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.
Коллекторный двигатель
Коллекторные двигатели бывают трехфазные и однофазные. Однофазные двигатели применяются в электрической тяге и для приводов малых и средних мощностей.
| Габаритные размеры двигателя типа ДР-25. |
Коллекторные двигатели изготовляются в защищенном исполнении во избежание случайных прикосновений к вращающимся и токоведущим частям и попадания внутрь машины посторонних предметов и капель воды, падающих отвесно.
Коллекторные двигатели могут быть постоянного, переменного тока и универсальными, способными работать как от сетей постоянного, так и от сетей переменного тока. Коллекторные двигатели-постоянного тока выпускаются либо с параллельным ( независимым) возбуждением, либо с последовательным возбуждением, либо с постоянными магнитами.
Коллекторные двигатели с последовательным возбуждением имеют небольшой сдвиг фаз между током в якоре и магнитным потоком индуктора и применяются для включения в сеть переменного тока.
Коллекторные двигатели могут быть построены как для однофазного, так и для трехфазного тока и раз — деляются по роду своих характеристик на две основные группы: 1) двигатели последовательные, которые резко изменяют свою скорость с изменением нагрузки и дают высокую скорость при малых значениях тормозного момента на валу, развивая в то же время большой начальный вращающий момент при относительно малом потреблении тока; 2) двигатели шунтовые, скорость которых меняется при изменении нагрузки весьма мало благодаря тому, что магнитный поток их, определяясь током ответвленной возбуждающей цепи, меняется при нагрузке незначительно. Скорость этих двигателей может быть изменяема вверх или — вниз от синхронной в широких пределах. Нек-рые — из них допускают вполне плавное изменение-скорости, другие-лишь ступенями.
| Векторная диаграмма однофазного коллекторного двигателя.| Коллекторный двигатель с компенсационной обмоткой и добавочными полюсами.| Репульсионный двигатель о v / о.| Связь направления вращения репульсионного двигателя с положением щеток.| Репульсионный двигатель с двойным комплектом щеток. |
Мощные коллекторные двигатели мощностью до 1500 кВт применяются в качестве тяговых в ряде западноевропейских стран.
Коллекторные двигатели компрессоров и вентиляторов имеют последовательное возбуждение, а преобразователи и делители напряжения, которые могут работать без нагрузки, обычно выполняют со смешанным возбуждением. Обмотки параллельного или независимого возбуждения этих машин создают магнитный поток, достаточный для ограничения их частоты вращения в допустимых пределах при работе без нагрузки. Генераторы преобразователей постоянного тока обычно имеют смешанное возбуждение. Большую магнитодвижущую силу у них создает обмотка независимого возбуждения. Генераторы служебного тока выполняют с параллельным регулируемым возбуждением.
| Компенсированный коллекторный двигатель с питанием со стороны ротора.| Однофазный коллекторный двигатель последовательного возбуждения.| Электромагнитный момент в коллекторных двигателях. |
Однофазные последовательные коллекторные двигатели ( рис. 6.9) имеют сосредоточенную обмотку возбуждения 0В, расположенную на явновыраженных полюсах и соединенную последовательно с многофазной обмоткой якоря Я, секции которой присоединены к коллектору. Для снижения потерь в стали статор и ротор выполняются шихтованными. Конструкция однофазных коллекторных двигателей сходна с конструкцией двигателей постоянного тока последовательного возбуждения.
| Габаритные размеры двигателей типов МУН-1, МУН-2 и МУН-1 С, МУН-2С. |
Коллекторные двигатели серии МУН предназначены для привода различных механизмов промышленного применения.
Коллекторный двигатель однофазного тока частотой 5Q гц состоит из статора, якоря, щеточного устройства и подшипниковых щитов.
