, приведем примеры сферы применения.

Что такое коллекторный двигатель?

Под таким определением подразумевается электромашина, преобразовывающая электроэнергию в механическую, и наоборот. Конструкция устройства предполагает наличие хотя бы одной обмотки подсоединенной к коллектору (см. рис. 1).

Рисунок 1. Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)

В КД данный элемент конструкции используется для переключения обмоток и в качестве датчика, позволяющего определить положение якоря (ротора).

Классифицировать данные устройства принято по типу питания, в зависимости от этого различают две группы КД:

  1. Постоянного тока. Такие машины отличаются высоким пусковым моментом, плавным управлением частоты вращения и относительно простой конструкцией.
  2. Универсальные. Могут работать как от постоянного, так и переменного источника электроэнергии. Отличаются компактными размерами, невысокой стоимостью и простотой управления.

Первые, делятся на два подвида, в зависимости от организации индуктора он может быть на постоянных магнитах или специальных катушках возбуждения. Они служат для создания магнитного потока, необходимого для образования вращательного момента. КД, где используются катушки возбуждения, различают по типам обмоток, они могут быть:

  • независимыми;
  • параллельными;
  • последовательными;
  • смешанными.

Разобравшись с видами, рассмотрим каждый из них.

КД универсального типа

На рисунке ниже представлен внешний вид электромашины данного типа и ее основные элементы конструкции. Данное исполнение характерно практически для всех КД.

Конструкция универсального коллекторного двигателя

Обозначения:

  • А – механический коммутатор, его также называют коллектором, его функции были описаны выше.
  • В – щеткодержатели, служат для крепления щеток (как правило, из графита), через которые напряжение поступает на обмотки якоря.
  • С – Сердечник статора (набирается из пластин, материалом для которых служит электротехническая сталь).
  • D – Обмотки статора, данный узел относится к системе возбуждения (индуктору).
  • Е – Вал якоря.

У устройств данного типа, возбуждение может быть последовательным и параллельным, но поскольку последний вариант сейчас не производят, мы его не будем рассматривать. Что касается универсальных КД последовательного возбуждения, то типовая схема таких электромашин представлена ниже.

Схема универсального коллекторного двигателя

Универсальный КД может работать от переменного напряжения благодаря тому, что когда происходит смена полярности, ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление. В результате этого вращательный момент не изменяет своего направления.

Особенности и область применения универсальных КД

Основные недостатки данного устройства проявляются при его подключении к источникам переменного напряжения, что отражается в следующем:

  • снижение КПД;
  • повышенное искрообразование в щеточно-коллекторном узле, и как следствие, его быстрый износ.

Ранее КД широко применялись, во многих бытовых электроприборах (инструмент, стиральные машины, пылесосы и т.д.). На текущий момент производители практически престали использовать данный тип двигателей отдав предпочтение безколлекторным электромашинам.

Теперь рассмотрим коллекторные электромашины, работающие от источников постоянного напряжения.

КД с индуктором на постоянных магнитах

Конструктивно такие электромашины отличаются от универсальных тем, что вместо катушек возбуждения используются постоянные магниты.

Конструкция коллекторного двигателя на постоянных магнитах и его схема

Этот вид КД получил наибольшее распространение по сравнению с другими электромашинами данного типа. Это объясняется невысокой стоимостью вследствие простоты конструкции, простым управлением скорости вращения (зависит от напряжения) и изменением его направления (достаточно изменить полярность). Мощность двигателя напрямую зависит от напряженности поля, создаваемого постоянными магнитами, что вносит определенные ограничения.

Основная сфера применения – маломощные приводы для различного оборудования, часто используется в детских игрушках.

КД на постоянных магнитах с игрушки времен СССР

К числу преимуществ можно отнести следующие качества:

  • высокий момент силы даже на низкой частоте оборотов;
  • динамичность управления;
  • низкая стоимость.

Основные недостатки:

  • малая мощность;
  • потеря магнитами своих свойств от перегрева или с течением времени.

Для устранения одного из основных недостатков данных устройств (старения магнитов) в системе возбуждения используются специальные обмотки, перейдем к рассмотрению таких КД.

Независимые и параллельные катушки возбуждения

Первые получили такое название вследствие того, что обмотки индуктора и якоря не подключаются друг к другу и запитываются отдельно (см. А на рис. 6).

Рисунок 6. Схемы КД с независимой (А) и параллельной (В) обмоткой возбуждения

Особенность такого подключения заключается в том, что питание U и UK должны отличаться, в противном случае н возникнет момент силы. Если невозможно организовать такие условия, то катушки якоря и индуктора подключается параллельно (см. В на рис. 6). Оба вида КД обладают одинаковыми характеристиками, мы сочли возможным объединить их в одном разделе.

Момент силы у таких электромашин высокий при низкой частоте вращения и уменьшается при ее увеличении. Характерно, что токи якоря и катушки независимы, а общий ток является суммой токов, проходящих через эти обмотки. В результат этого, при падении тока катушки возбуждения до 0, КД с большой вероятностью выйдет из строя.

Сфера применения таких устройств – силовые установки с мощностью от 3 кВт.

Положительные черты:

  • отсутствие постоянных магнитов снимает проблему их выхода из строя с течением времени;
  • высокий момент силы на низкой частоте вращения;
  • простое и динамичное управление.

Минусы:

  • стоимость выше, чем у устройств на постоянных магнитах;
  • недопустимость падения тока ниже порогового значения на катушке возбуждения, поскольку это приведет к поломке.

Последовательная катушка возбуждения

Схема такого КД представлена на рисунке ниже.

Схема КД с последовательным возбуждением

Поскольку обмотки включены последовательно, то ток в них будет равным. В результате этого, когда ток в обмотке статора становится меньше, чем номинальный (это происходит при небольшой нагрузке), уменьшается мощность магнитного потока. Соответственно, когда нагрузка увеличивается, пропорционально увеличивается мощность потока, вплоть до полного насыщения магнитной системы, после чего эта зависимость нарушается. То есть, в дальнейшем рост тока в обмотке катушки якоря не приводит к увеличению магнитного потока.

Указанная выше особенность проявляется в том, что КД данного типа непозволительно запускать при нагрузке на четверть меньше номинальной. Это может привести к тому, что ротор электромашины резко увеличит частоту вращения, то есть, двигатель пойдет «в разнос». Соответственно, такая особенность вносит ограничения на сферу применения, например, в механизмах с ременной передачей. Это связано с тем, что при ее обрыве электромашина начинает работать в холостом режиме.

Указанная особенность не распространяется на устройства, чья мощность менее 200 Вт, для них допустимы падения нагрузки вплоть до холостого режима работы.

Преимущества КД с последовательной катушкой, такие же, как у предыдущей модели, за исключением простоты и динамичности управления. Что касается минусов, то к ним следует отнести:

  • высокую стоимость в сравнении с аналогами на постоянных магнитах;
  • низкий уровень момента силы при высокой частоте оборотов;
  • поскольку обмотки статора и возбуждения подключены последовательно, возникают проблемы с управлением скоростью вращения;
  • работа без нагрузки приводит к поломке КД.

Смешанные катушки возбуждения

Как видно из схемы, представленной на рисунке ниже, индуктор на КД данного типа обладает двумя катушками, подключенных последовательно и параллельно обмотке ротора.

Схема КД со смешанными катушками возбуждения

Как правило, одна из катушек обладает большей намагничивающей силой, поэтому она считается, как основная, соответственно, вторая – дополнительная (вспомогательная). Допускается встречное и согласованное включение катушек, в зависимости от этого интенсивность магнитного потока соответствует разности или сумме магнитных сил каждой обмотки.

При встречном включении характеристики КД становятся близкими к соответствующим показателям электромашин с последовательным или параллельным возбуждением (в зависимости от того, какая из катушек является основной). То есть, такое включение актуально, если необходимо получить результат в виде неизменной частоты оборотов или их увеличению при возрастании нагрузки.

Согласованное включение приводит к тому, что характеристики КД будут соответствовать среднему значению показателями электромашин с параллельными и последовательными катушками возбуждения.

Единственный недостаток такой конструкции – самая высокая стоимость в сравнении с другими типами КД. Цена оправдывается благодаря следующими положительными качествами:

  • не устаревают магниты, за отсутствием таковых;
  • малая вероятность выхода из строя при нештатных режимах работы;
  • высокий момент силы на низкой частоте вращения;
  • простое и динамичное управление.

Источник: www.asutpp.ru

Частота вращения ротора асинхронного двигателя

Читайте также:

  1. A — Статья ID ДВИГАТЕЛЯ/VIN Tex
  2. A — Статья ID ДВИГАТЕЛЯ/VIN Tex
  3. B. Построение второй детали – оси вращения колес
  4. U–образные и рабочие характеристики синхронного двигателя
  5. Аллотропия или полиморфные превращения.
  6. АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
  7. Вероятность события. Частота события
  8. Влияние строения углеводородов, давления и температуры на фазовые превращения газоконденсатных систем.
  9. Возможности предотвращения войны в современную эпоху
  10. ВОЗНИКНОВЕНИЕ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ДВИГАТЕЛЯ
  11. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ.
  12. Время запуска двигателя меньше 4с.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Из этого выражения следует, что частоту вращения ротора асинхронного двигателя можно регулировать изменением какой — либо из трех величин: скольжения s, частоты тока в обмотке ста­тора f1 или числа полюсов в обмотке статора 2р.

Регулирование частоты вращения изменением скольжения sвозможно тремя способами: изменением подводимого к обмотке статора напряжения, нарушением симметрии этого напряжения и изменением активного сопротивления обмотки ротора.

Регулировка частоты вращения изменением скольжения про­исходит только в нагруженном двигателе. В режиме холостого хода скольжение, а следовательно, и частота вращения остаются практически неизменными.

Регулирование частоты вращения изменением подводи­мого напряжения.Возможность этого способа регулирования подтверждается графиками М = f(s), построенными для разных значений U1 (см. рис. 13.5). При неизменной нагрузке на валу дви­гателя увеличение подводимого к двигателю напряжения вызыва­ет рост частоты вращения. Однако диапазон регулирования часто­ты вращения получается небольшим, что объясняется узкой зоной устойчивой работы двигателя, ограниченным значением критиче­ского скольжения и недопустимостью значительного превышения номинального значения напряжения. Последнее объясняется тем, что с превышением номинального напряжения возникает опас­ность чрезмерного перегрева двигателя, вызванного резким увели­чением электрических и магнитных потерь. В то же время с уменьшением напряжения U1двигатель утрачивает перегрузочную способность, которая, как известно, пропорциональна квадрату напряжения сети (см. § 13.2).