Коллекторные двигатели малой мощности выпускаются в массовых количествах, поэтому для изолировки пазов и обмотки якорей разработано много типов полуавтоматических станков. Таким образом ручные обмотки механизированы в большей степени, чем катушечные обмотки машин средней мощности. Поэтому название обмоток скорее определяет порядок укладки проводов в пазы, чем технологию выполнения.
Достоинства и недостатки
Разберем плюсы и минусы коллекторного двигателя постоянного тока. Преимущества:
- Соотношение размеров к мощности (массогабаритные показатели).
- Простота регулировки оборотов и реализации плавного пуска.
- Пусковой момент.
Недостатки у КДПТ следующие:
- Износ щеток. Высоконагруженные двигатели, которые регулярно эксплуатируются, требуют регулярного осмотра, замены щеток и обслуживания коллекторного узла.
- Коллектор изнашивается из-за трения щеток.
- Возможно искрение щеток, что ограничивает применение в опасных местах (тогда используют КДПТ взрывозащищенного исполнения).
- Из-за постоянного переключения обмоток этот тип двигателей постоянного тока вносит помехи и искажения в питающие цепи или электросеть, что приводит к сбоям и проблемам в работе других элементов схемы (особенно актуально для электронных схем).
- У ДПТ на постоянных магнитах магнитные силы со временем ослабевают (размагничиваются) и эффективность двигателя снижается.
голоса
Рейтинг статьи
Ротор коллекторного двигателя
Ротор коллекторного двигателя состоит из вала, на который насаживается сборный магнитопровод. С одной стороны, на вал крепится коллекторный узел, с другой, лопасти вентилятора. Для обеспечения лёгкого вращения и для фиксации в корпусе на вал с двух сторон надеваются подшипники. Для нормальной работы электродвигателя, необходимо чтобы ротор был отлично сбалансирован. Потому к изготовлению этой части подходят особенно скрупулёзно.
Подвижная (вращающаяся) часть
Роторная обмотка
Сердечник ротора собирается из металлических пластин, отштампованных из магнитного металла. Толщина пластин 0,35-0,5 мм, каждая из них залита слоем диэлектрического лака, для избавления от паразитных токов. Пластины по внешнему краю имеют пазы, в которые затем укладываются витки медной проволоки. Эти пластины насаживаются на вал и закрепляются на нём, собирается пакет требуемого размера. Эта система является магнитопроводом.
Так выглядит ротор коллекторного двигателя
В пазы магнитопровода укладывается витки медного обмоточного провода. Выходы обмоток выводятся на коллекторный узел, где и происходит их переключение.
Как устроен коллекторный узел и как он работает
Коллекторный узел стоит рассмотреть подробнее. Иначе понять, как вращается ротор, сложно. Коллектор имеет цилиндрическую форму и набран из медных пластин (иногда называют ламелями), которые изолированы друг от друга слюдяными или текстолитовыми прокладками. Нет электрического контакта и с осью вала, к которому он крепится.
Коллектор имеет вид цилиндра, который набран из медных пластин. Пластины сделаны в виде секторов, разделены диэлектрическими прокладками
Получается, коллектор собран из медных секторов и без обмотки электрически друг с другом не связанных. К каждой пластине коллектора крепится вывод одной рамки обмотки ротора. К плоскости двух противоположных рамок коллектора прижимается две щетки. Они плотно прилегают к поверхности медной пластины коллектора, что даёт хороший контакт. На эти щётки подаётся потенциал, который и передаётся в тот виток обмотки ротора, который подключён к этим пластинам.
К парным пластинам коллектора прижимаются графитовые щетки
Так как ротор с некоторой скоростью вращается, одна пара пластин сменяется другой. Таким образом, напряжение передаётся на все обмотки ротора. При этом возникающие друг за другом поля поддерживают вращение ротора, «проталкивая» его в нужном направлении.
Впускные коллекторы с изменяемой геометрией
Отдельного внимания заслуживает система изменения геометрии впускного коллектора.