Подводимое к двигателю напряжение изменяют либо регули­ровочным автотрансформатором, либо реакторами, включаемыми в разрыв линейных проводов.

Узкий диапазон регулирования и неэкономичность (необхо­димость в дополнительных устройствах) ограничивают область применения этого способа регулирования частоты вращения.

Регулирование частоты вращения нарушением симметрии подводимого напряжения.При нарушении симметрии подводи­мой к двигателю трехфазной системы напряжения вращающееся поле статора становится эллиптическим (см. § 9.4). При этом поле приобретает обратную составляющую (встречное поле), которая создает момент Мобр, направленный встречно вращающему момен­ту Мпр. В итоге результирующий электромагнитный момент двига­теля уменьшается (М = Мпр — Мобр).

Механические характеристики двигателя при этом способе регу­лирования располагаются в зоне между характеристикой при симмет­ричном напряжении (рис. 15.10, а, кривая 1) и характеристикой при однофазном питании дви­гателя (кривая 2) — пределом несимметрии трехфазного напряжения.

Для регулировки не­симметрии подводимого напряжения можно в цепь одной из фаз включить однофазный регулировоч­ный автотрансформатор (AT) (рис. 15.10, б). При уменьшении напряжения па выходе AT несиммет­рия увеличивается и частота вращения ротора уменьшается. Недостатками этого способа регулирования являются узкая зона

Рис. 15.10. Механические характеристики (а) и схема включения (б) асинхронного двигателя при регулировании частоты вращения изменением симметрии трехфаз­ной системы

регулирова­ния и уменьшение КПД двигателя по мере увеличения несимметрии напряжения. Обычно этот способ регулирования частоты вращения применяют лишь в двигателях малой мощности.

Регулирование частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора.Этот способ регулирования частоты вращения возможен лишь в двигателях с фазным ротором. Ме­ханические характеристики асинхронного двигателя, построенные для различных значений активного сопротивления цепи ротора (см. рис. 13.6), показывают, что с увеличением активного сопро­тивления ротора возрастает скольжение, соответствующее задан­ному нагрузочному моменту. Частота вращения двигателя при этом уменьшается. Зависимость скольжения (частоты вращения) от активного сопротивления цепи ротора выражается формулой, полученной преобразованием (13.13):

Практически изменение активного сопротивления цепи ротора достигается включением в цепь ротора регулировочного реостата (РР), подобного пусковому реостату (ПР) (см. рис. 15.2), но рассчитанного на длительный режим работы. Электрические потери в роторе пропорциональны скольжению (Рэ2 = sPэм), поэтому умень­шение частоты вращения (увеличение скольжения) сопровождается ростом электрических потерь в цепи ротора и снижением КПД двигателя. Так, если при неизменном нагрузочном моменте на валу двигателя увеличить скольжение от 0,02 до 0,5, что соответствует уменьшению частоты вращения примерно вдвое, то потери в цепи ротора составят почти половину электромагнитной мощно­сти двигателя. Это свидетельствует о неэкономичности рассмат­риваемого способа регулирования. К тому же необходимо иметь в виду, что рост потерь в роторе сопровождается ухудшением усло­вий вентиляции из-за снижения частоты вращения, что приводит к перегреву двигателя (см. § 31.1).

Рассматриваемый способ регулирования имеет еще и тот недостаток, что участок меха­нической характеристики, со­ответствующий устойчивой ра­боте двигателя, при введении в цепь ротора добавочного со­противления становится более пологим и колебания нагрузоч­ного момента на валу двигате­ля сопровождаются значитель­ными изменениями частоты вращения ротора. Это иллюст­рирует рис. 15.11, на котором видно, что если нагрузочный момент двигателя изменится на ΔМст = М / ст – М // ст, то измене­ние частоты

Рис. 15.11. Влияние сопротивления цепи ротора на

колебания частоты вращения при изменении нагрузки

вращения при выведенном регулировочном реостате ( rд‘ = 0 ) составит Δn2I, а при введенном реостате — Δn2II. В послед­нем случае изменение частоты вращения значительно больше.

Но несмотря на указанные недостатки, рассмотренный способ ре­гулирования частоты вращения широко применяется в асинхронных двигателях с фазным ротором. В зависимости от конструкции регули­ровочного реостата этот способ регулирования частоты вращения может быть плавным (при плавном изменении сопротивления РР) или ступенчатым (при ступенчатом изменении сопротивления РР).

Способ обеспечивает регулирование частоты вращения в ши­роком диапазоне, но только вниз от синхронной частоты враще­ния. Вместе с тем он обеспечивает двигателю улучшенные пуско­вые свойства (см. § 15.1).

Регулирование частоты вращения изменением частоты тока в статоре.Этот способ регулирования (частотное регулирование) ос­нован на изменении синхронной частоты вращения n1 = f1 60/ р .

Для осуществления этого способа регулирования необходим источник питания двигателя переменным током с регулируемой частотой. В качестве таких источников могут применяться элек­тромашинные, ионные или полупроводниковые преобразователи частоты (ПЧ). Чтобы регулировать частоту вращения, достаточно изменить частоту тока f1. Но с изменением частоты f1 = ω1p/ (2π) будет изменяться и максимальный момент [см. (13.18)]. Поэтому для сохранения неизменными перегрузочной способности, коэффициента мощности и КПД двигателя на требуемом уровне необходимо одно­временно с изменением частоты f1 изменять и напряжение питания U1. Характер одновременного изменения f1 и U1 зависит от закона изме­нения момента нагрузки и определяется уравнением

U / 1 /U1 = (f1 / /f1) (15.4)

где U1 и М — напряжение и момент при частоте f1 ; U’1 и М’ -напряжение и момент при частоте f1.

Если частота вращения двигателя регулируется при условии постоянства момента нагрузки ( М = М’ = const), то подводимое к двигателю напряжение необходимо изменять пропорционально изменению частоты тока:

При этом мощность двигателя увеличивается пропорциональ­но нарастанию частоты вращения. Если же регулирование произ­водится при условии постоянства мощности двигателя ( Рэм = Мω1 = const), то подводимое напряжение следует изменять в соответствии с законом

U’1 = U1 . (15.6)

Частотное регулирование двигателей позволяет плавно изме­нять частоту вращения в широком диапазоне (до 12:1). Однако источники питания с регулируемой частотой тока удорожают установку. Поэтому частотное регулирование до последнего времени применялось в основном для одновременного регулирования группы двигателей, работающих в одинаковых условиях (напри­мер, рольганговых двигателей). Но благодаря развитию силовой полупроводниковой техники в последние годы созданы устройства частотного регулирования, технико-экономические показатели которых оправдывают их индивидуальное применение для регули­рования частоты вращения одиночных двигателей.

Дата добавления: 2014-12-27 ; Просмотров: 5317 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник: studopedia.su

Работа коллекторного электродвигателя переменного тока

В бытовой технике, ручном электроинструменте, автомобильном электрооборудовании и системах автоматики очень часто применяется коллекторный электродвигатель переменного тока, схема подключения которого, как и устройство схожи с двигателями постоянного возбуждения постоянного тока.

Столь распространенное применение их объясняется компактностью, небольшим весом, невысокой стоимостью и простотой управления. В этом сегменте наиболее востребованы двигатели с высокой частотой и малой мощностью.

Принцип работ и конструктивные особенности

Устройство это достаточно специфичное, обладающее в силу схожести с машинами постоянного тока, похожими характеристиками и присущими им достоинствами.

Отличие от двигателей постоянного тока состоит в материале корпуса статора, изготовленном из листов электротехнической стали, благодаря чему удается добиться снижения потерь на вихревые токи.

Чтобы двигатель мог работать от обычной сети, т.е. 220 в, обмотки возбуждения соединяются последовательно.

Эти двигатели, называемые универсальными благодаря тому, что работают они от переменного и постоянного тока, бывают одно- и трехфазными.

Видео: Универсальный коллекторный двигатель

Из чего состоит конструкция?

Устройство электродвигателя переменного тока включает помимо ротора и статора:

  • тахогенератор;
  • щеточно-коллекторный механизм.

Ток якоря взаимодействует с магнитным потоком обмотки возбуждения, вызывая в коллекторном механизме вращение ротора. Ток подается через щетки на коллектор, являющийся узлом ротора и соединенным с обмоткой статора последовательно. Он собран из пластин, имеющих в сечении форму трапеции.

Продемонстрировать принцип работы такого двигателя можно с помощью хорошо известного со школьной программы опыта с вращающейся рамкой, которую поместили между разноименными полюсами магнитного поля. Она вращается под воздействием динамических сил, когда по ней протекает ток. При изменении направления тока, рамка не меняет направления вращения.

Примести к выходу из строя механизма могут высокие обороты холостого хода, вызванные максимальным моментом при последовательном подсоединении обмоток возбуждения.

Схема подключения (упрощенная)

Типовая схема подключения предусматривает вывод на контактную планку до десяти контактов. Протекающий по одной из щеток ток L поступает на коллектор и якорь, затем переходит на обмотки статора через вторую щетку и перемычку, выходя на нейтраль N.

Реверса мотора подобный способ подключения не предусматривает, поскольку подсоединение обмоток параллельное приводит к одновременной смене полюсов магнитных полей. В итоге, направление момента всегда одинаково.

Рекомендуем:

Изменить направление вращения возможно, если поменять на контактной планке местами выхода обмоток. Напрямую двигатель включают, когда вывода ротора и статора подсоединены щеточно-коллекторный механизм. Для включения второй скорости используются выводы половины обмотки. Нельзя забывать, что с момента такого подключения мотор работает на максимальную мощность, поэтому время его эксплуатации не может превышать 15 секунд.

Видео: Подключение и регулировка оборотов двигателя от стиральной машины

Управление двигателем

На практике применяют различные способы регулирования работы двигателя. Это может быть электронная схема, где регулирующим элементом выступает симистор, который на мотор «пропускает» заданное напряжение. Работает он как мгновенно срабатывающий ключ, открываясь, когда на его затвор поступает управляющий импульс.

В основе принципа действия, реализованного в схемах с симистором, лежит двухполупериодное фазовое регулирование, где к импульсам, которые поступают на электрод, привязано напряжение, подаваемое на двигатель. При этом, частота, с которой вращается якорь, прямо пропорциональна напряжению, подаваемому на обмотки.

Упрощенно этот принцип можно описать такими пунктами:

  • на затвор симистора подается сигнал от электронной схемы;
  • затвор открывается, ток течет по обмоткам статора, вызывая вращение якоря мотора М;
  • мгновенные величины частоты вращения преобразуются тахогенератором в электрические сигналы, формируя с импульсами управления обратную связь;
  • как следствие, вращение ротора при любых нагрузках, остается равномерным;
  • с помощью реле R и R1 осуществляется реверс мотора.

Другая схема – тиристорана фазоимпульсная.

Преимущества машин и недостатки

К достоинствам относят:

  • небольшие размеры;
  • универсальность, т.е. работу на напряжении постоянном и переменном;
  • большой пусковой момент;
  • независимость от сетевой частоты;
  • быстроту;
  • мягкую регулировку оборотом в широком диапазоне при варьировании напряжением питания.

Недостатки связаны и использованием щеточно-коллекторного перехода, влекущего:

  • уменьшение срока службы механизма;
  • возникновение между щетками и коллектором искры;
  • высокий уровень шума;
  • большое число коллекторных элементов.

Основные неисправности

Искрение, возникающее между щетками и коллектором – самый главный вопрос, требующий внимания. Чтобы избежать неисправностей более серьезных, таких как их отслаивание и деформация или перегрев ламелей, сработавшуюся щетку необходимо заменить.

Помимо этого, возможно замыкание между обмотками якоря и статора, вызывающее сильное искрение на переходе коллектор-щетка или значительное падение магнитного поля.

Чтобы продлить срок службы двигателя, необходимо соблюдение двух условий – профессиональный изготовитель и грамотный пользователь, т.е. строгое соблюдение режима работы.

Видео: Коллекторный электрический двигатель

Источник: motocarrello.ru

Система управления коллекторными двигателями переменного тока с питанием от статора

Изобретение относится к системе управления многофазными коллекторными двигателями с питанием от статора, использующей асинхронный регулятор для управления напряжением в цепи ротора.

Индукционный регулятор известен как средство для получения изменения напряжения в источниках переменного тока в зависимости от числового значения и фазового положения напряжения и их комбинаций.

Для управления статором с питанием A.C. коллекторный двигатель необходимо ввести в цепь ротора переменное напряжение с по существу фиксированным положением фаз, которое алгебраически добавляется к напряжению ротора двигателя. Введение этого переменного напряжения с постоянным положением фазы приводит к желаемому изменению скорости.

До сих пор для получения численно изменяемого напряжения с фиксированным положением фазы использовались регуляторы с двойной индукцией.

В регуляторах с двойной индукцией два вторичных напряжения, создаваемые, соответственно, двумя отдельными индукционными регуляторами, составляющими регулятор с двойной индукцией, являются постоянными, но их относительное положение фаз изменяется таким образом, что их векторная сумма изменяется 21 численно и имеет постоянное векторное положение.

Помимо напряжений, магнитные потоки в двух регуляторах и внутренние токи в обмотках постоянны во всем диапазоне регулирования 31, независимо от величины результирующего вторичного напряжения, если напряжение питания и вторичный ток постоянны.

Одной из задач настоящего изобретения является получение с помощью одного индукционного регулятора переменного напряжения, имеющего постоянное фиксированное положение фазы, к которому можно добавить векторно постоянное напряжение с фиксированным положением фазы, отличающееся от напряжения переменного напряжения. .

Предпочтительно, чтобы это напряжение содержало 4-компонентную составляющую напряжения, которая векторно направлена ​​под прямым углом к ​​напряжению ротора, чтобы получить коррекцию коэффициента мощности тока ротора, которая необходима для работы всех коллекторных двигателей, кроме самых маленьких, и желательна даже для коллекторных двигателей. малого выпуска.

Введение этого фазосдвигающего напряжения обусловлено в первую очередь не его влиянием на коэффициент мощности ввода от источника питания, потребляемого двигателем, а, что более важно, необходимостью снижения тока ротора до минимума, необходимого для получения требуемой крутящего момента с учетом пропускной способности коллектора и щеток по току, а также для уменьшения регулирования скорости между холостым ходом и полной нагрузкой, а также для увеличения перегрузочной способности и эффективности всей системы.

Эта цель в принципе достигается в соответствии с настоящим изобретением за счет использования одного индукционного регулятора с одной обмоткой статора и одной обмоткой ротора, фазы обмотки которого подключены к коллекторным щеткам управляемого коллекторного двигателя с питанием от статора переменного тока. , и к источнику низкого напряжения, который получается за счет действия трансформатора, от того же источника, который питает обмотку статора коллекторного двигателя с питанием от статора. Коллекторные щетки или некоторые из них также могут быть соединены, согласно изобретению, с ответвлениями в обмотке низкого напряжения, питающей индукционный регулятор.

Принцип изобретения и его применение для регулирования скорости двигателя переменного тока с параллельным поворотом схематически проиллюстрированы прилагаемыми чертежами.

На чертежах: На рис. 1 показан пример изобретения, включающий коллекторный двигатель с питанием от статора и один асинхронный регулятор, причем последний питается от вспомогательной обмотки в статоре двигателя, при этом ротор соединен в три разомкнутые фазы, что дает шесть фазное питание коллектора двигателя.

3 Рисунок 1а представляет собой векторную диаграмму напряжения, иллюстрирующую функцию устройства, показанного на рисунке 1.

На рис. 2 показана та же схема, что и на рис. 1, но с трехфазным питанием коллектора 5 двигателя.

На рис. 3 показан еще один вариант осуществления изобретения, в котором асинхронный регулятор используется вместе со вспомогательным трансформатором для управления скоростью реверсивного коллекторного двигателя переменного тока 0.

На рис. 3а представлена ​​векторная диаграмма напряжения, иллюстрирующая работу устройства, показанного на рис. 3.

На рисунке 1 IR представляет собой одиночный индукционный регулятор 45, управляемый любым подходящим средством, схематично представленный в виде червяка и червячного колеса W, а M представляет собой управляемый коллекторный двигатель переменного тока с питанием от статора. Индукционный регулятор ИР имеет 3-х фазную обмотку статора S, и 3-х фазную обмотку ротора 50 R. Обе обмотки намотаны с тремя разомкнутыми фазами.

Три фазы обмотки обмотки статора S присоединены к одному концу трех фаз обмотки ротора R индукционного 55 регулятора.Свободные концы соединенных таким образом ss4 обмоток S и R соединены со свободными концами фаз вспомогательной обмотки SA в статоре двигателя М, статорная обмотка ST которого подключена к питающей MS.

Вспомогательная обмотка SA Устанавливается в те же пазы, что и обмотка статора двигателя ST.

Таким образом, обмотки SA и ST связаны друг с другом за счет действия трансформатора.

Ротор коллекторного двигателя М Подключен через коммутатор С и три коллекторных щетки В к точкам соединения между соединенными обмотками S и R одинарного индукционного регулятора IR с одной стороны, а с другой стороны через оставшиеся щетки B’ к отводам X, выполненным во вспомогательной обмотке статора SA.Это представляет собой 6-фазное питание коммутатора C.

При рассмотрении теперь напряжения, полученного на любой одной паре щеток коммутатора, электрически смещенных на 180° на коммутаторе С и питаемых от одной фазы системы обмоток 8, R и SA, обратимся к векторной диаграмме напряжения на рисунке 1а.

На рисунке а, 0, I представляет собой напряжение между точками 0 и I (рисунок 1) одной фазы вспомогательной обмотки статора SA на рисунке 1.

При установке ротора индукционного регулятора IR в такое положение, что каждая фаза обмотки его роторной обмотки R соосна с фазой обмотки его статорной обмотки S, к которой подключена такая фаза обмотки R, напряжение в две соединенные фазы обмотки ротора и статора, выбранные для рассмотрения, векторно имеют одинаковое направление и, следовательно, алгебраически аддитивны.

При условии, кроме того, что число витков на фазу в обмотках статора и ротора S и R индукционного регулятора IR одинаково, напряжение 0, 2 в обмотке ротора R равно напряжению 2, I в статоре обмотка S и каждая 4 составляет половину величины напряжения 0, I в обмотке SA, что в свою очередь определяется коэффициентом трансформации между обмоткой ST статора двигателя и вспомогательной обмоткой SA.

Этот коэффициент трансформации выбран таким образом, чтобы напряжение 45 вспомогательной обмотки SA подходило для получения необходимого напряжения для введения в цепь ротора двигателя.

В связи с этим следует понимать, что на практике невозможно спроектировать A . 50 двигатель-мутатор для напряжения ротора, равного обычному напряжению питания. Причиной этого являются ограничения, накладываемые соображениями коммутации.

В устройстве согласно изобретению 5~ предусмотрено необходимое преобразование напряжения ротора.

При повороте ротора индукционного регулятора IR относительно его статора на угол а из упомянутого выше «нейтрального» положения векторы 0, 2′ и 2′, 1 напряжения ротора и статора соответственно изменятся. иметь положение, показанное на рисунке 1а.

При увеличении угла смещения а точка 2″ становится концом вектора вектора напряжения ротора 65. Концы вектора 2, 2′, 2″ и т. д. имеют в качестве геометрического места пунктирную прямую линию L, показанную на рисунке. ля.

Отвод X вспомогательной обмотки статора SA (рис. 1) обычно выбирают таким образом, чтобы он не совпадал с центром этой обмотки, при этом напряжение между I и X представлено вектором 3, 1 на рис. 1а. r Напряжение между отводом Х вспомогательной обмотки SA и точкой соединения 2 75 80,054 обмоток регулятора индукции S и , На рис. 1 представлено на рис. а вектором 3, 2 для соосного «нейтрального» ротора положение, где о=О.

При изменении угла а этот вектор изменяется на 3, 2′, причем начало всех векторов напряжения между X и точкой соединения 2 есть точка 3, а геометрическое место концов вектора — пунктирная прямая L.