Двигатели с переменной длиной впускного тракта
Импульсные движения во впускном коллекторе, безусловно, помогают его работе, но процесс запускается только в диапазоне определенных частот колебаний. Длина импульса пропорциональна длине трубы коллектора. Такой принцип используется во впускных коллекторах с изменяемой длиной. Электронный блок управления двигателем контролирует число оборотов и подает сигнал на клапан для включения «малого» либо «большого» круга подачи смеси.
Устройство коллекторов с изменением сечения каналов
В случае изменения сечения впускного коллектора по ходу движения топливной смеси установлены заслонки, которые в закрытом положении не перекрывают полностью продвижение смеси, а уменьшают просвет коллектора. Изменение сечения потока приводит к завихрениям и увеличению их скорости. Управление такими устройствами осуществляет бортовой компьютер.
Пример реализации коллектора с изменяемым сечением дизельного и бензинового двигателей
Впускные коллекторы с системой рециркуляции отработанных газов
Впускные коллекторы с системами EGR Exhaust Gas Recirculatiоn (система рециркуляции отработанных газов) предназначены для уменьшения токсичных выбросов в атмосферу. Подобные конструкции коллекторов устанавливаются как на бензиновые, так и на дизельные двигатели. Принцип действия прост — отработанные газы из выхлопной системы через отдельный клапан попадают обратно во впускной коллектор, благодаря чему понижается содержание кислорода в топливовоздушной смеси, а значит, понижается интенсивность окисления и температура в камерах сгорания. Система включается только в определенных режимах, например, на холостом ходу.
Другие сравнения
При сопоставлении коллекторных и асинхронных двигателей одинаковой мощности, вне зависимости от номинальной частоты последних, получается разная характеристика. Далее это будет описано подробнее. Универсальный коллекторный электродвигатель реализует «мягкую» характеристику. В данном случае момент прямо пропорционален нагрузке на валу, при этом обороты обратно пропорциональны ей. Номинальный момент обычно меньше максимального в 3-5 раз. Ограничение оборотов холостого хода характеризуется исключительно потерями в двигателе, при этом при включении мощного агрегата без нагрузки он может разрушиться.
Характеристикой асинхронного двигателя является «вентиляторная», то есть агрегат поддерживает частоту вращения, приближенную к номинальной, увеличивая момент максимально резко при незначительном снижении оборотов. Если речь идет о значительном изменении этого показателя, то момент двигателя не только не растет, но и падает до нулевой отметки, что приводит к полной остановке. Обороты холостого хода немного превышают номинальные, при этом остаются постоянными. Характеристикой однофазного асинхронного двигателя является дополнительный набор проблем, сопряженных с запуском, так как он не развивает пускового момента в нормальных условиях. Магнитное поле однофазного статора, пульсирующее во времени, распадается на два поля с противоположными фазами, из-за чего пуск без всевозможных ухищрений становится невозможным:
— емкость, создающая искусственную фазу;
— расщепленный паз;
— активное сопротивление, формирующее искусственную фазу.
Теоретически поле, вращающееся в противофазе, снижает максимальный КПД однофазного асинхронного агрегата до 50-60% из-за потерь в перенасыщенной магнитной системе и обмотках, нагружаемых токами противополя. Получается, что на одном валу находятся две электрические машины, при этом одна работает в двигательном режиме, а вторая – режиме противовключения. Получается, что электродвигатели однофазные коллекторные не знают конкурентов в соответствующих сетях. Чем и заслужили столь высокую популярность.
Механические характеристики электродвигателя обеспечивает ему определенную сферу использования. Малые обороты, ограниченные частотой сети переменного тока, делают асинхронные агрегаты аналогичной мощности большими по весу и размеру в сравнении с универсальными коллекторными. Однако при включении в цепь питания инвертора с высокой частотой можно добиться соизмеримых размеров и веса. Остается жесткость механической характеристики электродвигателя, к которой добавляются потери на токопреобразование, а также увеличение частоты, повышаются магнитные и индуктивные потери.
Разновидности двигателей
Преобразование электрической энергии в механическую (вращение барабана) в стиральной машине происходит за счет двигателя. Инженеры разработали три типа двигателей, которые используются в машинках автомат:
- асинхронный мотор;
- коллекторный двигатель;
- бесколлекторный двигатель.
Моторы асинхронного типа могут быть двухфазными или трехфазными. В современных стиральных машинах, выпущенных после 2000 года, двухфазные моторы не используются. Мощность таких двигателей составляет 180-360 Вт, количество оборотов не велико и не превышает 2800 оборотов в минуту при отжиме, при стирке обороты составляют около 300. В машинках с таким двигателем отжим составляет только 400-600 оборотов в минуту, в редких случаях 800-1000.
Практически вытеснили асинхронные двигатели, коллекторные моторы, которые способны работать как от переменного, так и от постоянного тока. Они меньше по размеру и имеют плавное регулирование оборотов посредством электроники. Главный минус заключается в его устройстве, которое включает наличие щеток, они истираются и приходят в негодность.
Бесколлекторный двигатель или инверторный впервые появился в стиральных машинках в 2005 году, первой его стала использовать компания LG. Его отличие заключается в том, что он напрямую соединяется с барабаном без ременной передачи. Он компактнее двигателей двух других типов, прост по конструкции, имеет наибольший коэффициент полезного действия (КПД). По своей мощности инверторный двигатель не уступает предыдущим и способен раскручивать барабан при отжиме до 1600 2000 оборотов в минуту.
От мощности электродвигателя стиральной машины зависит энергопотребление в целом, проще говоря, то, сколько киловатт энергии наматывает машинка в час. Именно это интересует потребителя чаще всего, а не мощность мотора машинки автомат. Энергопотребление машины складывается из:
- потребляемой мощности двигателя, в процессе всей стирки она меняется, при отжиме больше, при стирке и полоскании меньше;
- мощности нагревательного элемента, которая в среднем составляет от 1,7 до 2,9 кВт. При этом чем выше температура нагрева воды, тем больше будет потребляемая мощность;
- мощности помпы, которая составляет 24-40 Вт, это вполне достаточно для откачивания воды;
- суммарной мощности, потребляемой лампочками, модулем управления, датчиками и т.п. она равна примерно 5-10 Вт.
Чем мощнее двигатель, тем больше оборотов сделает барабан, отжимая белье. Этот показатель отражен в классе отжима стиральной машины. Машины автомат, вращающиеся со скоростью 1600 оборотов в минуту относятся классу А. Но совсем не обязательно покупать такую машинку, ведь даже при отжиме в 800-1000 оборотов, белье будет хорошо отжато, без риска быть порванным.
Предлагаем ознакомиться Стиральная машина не сливает воду: причины, что делать
На стиральных машинах разных марок устанавливаются разные двигатели, поэтому они имеют разные технические характеристики и разную стоимость. Приведем несколько примеров.
- МОТОР CESET MCA 52/64-148/AD9 – двигатель, устанавливаемый на стиральных машинах Hotpoin-Ariston и Indesit, его мощность составляет 430 Вт и 11500 оборотов/мин;
- МОТОР CESET MCA38/64-148/CY15 – двигатель для стиральной машины Candy, Hoover, Zerovatt, мощность равна 360 Вт и 13000 оборотов/мин;
- МОТОР CESET CIM2/55-132/WHE1 – электродвигатель для стиральных машин Whirlpool, Bauknecht, мощность 800 Вт и 17000 оборотов/мин;
- WELLING HXGP2I.05 WASHING – мотор для стиральной машины Индезит или Вестел, мощность при отжиме 300 Вт, при стирке 30 Вт;
- Elecronic Control Motor Haier HCD63/39 – двигатель для машинок Candy и Haier, мощность 220 Вт и 13000 оборотов/мин;
- HXGP2I Welling Electronic Control Motor – двигатель для стиральной машины Samsung, мощность 300 Вт.