Таким образом, из рисунка 1а видно, что описанная схема приводит к приложению к коллекторным щеткам двигателя переменного напряжения с постоянным положением фазы, которое в нейтральном положении регулятора IR имеет значение 0 , а при угле смещения а значение 2, 2′, и увеличивается до 2, 2″ при дальнейшем увеличении угла смещения.

Составляющая напряжения 3, 2 остается постоянной независимо от угла смещения и содержится в каждом векторе напряжения, что хорошо видно на векторной диаграмме рис.

Переменная составляющая напряжения, например 2, 2′ или 2, 2″, используется для получения изменения скорости двигателя М, а постоянная составляющая 3, 2 напряжения, смещенная на 90°, используется для получения опережающего ток намагничивания в цепи коммутатора для коррекции коэффициента мощности

Пренебрегая влияниями второго порядка, переменная составляющая напряжения (например, 2, 2′ на рис. 0 а, для регулировки индукционного регулятора по углу а) определяет скорость двигателя М относительно его синхронной скорости и, поскольку этот компонент может применяться так, что он становится аддитивным или вспомогательным.тягового, поворачивая индукционный регулятор в одну или другую сторону из нейтрального положения (а=0), можно получить скорости выше и ниже синхронизма.

Следует понимать, что величина напряжения ротора теоретически неограничена и практически ограничена только потоком, который может выдерживать индукционный регулятор. Другое преимущество настоящего устройства состоит в том, что потери в железе и меди, ток намагничивания и реактивное падение напряжения меньше, когда требуется меньшее максимальное напряжение.

Общий КПД схемы, заменяющей двойной индукционный регулятор (плюс дополнительная компенсационная обмотка), в среднем значительно повышается, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, вся необходимая мощность обеспечивается одним агрегатом вместо двух, что приводит к сравнительно более высокому КПД и меньшей намагничивающей кв.-а. Во-вторых, как объяснялось ранее, максимальные потери этого единственного индукционного регулятора возникают только при максимальном выходном напряжении, и, следовательно, средние потери во всем диапазоне напряжений сравнительно малы.

На рис. 2 для соответствующих частей используются те же обозначения, что и на рис. 1.

Устройство, представленное на рис. 2, отличается от показанного на рис. 1 тем, что коммутатор C на рис. 2 имеет 3-фазное питание по сравнению с 6-фазным питанием на рис. 1.

Для получения этого трехфазного питания щетки коммутатора B, показанные на рисунке 1, подключенные к точке соединения между двумя обмотками S и R регулятора, на рисунке 2 опущены, и только оставшиеся три щетки B’ подключены к отводы X обмотки SA в статоре ST электродвигателя сохранены.

Точки соединения между обмотками S и R регулятора IR, на рисунке 2, соединены вместе, чтобы образовать точку звезды SP, общую для обеих обмоток, для цепи ротора.

Вместо звездочки точек соединения, как показано на рис. 2, также можно ввести звездочку, соединив отводы X на рис. 1 и исключив коллекторные щетки, соединенные с этими точками.

Схема, показанная на рис. 2, тем не менее предпочтительнее, так как экономится три соединительных провода между регулятором и двигателем.Что касается электрической функции и векторной диаграммы, то нет никакой разницы по сравнению с схемой, показанной на фиг. 1, в любой из двух описанных возможных трехфазных схем питания. Одним общим преимуществом любой из компоновок согласно изобретению является то, что, поскольку теоретический диапазон регулируемого выходного напряжения неограничен, более высокие напряжения за пределами заданного диапазона для непрерывной номинальной мощности могут быть иногда использованы для краткосрочной номинальной мощности путем перетока. индукционный регулятор временно.

Одним из примеров, когда такая процедура может быть с пользой применена, является коллекторный двигатель с регулируемой скоростью, работающий в определенном диапазоне фиксированных скоростей, но который, однако, должен работать в течение короткого периода времени, например, для нарезания резьбы или подачи, за пределами этого диапазона скоростей.

Другим примером является использование этого расширенного диапазона напряжения только для пуска или динамического торможения.

Это приводит к плавному пуску из состояния покоя или торможению до состояния покоя с временной перегрузкой индукционного регулятора, причем такая перегрузка несущественна ввиду ее кратковременности.3i Таким образом, изобретение позволяет использовать индукционный регулятор меньшего размера, чем обычно, с учетом достижимого расширенного диапазона напряжения, что приводит к меньшим потерям, меньшим токам намагничивания и меньшим затратам, чем обычно. 4 Чтобы изменить направление вращения коллекторного двигателя с питанием от статора в целом, как и в любой из описанных схем, помимо переключения двух питающих линий, необходимо принять меры для обеспечения правильного введения 4 компенсирующего напряжения для новое направление вращения.

Это необходимо ввиду того, что опережающая составляющая напряжения, пригодная для компенсации в одном направлении вращения, становится 5 отстающей и, следовательно, контркомпенсирующей в другом направлении вращения, если не осуществляется изменение внутренних условий .

Прямым способом достижения этого результата было бы изменение начала и конца каждой 5 отдельной фазы обмотки либо в первичной, либо во вторичной обмотке индукционного регулятора, включая трансформатор, если он предусмотрен, или отдельные части вспомогательной обмотки статора.

Во избежание увеличения числа контактов, 6 контактов, особенно для больших токов, и гибких проводов для цепи ротора индукционного регулятора, что влечет за собой, следующий простой способ может быть принят в соответствии с изобретением для обеспечения правильного компенсация, которая, к тому же, не требует какой-либо различной регулировки скорости регулятора при различных направлениях вращения двигателя.

Для этой цели и в соответствии с изобретением числовая пропорция между 7 двумя составляющими напряжения, создающими результирующее вторичное напряжение, которое подается во вторичную цепь двигателя, изменяется таким образом, что намагничивающая составляющая становится отрицательной в обратном направлении вращение мотора.1 На рис. 3, который принципиально эквивалентен рис. 1, вторичная обмотка SE трансформатора T питает одиночный индукционный регулятор IR, при этом первичная обмотка PT трансформатора подключена к источнику питания MS.

В обмотке SE выполнены отводы XI и X2 для альтернативного подключения к щеткам В коллектора С двигателя М реверсивным выключателем RS.

Ссылаясь теперь на векторную диаграмму, показанную на рисунке 3а, векторы 0, 2′ и 2′ представляют собой две составляющие напряжения, создаваемые обмоткой статора S и обмоткой ротора R индукционного регулятора IR, при относительной регулировке между его узлы статора и ротора на угол а, а 0, 2 и 2, 1 указывают векторы этих напряжений, где а = 0, геометрическое место вектора заканчивается 2, 2′ и т. д. снова обозначено пунктирной прямой линия Л.

SB При соединении щеток коммутатора B между отводом XI и точкой соединения 2 между первичной и вторичной обмотками R и S индукционного регулятора IR результирующее напряжение, подаваемое на коммутатор C, равно S. Следовательно, снова напряжение, представленное вектор 3, 2′, точка 3, составляющая, как на рис. 1а, исходную точку всех векторов, и пунктирная линия L, все еще остающаяся геометрическим местом концов вектора 2, 2′ и так далее.

0 Постоянное компенсационное напряжение, которое вводится в цепь как составляющая намагничивания, обозначается цифрами 3, 2, а составляющая напряжения регулирования скорости – цифрами 2, 2′.

Когда с целью изменения направления вращения двигателя М реверсивный переключатель RS, рисунок 3, приводится в контакт с отводами Х2, коллекторные щетки подключаются между отводами Х2 и точками соединения 2 между обмотки статора и ротора 0 S и R индукционного регулятора IR.

В этих условиях результирующее напряжение, подаваемое на коммутатор C, представляет собой напряжение, представленное вектором 4, 2′ на рисунке 3а, в то время как 5 4, 2 представляет намагничивающую составляющую, которая, как будет замечено, направлена ​​в обратном направлении. точка 3, 2, точка 4 теперь составляет новую точку начала всех векторов, а пунктирная линия L все еще остается геометрическим местом 0 вектора, заканчивающегося 2, 2′.

Поскольку происходит изменение опережения и отставания при изменении направления вращения вращающегося поля, 4, 2 будет опережающей составляющей, как и требуется, по отношению к 5 составляющей напряжения 2, 2′ в обратном направлении вращения двигателя, предполагая, что 3, 2 была опережающей составляющей по отношению к составляющей напряжения 2, 2′ в прямом направлении вращения двигателя.

0 Этот эффект достигается без изменения соотношения между компонентом 2, 2′ регулирования напряжения и его эффектом регулирования скорости.Другими словами, если регулировка, представленная на рисунке 3а, дает гиперсинхронную скорость в одном направлении вращения двигателя, когда реверсивный переключатель RS находится в цепи с отводами XI, скорость остается гиперсинхронной в обратном направлении. вращения двигателя, когда реверсивный переключатель RS находится в цепи с 0 отводом Х2.

I п.1: 1. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный одноядерный асинхронный регулятор, имеющий блоки статора и ротора r5, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку. размещены в пазах другого из указанных блоков, при этом фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка индуктивно связана с источником питания и расположена в магнитопроводе независимо от магнитной цепи упомянутого индукционного регулятора, причем фазы обмотки упомянутой третьей обмотки имеют ответвления и соединены своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки упомянутых присоединенных обмоток упомянутого индукционного регулятора, указанные ответвления в упомянутом третья обмотка подключена к коллекторным щеткам управляемого коллекторного двигателя.

2. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка индуктивно связана с источником питания и расположена в магнитной цепи, независимой от магнитной цепи указанного индукционного регулятора, причем каждая фаза обмотки указанной третьей обмотки имеет ответвления и соединена своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки указанных соединенных обмоток указанного индукционного регулятора, указанные ответвления в указанной третьей обмотке и точки соединения между указанными соединенными обмотками указанного индукционного регулятора, соединенные с коллекторными щетками коллекторного двигателя, подлежащего управлению изд.

3. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка индуктивно связана с источником питания и расположена в магнитной цепи, независимой от магнитной цепи указанного индукционного регулятора, причем каждая фаза обмотки указанной третьей обмотки имеет ответвления и соединена своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки указанных соединенных обмоток указанного индукционного регулятора, причем указанные ответвления в указанной третьей обмотке соединены к коллекторным щеткам управляемого коллекторного двигателя, а точки соединения между указанными соединенными обмотками указанного асинхронного регулятора Тор соединен вместе, образуя точку звезды для обеих упомянутых соединенных обмоток.

4. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка расположена в статоре указанного коллекторного двигателя и, таким образом, индуктивно связана с питания, причем фазы обмотки указанной третьей обмотки имеют ответвления и соединены своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки указанных соединенных обмоток указанного индукционного регулятора, при этом указанные ответвления указанной третьей обмотки соединены с коллекторными щетками коллекторный двигатель.

5. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, и трансформатор имеет первичную обмотку, подключенную к источнику питания, и вторичную обмотку, питаемую от действия трансформатора. от указанной первичной обмотки фазы обмотки указанной вторичной обмотки, каждая из которых имеет ответвления и соединена своими свободными концами со свободными концами фаз обмотки указанных соединенных обмоток указанного индукционного регулятора, причем указанные ответвления соединены с коллекторными щетками коллекторный двигатель, которым нужно управлять.

6. Система управления многофазным коллекторным двигателем с питанием от статора, содержащая многофазный асинхронный регулятор с одним сердечником, имеющий блоки статора и ротора, каждый из которых снабжен пазами для обмоток, обмотку, расположенную в пазах одного из указанных блоков, и другую обмотку, расположенную в пазах другого из указанных блоков, причем фазы обмотки одной из указанных обмоток соединены одним концом с фазами обмотки другой из указанных обмоток, а третья обмотка индуктивно связана с источником питания и расположена в магнитной цепи, независимой от магнитной цепи упомянутого индукционного регулятора, причем фазы обмотки упомянутой третьей обмотки имеют по два отвода каждая и соединены своими свободными концами со свободными концами упомянутых присоединенных обмоток упомянутого индукционного регулятора, при этом указанные два ответвления каждой фазы обмотки упомянутой третьей обмотки попеременно соединенный с коллекторными щетками управляемого коллекторного двигателя, для различных направлений вращения указанного коллекторного двигателя .

БЕННО ШВАРЦ.

ЦИТИРОВАННЫЕ ССЫЛКИ В досье этого патента имеются следующие ссылки: 60 ПАТЕНТЫ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ TJ ПАТЕНТЫ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ Номер 1,658,662 2,380,265 Название Дата Уэлш ———— 7 февраля 1928 г. Робинсон —- —- 10 июля 1945 г. ИНОСТРАННЫЕ ПАТЕНТЫ Номер Страна Дата 549 ​​536 Великобритания —-. . 18 февраля 1943 г.

Преимущество двигателя постоянного тока | Processing Magazine

Хотя некоторые могут утверждать, что двигатели постоянного тока больше не актуальны, это определенно не так.Двигатели постоянного тока и преобразователи/приводы постоянного тока успешно используются в промышленности, поскольку используются во многих областях, в которых они являются лучшим вариантом (см. Рисунок 1). Двигатели переменного тока (AC), безусловно, снизили продажи двигателей постоянного тока, и они действительно дают преимущества в некоторых приложениях. Понимание различий между двигателями переменного и постоянного тока позволяет понять, где каждый из них работает лучше всего, и помочь в выборе и спецификации.

Конструкция двигателя постоянного тока

Популярные конструкции двигателей постоянного тока включают:

  • Постоянный магнит
  • Бесщеточный
  • Шунт
  • Серия
  • Составной раневой или стабилизированный шунт

Принцип работы всех этих конструкций одинаков.Проводник с током помещается в магнитное поле, и подача энергии через эти проводники вызывает вращение двигателя. Разница между конструкциями заключается в том, как генерируются электромагнитные поля и где — в роторе или статоре.

В двигателе с постоянными магнитами статор неподвижен и закреплен на раме двигателя (см. рис. 2). Он удерживает постоянные магниты, установленные вблизи вращающихся токонесущих проводников в роторе. Подача напряжения через щетки, контактирующие с якорем ротора, индуцирует ток, необходимый для создания механической силы, то есть вращения.Подключение двух проводов к двигателю и подача надлежащего постоянного напряжения заставит двигатель работать.

Шунтирующие, последовательные и шунтирующие двигатели со смешанной обмоткой или стабилизированным шунтом имеют ротор с электрическими соединениями через щетку и коллектор. Щетка/коммутатор действует как переключатель для подачи напряжения на различные сегменты катушки ротора, когда он вращается.

Эта конфигурация отличается для асинхронных двигателей переменного тока и бесщеточных двигателей постоянного тока. В этих типах двигателей магнитное поле создается в неподвижном статоре.Вместо токонесущих катушек, встроенных во вращающийся ротор, катушки расположены в неподвижном статоре. Вместо постоянных магнитов, прикрепленных к неподвижному статору, как в двигателе постоянного тока, магниты установлены в роторе.

Эта конструкция устраняет необходимость обеспечения электрических соединений через щетки как в асинхронных двигателях переменного тока, так и в бесщеточных двигателях постоянного тока, поскольку вместо проводников с током вращается магнитное поле. Ротор с постоянными магнитами приводится в движение током и связанным с ним магнитным полем, создаваемым переменным напряжением, подаваемым на обмотки статора.

Очистка двигателей постоянного тока

Двигатели переменного тока

и бесщеточные двигатели постоянного тока популярны и доминируют во многих приложениях, ранее занятых стандартными двигателями постоянного тока. Хотя это изменение объясняется многими причинами, одной из наиболее примечательных является то, что двигатели переменного тока требуют меньше обслуживания.

Все двигатели требуют хотя бы минимального обслуживания, такого как содержание вентилятора и двигателя в чистоте или смазка подшипников без уплотнений. Однако двигатели постоянного тока также требуют контролируемой и плановой замены внутренних щеток.Это просто выполнить на небольших двигателях. Однако для двигателей постоянного тока с большей мощностью (л.с.) процедуры установки щеток более сложны и требуют тщательного соблюдения.

В небольших двигателях постоянного тока с постоянными магнитами щетки можно легко и быстро заменить. Они недороги, и их замена занимает всего несколько минут. Хорошее эмпирическое правило — заменять щетки, когда они достигают одной трети своей первоначальной длины или каждые 2500 часов использования, в зависимости от того, что наступит раньше. Это гарантирует, что щетки всегда соответствуют спецификации.

Хотя техническое обслуживание щеток часто рассматривается как недостаток по сравнению с двигателями переменного тока, щетки в двигателях постоянного тока продолжают улучшаться. Конструкции, уменьшающие износ щеток, такие как коллекторы меньшего диаметра, увеличивают время работы двигателя между заменами щеток. Конструкция щетки, включая площадь поверхности, форму и давление прижима, также может увеличить интервалы замены щеток.

Почему DC?

Двигатели постоянного тока

часто выбирают вместо двигателей переменного тока по многим причинам (см. Таблицу 1).Двигатели постоянного тока и контроллеры часто являются более дешевым вариантом по сравнению с двигателями и приводами переменного тока с инверторным режимом работы. Это особенно верно для дробных приложений hp.

Двигатели постоянного тока

существуют уже более 140 лет, поэтому они имеют большую установленную базу и, соответственно, широкое знакомство с их эксплуатацией и обслуживанием. Для существующих установок замена двигателя постоянного тока новым — в отличие от перепроектирования схемы двигателя для использования двигателя переменного тока и привода — почти всегда дешевле, быстрее и проще.

В том же духе простая конструкция двигателей постоянного тока делает обслуживание, техническое обслуживание и контроль понятными и легко поддерживаемыми. Возбуждение возбуждения не требуется, а замена щеток и обслуживание двигателя хорошо понятны обычному промышленному электрику. Даже управление скоростью простое: просто отрегулируйте напряжение на клеммах, часто используя местный потенциометр.

Кроме того, до конца 1980-х годов, когда частотно-регулируемый привод (VFD) был полностью разработан, двигатели постоянного тока были лучшим выбором для управления переменной скоростью, и этот вариант остается хорошо поддерживаемым.

Крутящий момент на низкой скорости

Хотя простота управления скоростью двигателя была большой частью его раннего успеха, некоторые другие характеристики двигателей постоянного тока делают их лучшим выбором для определенных приложений. Двигатели постоянного тока развивают полный крутящий момент на низкой скорости и во всем рабочем диапазоне от нуля до базовой скорости (см. рис. 1).

Это делает двигатели постоянного тока хорошим выбором для привода нагрузок с постоянным крутящим моментом, таких как конвейерные ленты, лифты, подъемные краны, лыжные подъемники, экструдеры и смесители. Эти приложения часто останавливаются при полной нагрузке, и полный крутящий момент двигателя постоянного тока при нулевой скорости заставляет их снова работать без необходимости увеличения размера.

Двигатели постоянного тока

имеют более высокую удельную мощность и, следовательно, меньше, чем эквивалентный двигатель переменного тока. У них нет катушки возбуждения в статоре, поэтому место для катушки возбуждения экономится, что уменьшает общий размер двигателя. Это становится существенным преимуществом в некоторых приложениях с ограниченным пространством.

Меньшие форм-факторы также означают, что двигатели постоянного тока имеют меньшую инерцию, чем двигатели переменного тока, что обеспечивает более быстрое время разгона и торможения. Это может привести к сокращению времени цикла на производственных машинах, которые часто запускаются и останавливаются.

Хотя это и не часто требуется, двигатели постоянного тока могут быть изготовлены с диапазоном мощности более 4000 л.с., тогда как стандартные низковольтные асинхронные двигатели не превышают от 800 до 1200 л.с. Кроме того, необходимы более высокие напряжения, что может значительно усложнить установку и обслуживание.

Современные двигатели и приводы переменного тока сократили разрыв в производительности с их аналогами постоянного тока, но двигатели постоянного тока общего назначения по-прежнему превосходят двигатели переменного тока общего назначения по многим параметрам. Чтобы получить сопоставимые низкоскоростные характеристики от двигателя переменного тока, необходимо использовать гораздо более дорогие двигатели с инвертором переменного тока и частотно-регулируемые приводы.

Блок управления двигателем

Для создания привода с преобразователем постоянного тока требуется меньше электроники и выпрямителей по сравнению с созданием привода с преобразователем переменного тока. При использовании привода переменного тока поступающая мощность переменного тока должна быть выпрямлена для создания постоянного тока, который затем преобразуется обратно в переменный ток для питания двигателя. Приводам постоянного тока необходимо только выпрямить мощность переменного тока перед передачей ее на двигатель постоянного тока. Двигатели постоянного тока могут напрямую питаться от различных источников питания, даже от батарей.

В зависимости от типа привода постоянного тока качество выходной мощности сильно различается и обычно измеряется величиной пульсаций тока, создаваемых приводом.Пульсирующий ток определяется форм-фактором привода, который представляет собой отношение пульсирующего тока, вызванного выпрямлением, к чистому постоянному току. Высокие пульсации тока приводят к повышенному нагреву двигателя и, возможно, к преждевременному выходу из строя щеток. Ограничение форм-фактора до 1,40 или менее в приложениях с непрерывной работой является хорошей практикой.

Батарея является идеальным источником тока, поскольку ее форм-фактор равен 1,0 (см. Таблицу 2), что обеспечивает постоянное напряжение и ток для питания двигателя постоянного тока.Привод постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией точно имитирует чистый постоянный ток с форм-фактором 1,05, что означает пульсации всего 5 процентов.

Однофазный привод постоянного тока с двухполупериодным выпрямлением является наиболее распространенной формой привода постоянного тока, используемого в диапазоне от 0,33 до 2 л.с. Этот привод принимает напряжение переменного тока, пропускает положительную половину сигнала и выпрямляет отрицательную часть сигнала, создавая форму сигнала с форм-фактором 1,4, или 40-процентной пульсацией тока. Эти приводы обычно называют приводами с кремниевыми выпрямителями (SCR).Многие двигатели имеют «рейтинг SCR», что означает, что их крутящий момент и мощность при полной нагрузке вырабатываются даже при использовании привода SCR, в отличие от более чистого источника питания.

Простой однофазный привод постоянного тока с однополупериодным выпрямлением имеет гораздо худший форм-фактор. Эти приводы пропускают только положительную половину синусоиды переменного тока и имеют форм-фактор 1,9. Эти полуволновые приводы постоянного тока не рекомендуется использовать с большинством двигателей постоянного тока.

Приложения

Двигатели постоянного тока

подходят для многих применений, включая конвейеры, поворотные столы и другие, для которых требуется регулируемая скорость и постоянный или низкоскоростной крутящий момент.Они также хорошо работают в приложениях динамического торможения и реверса, которые распространены во многих промышленных машинах.

Быстрое ускорение, остановка и реверс, а также кривая крутящего момента с линейной скоростью делают двигатель постоянного тока популярным выбором во многих новых конструкциях, особенно для приложений с дробной мощностью.

Джо Кимбрелл с 2004 года является менеджером по продуктам в области приводов, двигателей и управления движением в AutomationDirect. В 1993 году он получил степень бакалавра электротехники (BSEE) в Технологическом институте Джорджии.Он начал свою карьеру в Rovema Packaging Machines в качестве менеджера по электротехнике и проработал там семь лет. Затем он перешел в Automation Intelligence, разработчика/производителя многоосевых контроллеров движения и системного интегратора в течение следующих пяти лет, где до прихода в AutomationDirect он был инженером-менеджером по системной интеграции. С ним можно связаться по адресу [email protected]

Однофазные двигатели — часть 4




Асинхронные двигатели с репульсным пуском

++++ Осевой коллектор.

++++ Кольцо короткозамыкающее для индукционного запуска с отталкиванием щеточного типа мотор. Кожух Торцевая пластина Пружинные сегменты

++++ Радиальный коллектор используется с двигателем щеточного типа. Центробежный груз Радиальный коллектор Толкатель Пазы для проводов

++++ Асинхронный двигатель с щеточным подъемом и репульсным пуском. центробежный веса; Ожерелье короткого замыкания; Коммутатор; пружинный ствол; Кисти; Щеткодержатель; Толкатели.

Асинхронный двигатель с пуском отталкивания запускается как двигатель отталкивания, но работает как мотор с короткозамкнутым ротором.Различают два типа отталкивания-старта асинхронные двигатели:

1. Щеточный тип

2. Щеточно-подъемный тип

В щеточном типе используется осевой коллектор. Щетки едут против сегменты коллектора все время, когда двигатель работает. После двигатель разогнался приблизительно до 75 % скорости при полной нагрузке, под действием центробежной силы медные сегменты короткозамыкающего кольца преодолеть силу пружины.Сегменты откидываются и вступают в контакт с сегментами коммутатора. Это эффективно замыкает все сегменты коммутатора вместе, и двигатель работает в одном и том же как мотор с короткозамкнутым ротором.

В щеточном двигателе используется радиальный коллектор. Весы установлены в передней части арматуры. Когда двигатель достигает примерно 75% полного скорости, эти грузы отклоняются наружу из-за центробежной силы и вызывают два толкателя для воздействия на пружинный ствол и короткозамыкающее кольцо.Грузы преодолевают силу пружины и заставляют всю пружину узел цилиндра и щеткодержателя, чтобы переместить его к задней части двигателя. Двигатель сконструирован таким образом, что короткозамыкающее ожерелье будет замыкать накоротко. коллекторные стержни перед отрывом щеток от поверхности радиального коммутатор. Теперь двигатель будет работать как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Щеточный двигатель имеет ряд преимуществ перед щеточным двигателем. Поскольку щетки отрываются от поверхности коллектора во время работы, износ как коллектора, так и щеток значительно снижается.Так же двигатель не должен преодолевать трение щеток, движущихся по поверхность коллектора во время работы. В результате щеточный подъем мотор работает тише.

Обмотка с короткозамкнутым ротором; Пазы для обмотки якоря; Т1, Т2

++++ Схематическое обозначение репульсионного двигателя.

++++ Репульсно-асинхронные двигатели содержат как якорь, так и короткозамкнутый ротор обмотки.

Репульсно-асинхронные двигатели

Отталкивающе-асинхронный двигатель в основном такой же, как и отталкивающий двигатель. за исключением того, что к якорю добавлен набор короткозамкнутых обмоток.Этот тип двигателя не содержит центробежного механизма или короткого замыкания. устройство.

Щетки постоянно прилегают к коллектору. Индукция отталкивания двигатель имеет очень высокий пусковой момент, потому что он запускается как двигатель отталкивания. Однако короткозамкнутая обмотка дает ему гораздо лучшие скоростные характеристики. чем стандартный репульсный двигатель. Этот двигатель имеет очень хорошую регулировку скорости между отсутствием нагрузки и полной нагрузкой. Его ходовые характеристики аналогичны к комбинированному двигателю постоянного тока.Показан схематический символ репульсионного двигателя.

Однофазные синхронные двигатели

Однофазные синхронные двигатели малы и развивают только дробные лошадиных сил. Они работают по принципу вращающегося магнитного поля. развиваемый статором с экранированными полюсами. Хотя они будут работать синхронно скорости, они не требуют возбуждения постоянным током. Они используются в приложениях там, где требуется постоянная скорость, например, в часах, таймерах и записи инструменты.Они также используются в качестве движущей силы для небольших вентиляторов, поскольку они маленькие и недорогие в производстве. Есть два основных типа синхронного двигателя: двигатель Уоррена или Дженерал Электрик, и Хольц мотор. Эти двигатели также называют двигателями с гистерезисом.

++++ Электродвигатель Уоррена.

Уоррен Моторс

Двигатель Уоррена состоит из многослойного сердечника статора и одного катушка. Катушка обычно намотана для работы с напряжением 120 В переменного тока.Ядро содержит два полюса, которые разделены на две секции каждый. Половина каждого столба часть содержит затеняющую катушку для создания вращающегося магнитного поля. Так как статор разделен на два полюса, скорость синхронного возбуждения 3600 об/мин при подключении к 60 герц.

Разница между двигателем Уоррена и Хольца заключается в типе ротора использовал. Ротор двигателя Уоррена изготовлен путем штабелирования закаленных стальные пластины на вал ротора.Эти диски имеют высокий гистерезис потеря. Пластины образуют две перекладины для ротора. Когда питание подключено к двигателю, вращающееся магнитное поле индуцирует напряжение в роторе и создается сильный пусковой момент, заставляющий ротор разгоняться до почти синхронная скорость. Как только двигатель разогнался почти до синхронного скорости поток вращающегося магнитного поля следует по пути минимума сопротивление (магнитное сопротивление) через две перекладины.Это вызывает ротор синхронизируется с вращающимся магнитным полем, а двигатель работает при 3600 об/мин. Эти двигатели часто используются с небольшими зубчатыми передачами. снизить скорость до нужного уровня.

Хольц Моторс:

++++ Двигатель Holtz. Катушка — Явнополюсные обмотки с короткозамкнутым ротором

В двигателе Holtz используется другой тип ротора. Этот ротор нарезан таким таким образом, что формируются шесть слотов. Эти прорези образуют шесть выступающих (выступающих или выступающие) полюса для ротора.Изготовлена ​​короткозамкнутая обмотка вставив металлический стержень в нижней части каждой щели. Когда питание подключено к двигателю короткозамкнутая обмотка обеспечивает крутящий момент, необходимый для начать вращение ротора. Когда ротор приближается к синхронной скорости, явные полюса синхронизируются с полюсами поля в каждом полупериоде. Это производит скорость вращения ротора 1200 об/мин (одна треть синхронной скорости) для двигателя.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели — это устройства, преобразующие электрические импульсы в механические. движение.Шаговые двигатели отличаются от других типов двигателей постоянного или переменного тока тем, что что их выходной вал совершает определенный угловой поворот каждый время, когда двигатель получает импульс. Шаговый двигатель позволяет контролируется по скорости, расстоянию или положению. Эти двигатели очень точны в их контрольной деятельности. Обычно ошибка составляет менее 5% на угла поворота, и эта ошибка не суммируется независимо от количество оборотов. Шаговые двигатели работают от постоянного тока, но могут используется как двухфазный синхронный двигатель при подключении к сети переменного тока.

++++Ротор может вращаться в любом направлении.

++++ Направление вращения известно.

++++ Магнит выравнивается со средним магнитным полюсом.

Средний северный полюс — Средний южный полюс

Теория работы:

Шаговые двигатели работают по теории, согласно которой одинаковые магнитные полюса отталкиваются, а противоположные магнитные полюса притягиваются. На этом рисунке ротор является постоянным магнит и обмотки статора состоят из двух электромагнитов.Если текущий протекает через обмотку полюса статора А в таком направлении, что создает северный магнитный полюс и через В в таком направлении, что создает южный магнитный полюс, направление определить невозможно вращения. В этом состоянии ротор мог вращаться в любом направлении.

Теперь рассмотрим показанную схему: вместо этого двигатель содержит четыре полюса статора. из двух. Направление тока через полюс А статора остается прежним. такое направление, чтобы создать северное магнитное поле, а ток поток через полюс B создает южное магнитное поле.Ток течет через полюс статора C, однако, создает южное магнитное поле и ток поток через полюс D создает северное магнитное поле. На этой иллюстрации нет никаких сомнений относительно направления или угла поворота. В этом примере вал ротора поворачивается на 90 градусов. в направлении против часовой стрелки. В этом например, ток течет через полюса А и С в таком направлении как сформировать северный магнитный полюс, и направление тока через Полюса B и D образуют южные магнитные полюса.На этой иллюстрации постоянный магнитный ротор повернулся в положение между фактическими полюсными наконечниками.

Чтобы обеспечить лучшее шаговое разрешение, большинство шаговых двигателей имеют восемь полюса статора, а полюсные наконечники и ротор имеют зубья, обработанные в их. На практике количество зубьев, обработанных в статоре и роторе определяет угловое вращение, достигаемое при каждом ступенчатом вращении двигателя. Конфигурация зубьев статор-ротор обеспечивает угловой поворот на 1.8 градус на шаг.

++++ Конструкция шагового двигателя.

++++ Стандартный трехпроводной двигатель.

Обмотки:

Существуют различные методы обмотки шаговых двигателей. Стандартная тройка показан ведущий двигатель. Общий вывод двух обмоток подключается к земле наземного и подземного источника питания.

Клемма 1 подключена к общему проводу однополюсного переключателя на два направления. (Выключатель 1), а Клемма 3 подключена к общему проводу другого однополюсного двухпозиционный переключатель (переключатель 2).Один из неподвижных контактов каждого переключатель подключен к положительному или наземному напряжению, а другой стационарный контакт подключен к минусу или под землей, Напряжение. Полярность каждой обмотки определяется установкой положения его переключателя управления.

Шаговые двигатели также могут быть намотаны бифилярно. Термин «бифилярный» означает, что две обмотки намотаны вместе. Это похоже на обмотку трансформатора. с выводом по центру.Бифилярные шаговые двигатели имеют в два раза больше обмоток. как трехпроводной тип, что требует использования меньшего провода в обмотки. Это приводит к более высокому сопротивлению провода в обмотке, что приводит к лучшая индуктивно-резистивная (LR) постоянная времени для двигателя с бифилярной обмоткой.

++++Шаговый двигатель с бифилярной обмоткой.

Увеличенная постоянная времени LR приводит к повышению производительности двигателя. использование бифилярного шагового двигателя также упрощает требования к схеме привода.Обратите внимание, что бифилярный двигатель не требует наземного и подземного источник питания. Как правило, напряжение питания должно быть около в пять раз больше, чем напряжение двигателя. Токоограничивающее сопротивление используется в общем проводе двигателя. Этот токоограничивающий резистор также помогает улучшить постоянную времени LR.

=== Четырехступенчатая последовательность переключения

++++ Восьмиступенчатое переключение.

Четырехступенчатое переключение (полный шаг)

Схема переключения может использоваться для четырехступенчатой ​​последовательности переключения (полный шаг).Каждый раз, когда один из переключателей меняет положение, ротор выдвигается на четверть зуба. После четырех шагов ротор повернулся угловое вращение одного «полного» зуба. Если ротор и статор имеют 50 зубьев, мотору потребуется 200 шагов, чтобы провернуть один полный революция.

Это соответствует угловому повороту на 1,8 градуса за шаг (360 градусов/200 градусов). шаги 5 1,8 градуса на шаг). Показанная диаграмма иллюстрирует положения переключателя для каждого шага.

Восьмиступенчатое переключение (полушаговое)

++++ соединения для восьмиступенчатой ​​последовательности переключения (полушага). В этом расположении центральные выводы для фаз A и B подключаются через свои отдельные токоограничивающие резисторы обратно к минусу блока питания. Эта схема содержит четыре отдельных однополюсные выключатели вместо двух. Преимущество такого расположения заключается в том, что каждый шаг заставляет двигатель вращаться на одну восьмую зуба вместо одной четверти зуба.Мотор теперь требует 400 шагов, чтобы произвести один оборот, который производит угловой поворот на 0,9 градуса за шаг. Это приводит к лучшему шаговому разрешению и большей скорости. На диаграмме показано положение переключателя для каждого шага. шаг показан мотор.

===2 Восьмиступенчатая последовательность переключения: Шаг, Переключатель 1, Переключатель 2, Переключатель 3, Переключатель 4

++++ Шаговый двигатель.

++++ Шаговый двигатель в разрезе.

++++Схема сдвига фаз преобразует однофазное напряжение в двухфазное. Вперед Выкл. Вход обратного переменного тока

AC Операция:

Шаговые двигатели могут работать от переменного напряжения. В этом режиме работы они становятся двухфазными, переменного тока, синхронными двигателями с постоянной скоростью и относятся к асинхронным двигателям с постоянными магнитами. Обратитесь к разрезу шаговый двигатель. Обратите внимание, что этот двигатель не имеет щеток, контактных колец, коллектора, шестерни или ремни.Подшипники поддерживают постоянный воздушный зазор между постоянным магнитный ротор и обмотки статора. Типичный восьмиполюсный шаг статора двигатель будет иметь синхронную скорость 72 об/мин при подключении к 60-герцовому, двухфазная сеть переменного тока.

Резистивно-емкостная сеть может использоваться для обеспечения 90 дгр. фаза сдвиг, необходимый для преобразования однофазного переменного тока в двухфазный переменный ток. Простой форвард можно добавить выключатель обратного хода, чтобы обеспечить управление направлением. Образец показана схема такого типа.Правильные значения сопротивления и емкости необходимы для правильной работы. Неверные значения могут привести к случайным направление вращения при запуске двигателя, изменение направления при нагрузка переменная, неустойчивая и нестабильная работа, отказ от Начало.

Правильные значения сопротивления и емкости будут отличаться от различные шаговые двигатели. Рекомендации производителя должны быть следует для конкретного типа используемого шагового двигателя.

Характеристики шагового двигателя

:

Когда шаговые двигатели используются в качестве двухфазных синхронных двигателей, они могут запуск, остановка или изменение направления вращения практически мгновенно. двигатель запустится примерно через 1-1/2 цикла приложенного напряжения и останавливаться в течение 5-25 миллисекунд. Двигатель может поддерживать заглохшее состояние без вреда для мотора. Поскольку ротор представляет собой постоянный магнит, в роторе нет индукционного тока.Нет большого броска тока когда двигатель запущен. Пусковой и рабочий токи такой же. Это упрощает требования к мощности цепи, используемой для питания мотор.

Благодаря структуре ротора с постоянными магнитами двигатель не см удерживающий крутящий момент при выключении. Если требуется больший удерживающий момент, Напряжение постоянного тока может подаваться на одну или обе обмотки при вращении двигателя. выключенный. Показан пример схемы такого типа.Если DC применяется к одному обмотки, удерживающий момент будет примерно на 20% больше, чем номинальный крутящий момент двигателя. Если постоянный ток приложен к обеим обмоткам, удерживание крутящий момент будет примерно в 1-1/2 раза больше, чем номинальный крутящий момент.

++++ Применение постоянного напряжения для увеличения удерживающего момента.

Фаза A Фаза B Вперед Выкл Назад R C BR Вход переменного тока + BR

++++ Якорь и щетки универсального двигателя.

++++ Компенсационная обмотка включена последовательно с последовательной обмотка возбуждения.Якорь Серия поле Компенсационная обмотка

++++ Кондуктивная компенсация. Поле серии Арматура; Компенсационная обмотка

++++ Индуктивная компенсация. Арматура; Поле серии; Компенсационная обмотка

 

Alstom Торможение двигателей переменного тока

Alstom Торможение двигателей переменного тока


Электрические машины — Вопросы и ответы
Информация предоставлена ​​ALSTOM.

ТОРМОЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1. Когда требуется торможение электродвигателя?

Когда необходимо быстро остановить привод, удерживать привод в состоянии покоя после завершения какой-либо операции или проверить увеличение скорости двигателя с ремонтной нагрузкой.

2. Каковы основные способы торможения электродвигателей?

Механическим торможением, созданием тормозного момента самим двигателем или комбинацией этих двух методов.

При механическом торможении обычно используется барабанный или дисковый тормоз фрикционного типа, тормозные колодки удерживаются от нагрузки пружины соленоидом или электрическим приводом. Шестерня подруливающего устройства обычно подключается к клеммам двигателя. Помимо механического торможения, существует три основных метода:

  1. Регенеративное торможение, применяемое при ремонтных нагрузках; его можно использовать только для снижения скорости до значения холостого хода или синхронного.
  2. Противоточное торможение или блокировка, достигаемые за счет повторного подключения машины таким образом, чтобы ее выходной крутящий момент реверсировался.
  3. Динамическое торможение, получаемое путем отключения машины от сети и установления фиксированного магнитного поля. поле от источника постоянного тока, которое вызывает Э.Д.С. индуцируется в обмотках ротора. Мощное динамическое торможение может быть получено путем введение конденсаторов в цепь асинхронного двигателя с подачей постоянного тока или без нее.

3. Как применяется подключение к двигателям переменного тока?

Последовательность фаз питания (в случае трехфазного) меняется на противоположную путем замены двух проводов.Обычная компоновка двигателей с короткозамкнутым ротором — обратная. контактор, который замыкается при нажатии кнопки останова. Питание двигателя должно быть отключено, когда скорость приближается к нулю. Это достигается за счет наличия реле обратного вращения, соединенного с валом двигателя и подключенного для размыкания катушки тормозного контактора до того, как двигатель реверсирует. Двигатель потребляет большой ток от источника питания, если в цепь статора не добавлено сопротивление. Сопротивление ротора может быть использовано для обеспечения высокого тормозного момента.

Заглушка является наиболее распространенным методом торможения, используемым с коллекторными двигателями переменного тока типа Scharge. Для этого типа в механизме управления должна быть предусмотрена возможность включения сопротивления в каждую вторичную фазу во время включения, чтобы ограничить ток до безопасного значения.

4. Как применяется торможение постоянным током для асинхронных двигателей?

В обмотку статора подается постоянный ток после отключения этой обмотки от источника питания. Это создает стационарное поле, индуцирующее e.м.ф.с. и, следовательно, токи в цепях ротора. Этот метод обеспечивает высокий тормозной момент с малыми потерями, но тормозной эффект невелик на высоких скоростях для машин с нормальным скольжением, и обычно необходимо использовать большие постоянные токи возбуждения для осуществления быстрой остановки. Некоторый улучшение тормозной характеристики может быть достигнуто за счет увеличения сопротивления цепи ротора на высоких скоростях и уменьшения его при снижении скорости.

Рис. 37- Принципиальная схема подключения конденсаторного и магнитного динамического торможения.
Нажатие кнопки останова размыкает линии питания и подключает конденсаторы «С» к клеммам двигателя. Реле напряжения «VR» обеспечивает необходимую задержку перед срабатыванием для короткого замыкания клемм двигателя. Вместо ‘VR’ можно использовать таймер или концевые выключатели. R1 – это резисторы для управления тормозным моментом. Разрядные резисторы R2 и управляющий резистор R3 для напряжения отключения реле.

Механизм управления должен включать в себя трансформатор и выпрямитель для подачи низковольтного сильноточного постоянного тока, который подается на обмотки двигателя при нажатии кнопки останова.Если вторичное сопротивление включено для увеличения доступного тормозного момента, необходимо предусмотреть это. Постоянный ток обычно отключается после временной задержки. Преимущество торможения постоянным током по сравнению с подключением состоит в том, что реверс двигателя невозможен.

5. Можно ли применять торможение постоянным током к другим типам двигателей переменного тока?

Он обычно применяется к шунтирующим коллекторным двигателям переменного тока с питанием от статора, а также может использоваться с Зарядить моторы.Можно применить динамическое торможение синхронного двигателя токарного станка. Питание отключается, пока сохраняется поле постоянного тока двигателя, а сопротивление подключается к обмотке статора. Затем машина работает как генератор переменного тока, подаваемый на нагрузку постоянного сопротивления.

6. Как конденсаторное торможение применяется к асинхронным двигателям?

Конденсаторное динамическое торможение использует способность асинхронного двигателя к самовозбуждению, если к его клеммам подключается достаточная емкость при отключении питания.Затем двигатель работает как асинхронный генератор и рассеивает мощность с последующим эффектом торможения.

Если после этого клеммы двигателя замкнуты накоротко, следует магнитное торможение. Типичная базовая схема подключения показана на рис. 37. Конденсаторное торможение с последующим одновременным магнитным торможением и торможением постоянным током может применяться, когда инерция нагрузки очень велика.

Коллекторные двигатели постоянного тока и способы их управления

Дэвид Биркс, инженер по применению, Diodes Incorporated


Электродвигатели постоянного тока существуют уже почти двести лет, и за это время они постоянно совершенствовались.В последнее время бесщеточные двигатели постоянного тока становятся все более популярными, но для многих применений щеточные двигатели постоянного тока по-прежнему являются правильным выбором. Коллекторные двигатели дешевле и проще в управлении, поэтому они остаются популярным вариантом.

В этой статье мы объясним основы коллекторных двигателей постоянного тока, а затем рассмотрим схемы, необходимые для их привода. Мы также представим бесщеточные двигатели постоянного тока и их плюсы и минусы.

 

Основы коллекторного двигателя постоянного тока

Возвращаясь к основам, основной принцип работы электродвигателя, конечно же, заключается в том, что он преобразует электричество в движение.Это достигается за счет взаимодействия между магнитами, один из которых обычно создается путем пропускания тока через провод, обернутый вокруг ферритового сердечника. Ток, протекающий по проводу, создает второе магнитное поле. Это взаимодействует с первичным магнитным полем, создавая противодействующую силу, которая перемещает одну часть двигателя, обычно заставляя его вращаться вокруг оси.

Коллекторные двигатели постоянного тока состоят из четырех основных компонентов; неподвижный магнит (называемый статором), ротор, коммутатор и щетки (см. рис. 1).Ротор состоит из одной или нескольких проволочных обмоток, намотанных на сердечник из черного металла, обычно железа, и соединенных с питанием металлической «щеткой». Когда мы пропускаем ток через обмотки ротора, генерируемое поле взаимодействует с полем статора и создает силу, которая вращает ротор. Статор может быть постоянным магнитом или электромагнитом, в зависимости от требований любого конкретного приложения.

Это все очень хорошо, но если бы мы просто использовали обычные провода для подключения обмоток ротора к источнику питания, как только ротор повернулся достаточно далеко, его магнитная сила фактически изменила бы направление, поэтому ротор просто двигался бы вперед и назад, а не вращение в одном направлении.

Чтобы исправить это, мы используем коммутатор, который представляет собой токопроводящую медную втулку вокруг оси ротора, физически и электрически разделенную на сегменты. Когда коммутатор вращается, он соединяет и разъединяет эти сегменты через щетки, подавая питание на разные пары сегментов. Это приводит к тому, что полярность магнитного поля меняется на противоположную каждый раз, когда двигатель поворачивается на 180º, что приводит к плавному и непрерывному вращению.

Рисунок 1: Двухполюсный коллекторный двигатель

 

Альтернатива: бесщеточные двигатели постоянного тока

Как следует из названия, бесщеточные двигатели постоянного тока не имеют щеток.Вместо этого он использует транзисторы в электронной схеме управления для подачи и отключения питания от провода ротора, вырабатывая переменный ток от источника постоянного тока для изменения направления тока в каждом полупериоде, обеспечивая непрерывное вращение.

Бесщеточные двигатели постоянного тока, как правило, более плавные и более эффективные, чем щеточные двигатели, имеют более высокое отношение крутящего момента к мощности и обеспечивают более высокие скорости с более точным управлением. Поскольку щетки и коллекторы не изнашиваются, они требуют меньше обслуживания и имеют более длительный срок службы.Однако одним из основных недостатков бесщеточного двигателя является стоимость: самого двигателя и более сложной схемы привода, которая необходима.

Для обеспечения непрерывного движения контроллер бесщеточного двигателя меняет направление или фазу тока каждый раз, когда двигатель поворачивается на 180 градусов или на другую фиксированную величину, например 120 градусов для трехфазного двигателя.

Изменение управляющего напряжения может быть достигнуто с помощью аналоговых компонентов или в цифровом виде с использованием ПЛИС или микроконтроллера.Схема управления должна знать об относительном угловом положении двигателя, чтобы она могла активировать правильную фазу в нужное время. Этого можно достичь с помощью датчиков, используя оптический энкодер или датчик Холла, или без датчиков, определяя угол поворота по обратной ЭДС, создаваемой магнитным полем. В любом случае часто используется универсальный драйвер двигателя, который объединяет необходимые функции в одном чипе.

 

Цепи привода для щеточных двигателей

В принципе, как обсуждалось выше, щеточный двигатель не требует внешнего контроллера, так как изменение полярности магнитного поля осуществляется посредством щеток, замыкающих и разрывающих электрический путь через обмотки, добиваясь непрерывного вращения в одном направлении.

 

Для некоторых приложений этого достаточно. Но если мы хотим иметь возможность изменять скорость двигателя или менять направление вращения, нам нужна схема привода. Это может быть так же просто, как просто изменить направление тока, чтобы двигатель вращался в другую сторону.

Чтобы изменить скорость, мы могли бы изменить напряжение, используя делитель потенциала, чтобы скорость была пропорциональна напряжению. Однако снижение напряжения таким образом неэффективно, так как делитель напряжения не уменьшает общий протекающий ток.Чтобы преодолеть это, часто используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ), которая включает в себя быстрое включение и выключение тока для снижения «среднего» напряжения на двигателе.

Давайте рассмотрим пример простого однонаправленного приложения, такого как игрушка. Для этого нам нужен только один транзистор и обратный диод, который обеспечивает путь для рассеивания обратной ЭДС, которая в противном случае может привести к повреждению (см. рис. 2).

Для того, чтобы можно было изменять скорость, нам нужен транзистор, который может выдавать требуемую мощность и может включаться и выключаться управляющим сигналом.Примером этого является DMTh5008LFDFWQ от Diodes Incorporated, прочный MOSFET-транзистор, работающий при температуре до 175°C. Устройство обеспечивает высокую удельную мощность: до 40 В и 11,6 А в компактном корпусе размером 2 мм x 2 мм.

Рис. 2: Однонаправленный щеточный двигатель постоянного тока

 

Если требуется изменить направление вращения двигателя, это можно сделать с помощью схемы «Н-мост», названной так потому, что в ней используются четыре транзистора для управления потоком тока (см. рис. 3).Когда два транзистора Q1 и Q4 включены, ток течет через двигатель (обозначенный как «BDC» на рис. 3) слева направо, заставляя его вращаться. Выключение Q1 и Q4 и включение Q2 и Q3 заставляет ток течь справа налево через двигатель, заставляя его вращаться в противоположном направлении. Рисунок 3 также показывает, что нам по-прежнему нужен обратный диод для каждого транзистора, как и в рассмотренной ранее схеме с одним транзистором. На практике эту функцию обеспечивает корпусной диод транзистора.

Рис. 3. Расположение ворот H-моста

 

В настоящее время доступны устройства, объединяющие все четыре транзистора H-моста в одном корпусе, например DMHC4035LSDQ. Это формирует H-мост, который может коммутировать до 3А. Он поставляется в пакете SO-8 и подходит для автомобильных приложений на основе строгого стандарта AEC-Q101. Это устройство также можно использовать для управления однофазным бесщеточным двигателем.

 

Заключение

Коллекторные двигатели постоянного тока могут показаться менее эффектными, чем их бесколлекторные собратья, но они обеспечивают надежную и проверенную работу, требующую менее сложных приводных схем, что позволяет свести общие затраты к минимуму.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.