Итак, стиральные машины автомат, произведенные в 2000-х годах имеют коллекторный или бесколлекторный двигатель. Их потребляемая мощность может быть разной, но для потребителя это не имеет большого значения. Важнее знать, насколько машина энергоэффективна, а это можно выяснить по классу энергопотребления, который у современных машин А или А .
Комментарии (132) “Обороты электродвигателя”
Приставки З не бывает. Поэтому правильно писать Бесколлекторный
Ahaa, its nice discussion about this article here at this weblog, I have read all that, so now me also commenting at this place.
Its like you read my mind! You appear to know a lot about this, like you wrote the book in it or something. I think that you can do with a few pics to drive the message home a little bit, but instead of that, this is wonderful blog. A fantastic read. I will definitely be back.
I truly wanted to write a brief note so as to say thanks to you for the stunning secrets you are sharing here. My extensive internet investigation has at the end of the day been paid with pleasant suggestions to share with my friends and family. I would repeat that we readers actually are unequivocally blessed to live in a very good network with many brilliant individuals with very helpful techniques. I feel somewhat grateful to have encountered your entire webpages and look forward to some more pleasurable minutes reading here. Thank you once more for everything.
Thanks for finally writing about >Обороты электродвигателя | Механические характеристики, типы и модели – на промышленном портале Myfta.Ru gamefly free trial :
You need to be a part of a contest for one of the most useful blogs on the net. I’m going to highly recommend this site!
Thanks for finally talking about >Обороты электродвигателя | Механические характеристики, типы и модели – на промышленном портале Myfta.Ru
I simply had to say thanks yet again. I do not know the things I would have made to happen in the absence of those ways contributed by you relating to such a theme. It previously was a real terrifying circumstance in my circumstances, but noticing your specialized fashion you processed the issue forced me to jump with gladness. I’m happy for your information and then believe you comprehend what a powerful job that you’re getting into educating some other people through the use of a web site. I know that you have never come across any of us.
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.
Электрическая схема
Для практических работ удобно пользоваться двумя видами ее представления:
Упрощенное отображение
Способ позволяет очень просто представить подключение всех обмоток двигателя к схеме электрической сети.
Выключатель разрывает оба потенциала фазы и нуля или один из них. Через щетки с коллектором создается цепь тока по обмоткам ротора.
Принципиальная схема
В зависимости от конструктивных особенностей обмотки статора и ротора могут иметь дополнительные отводы для питания различных устройств управления и автоматики коллекторного двигателя или обходиться без них.
Термозащита исключает перегревание изоляции обмоток двигателя. Она снимает напряжение питания при срабатывании датчика, останавливая вращение ротора и исполнительного механизма.
Тахогенератор позволяет судить о скорости вращения ротора. У отдельных двигателей его заменяют датчиком Холла. Для передачи сигналов к этим устройствам тоже используются контакты коллекторных пластин.
Компоновка и принцип работы
Подвижная часть коллекторного двигателя, как и любого другого, механически сбалансирована и закреплена в подшипниках вращения, вмонтированных в неподвижную станину.
Стационарный статор и вращающийся ротор имеют собственные обмотки из изолированного провода. По ним протекает электрический ток, создающий магнитные поля со своими полюсами: северным N и южным S.
При взаимодействии этих двух электромагнитных полей создается вращение ротора.
Поскольку к обеим обмоткам необходимо постоянно подводить напряжение, а ротор вращается, то для него смонтировано специальное устройство: коллектор с щеточным механизмом.
Коллекторный двигатель постоянного тока с магнитами
В коллекторных двигателях постоянного тока постоянное магнитное поле обеспечивают:
- постоянные магниты;
- обмотки возбуждения.
Магниты и обмотки располагаются на корпусе статора, и чаще всего, вверху и внизу. Если говорить о маломощных моторах, то более популярны коллекторные двигатели с постоянными магнитами. Они проще в производстве, дешевле, быстро реагируют на изменение напряжения, что позволяет плавно регулировать скорость. Недостаток моторов с постоянными магнитами является их невысокая мощность, а еще то, что со временем или при перегреве магниты теряют свои свойства и это приводит к ухудшению характеристик двигателя.
Устройство коллекторного двигателя постоянного тока
Такие моторы имеют небольшую мощность, от единиц до сотен Ватт. Они используются в технике, для которой важна плавная регулировка скоростей. Это обычно детские игрушки, некоторые виды бытовой техники (в основном вентиляторы). Недостатком коллекторного мотора с магнитами является постепенная потеря мощности, магниты со временем становятся слабее, и без того небольшая мощность падает. Но в последнее время появились новые магнитные сплавы с большой магнитной силой, позволяющие создавать двигатели с большой мощностью.
Виды электродвигателей
Существуют следующие типы двигателей постоянного тока:
- с возбуждением при помощи постоянных магнитов;
- с последовательным соединением якоря и обмоток возбуждения;
- с параллельным соединением якоря и обмоток возбуждения;
- со смешанным соединением якоря и обмоток возбуждения;
- вентильный двигатель (бесколлекторный двигатель постоянного тока), выполненный при помощи замкнутой системы; в таком типе двигателя используется инвертор (силовой полупроводниковый преобразователь), преобразователь координат и ДПР (датчик положения ротора).
Двигателем переменного тока называют электрический двигатель, питание которого обеспечивает переменный ток. Существуют следующие типы двигателей переменного тока:
- гистерезисный двигатель;
- вентильный реактивный двигатель;
- асинхронный электродвигатель с частотой вращения ротора, отличающейся от частоты вращения создаваемого напряжением магнитного поля;
- синхронный электродвигатель с частотой вращения ротора, совпадающей с частотой вращения создаваемого напряжением магнитного поля.
Также существует УКД (универсальный коллекторный двигатель) с функцией режима работы как на переменном, так и на постоянном токе.
Ещё один тип двигателей – это шаговый электродвигатель с конечным числом положений ротора. Определённое указанное положение ротора фиксируется при помощи подачи питания на необходимые соответствующие обмотки. При снятии напряжения питания с одной обмотки и его передаче на другие происходит процесс перехода в другое положение.
Двигатель переменного тока при питании посредством промышленной сети обычно не позволяет достичь частоты вращения более трёх тысяч оборотов в минуту. По этой причине при необходимости получить более высокие частоты используется коллекторный двигатель, дополнительными преимуществами которого является лёгкость и компактность при сохранении необходимой мощности.
Иногда также применяют специальный передаточный механизм под названием мультипликатор, который меняет кинематические параметры устройства до требуемых технических показателей. Коллекторные узлы иногда занимают до половины пространства всего двигателя, поэтому электродвигатели переменного тока уменьшают в размере и делают легче в весе путём использования преобразователя частоты, а иногда благодаря наличию сети с повышенной частотой до 400 Гц.
Ресурс любого асинхронного двигателя переменного тока заметно выше коллекторного. Определяется он состоянием изоляции обмоток и подшипников. Синхронный же двигатель при использовании инвертора и датчика положения ротора считается электронным аналогом классического коллекторного двигателя, поддерживающего работу посредством постоянного тока.
Как коллекторные электродвигатели различаются между собой
Есть разные способы классификаций двигателей. Например, различают разный способ возбуждения двигателя:
- С помощью постоянного магнита (обычно используется в электродвигателях малой мощности);
- С помощью электрических магнитов (обычно используется в устройствах с большой мощностью, например, на заводском станке или грузоподъёмной машине).
Соединение обмоток тоже может стать причиной классификации:
Последовательное соединение. Раньше такой способ назывался «сериесным» соединением. Подключение обмотки происходит последовательно к якорной обмотке. Плюс этого вида: быстрый запуск устройства. Минус: при уменьшении скорости вращения нагрузка на вал будет повышена, из-за этого велика вероятность, что двигатель износится раньше гарантированного срока эксплуатации.
- Параллельное соединение. Сейчас можно услышать, как его называют «шунтовым» соединением. Как понятно из названия, подключение является параллельным между обмотками. Обороты в этом случае происходят в состоянии относительной стабильности, они же и являются плюсом этого вида подключения. Минус: в случае возникновения обрыва цепи может сломаться весь элемент целиком.
- Независимое соединение. В этом случае каждая обмотка запитана от своего источника. Благодаря этому обороты можно подвергать точной регулировке. Чем-то напоминает параллельное соединение, плюсы и минусы в них похожи.
- Смешанное соединение. Частично обмотка подключается параллельным способом, тогда как другая часть последовательным способом. Плюсы обоих видов при этом актуальны для данного вида соединения.
Форма патрубков коллектора
Так как в конструкции необходимо соблюдать точность, особенное внимание уделяется патрубкам. Каналы должны соответствовать точным параметрам длины и формы, в них недопустимы различные искривления и углы. Причин для этого несколько:
Причин для этого несколько:
- оседание топлива на стенках;
- резонанс Гельмгольца;
- расчет давления для работы системы.
Первая причина проста, ведь топливо при острых углах и выступах будет лишь оседать на них
Это в будущем может привести к засорам и сужению канала, поэтому важно избегать таких недостатков
Вторая причина – частая проблема у конструкторов. Резонансом Гельмгольца называется противодействие воздушного потока. Когда впускной клапан открывается, то смесь движется по патрубкам к цилиндру. В момент его закрытия поток прекращается, но инерция не исчезает. В результате смесь давит на клапан, формируя высокое давление в данной области. Этим же давлением она выталкивается назад, создавая противодействие при следующем впуске. В результате технические характеристики коллектора существенно ухудшаются, а многие элементы подвергаются повышенному износу.
Интересно! Сейчас на многих двигателях внедряются новые особенности конструкции, направленные на снижение эффекта Гельмгольца, но полностью устранить его довольно трудно.
Последняя же причина – расчет давления для работы системы. Если длина патрубков будет излишне велика, то системе придется возмещать давление в этой области для нормального движения топлива, что приводит к дополнительному износу системы.
Асинхронный или коллекторный: как отличить
Вообще, отличить тип двигателя можно по табличке — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.
Так выглядит новый однофазный конденсаторный двигатель
Как устроены коллекторные движки
Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.
Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.
Строение коллекторного двигателя
Недостатки коллекторных двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.
Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.
Асинхронные
Асинхронный двигатель имеет статор и ротор, может быть одно и трёхфазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.
Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.
Строение асинхронного двигателя
Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.
В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.
Более точно определить бифилярный или конденсаторный двигатель перед вами, можно при помощи измерений сопротивления обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки больше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифилярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.
Принцип работы с постоянным током
При подключении к источнику постоянного тока, двигатель работает как обычный коллекторный двигатель постоянного тока. Катушки статора подключаются к источнику питания и последовательно соединены через щетки к коллекторному узлу ротора, через которые ток поступает на его обмотки.
Щетки подключены к разным полукольцам коллектора, благодаря чему с каждой стороны проходит однонаправленный ток. Вследствие этого возникают магнитные поля и под их воздействием ротор начинает вращение. Вращающий момент всегда направлен в одну сторону и ротор продолжает вращаться.
В этом режиме электромотор имеет самый высокий КПД, Ближайшей альтернативой в работе с источником постоянного тока является бесколлекторный двигатель, однако из-за применения в нем постоянных магнитов его максимальный момент будет гораздо меньшим.
Источник: