Kommutatormotor. Universal kommutatormotor

Kommutatormotor er en synkron elektrisk maskine, i hvilken omskifteren strømmen i viklingen og rotorpositionsføler er udformet som en og samme enhed - brush-opsamlingsenhed. Denne indretning kan være af forskellige typer.

arter

Kommutatormotor DC normalt omfatter i sin sammensætning elementer såsom:

- en trepolet rotoren på glidelejerne;

- en to-polet stator med permanente magneter;

- kobberplade som samler børsteenhed.

Dette sæt er typisk for de fleste energibesparende løsninger, der bruges som regel i legetøj, der ikke kræver mere strøm. Sammensætningen af kraftigere motorer omfattede flere strukturelle elementer:

- Fire grafit pensel i form af opsamlingsindretningen;

- en rotor med flere poler på rullelejer;

- stator permanent magnet med fire poler.

I de fleste tilfælde bevægeapparatet af typen anvendt i moderne biler til fan drivsystemer og gennemførelse køling ventilation vaskemaskine pumper og andre elementer i portnerne. Der er også mere komplekse enheder.

Motorkraft på flere hundrede watt er at anvende som en del af en firepolet stator, lavet af elektromagneter. Til tilslutning af sine viklinger kan anvende en af flere måder:

- Konsekvent med rotoren. I dette tilfælde en høj maksimalt drejningsmoment, men på grund af den høje tomgangshastighed er risiko for motorskade.

- Parallelt med rotoren. I dette tilfælde omsætning forblev stabil under forhold med skiftende belastning, men det maksimale drejningsmoment er mærkbart mindre.

- Blandet excitation når viklingen er forbundet i serie og en del parallelt. I dette tilfælde er de kombinerede fordele ved de foregående udførelsesformer. Brug denne type bil for startere.

- uafhængig excitation, som anvender en separat strømforsyning. I dette tilfælde opnås karakteristika, svarende til en parallelforbindelse. Brug denne indstilling er ret sjældne.

Kommutatormotor har nogle fordele: de er nemme at fremstille, reparere, betjene, og deres levetid er tilstrækkelig stor. Som ulemper, som typisk fordelt således: effektiv udformning af sådanne indretninger er normalt nizkomomentnymi Fleet og derfor mest drev kræver installation af gearkasser. Denne erklæring er berettiget, da den elektriske maskine, med fokus på lav hastighed, kendetegnet ved underspillet effektivitet, samt i forbindelse med disse køling problemer. Den sidste sådan, at for dem er svært at finde en elegant løsning.

Universal kommutatormotor

Denne udførelsesform er en variation af kollektorstrømmen af maskinen er konstant stand til at fungere på en direkte og vekselstrøm. Enheden er udbredt i visse typer af husholdningsapparater og håndværktøj på grund af deres lille størrelse, lille vægt, lave omkostninger og nem hastighedsregulering. Ganske ofte det sker som en trækkraft maskine i USA og de europæiske jernbaner. Du kan se motorenheden.

design funktioner

For en bedre forståelse af problemet bør tage et nærmere kig, der dannede grundlag for præsentationen enhed. typen universelle kollektor motor er en DC indretning med en serieforbundet feltviklingen optimeret til AC husholdning el-nettet. Motor rotation er i én retning, uanset polariteten. Dette skyldes det faktum, at serieforbindelsen af viklingerne i statoren og rotoren resulterer i en samtidig ændring af de magnetiske poler, og dermed den resulterende moment rettet i samme retning.

Hvad er det lavet?

Kommutatoren AC-motor involverer anvendelsen af en stator struktur af et magnetisk blødt materiale, der har en lille hysterese. At reducere tab , hvirvelstrømme, er dette element fremstillet af stablede plader med isolering. Som en delmængde af AC kommutatororganet maskiner sædvanlige at skelne aggregater pulserende strøm opnås ved at ensrette en enfaset kredsløb strøm uden udglatning pulsering.

Kommutatormotor AC er oftest kendetegnet ved en sådan funktion: idle- induktive modstand af statorviklinger ikke tillader en strøm at forbruge mere end en vis grænse, begrænser og maksimal moment til 3-5 på den nominelle. Tilnærmelse af de mekaniske egenskaber opnås ved anvendelse af delingen af statorviklingerne - individuelle resultater anvendes til at forbinde AC.

En ganske vanskelig opgave fyldt med kraftfulde skift kommutator maskine AC. I det øjeblik, hvor den neutrale sektion passerer, et magnetfelt, som er i indgreb med rotoren, ændre sin retning, og dette bliver en årsag genererer sektion reaktiv elektromotorisk kraft. Dette sker, når kører på vekselstrøm. Samleren vekselstrømsmaskinen foregår også reaktiv EMF. Straks fejret og transformer emf fordi rotoren er i et magnetfelt af statoren, pulserende i tiden. Blød start på kommutatormotor er ikke muligt, fordi der på dette tidspunkt amplituden af maskinen vil være den maksimale, men som du komme tættere på synkronisering hastighed er proportional med tilbagegang. Med yderligere acceleration ville markere en ny stigning. For at løse problemet med at skifte i dette tilfælde tilbudt flere sekventielle trin:

- Udformningen bør prioritere en enkelt-svingsektion og derved reducere strømmen af koblingen.

- Modstanden sektion skal stige, for hvilke de mest lovende elementer er modstande i opfangningspladerne hvor der er en god afkøling.

- Collector skal aktivt podshlifovyvatsya børster maksimale hårdhed med den højeste resistens.

- Reaktiv elektromotorisk kraft kan kompenseres ved hjælp af ekstra stænger med successive viklinger, og den parallelle vinding af transformeren anvendelig til erstatning af EMF. Idet værdien af den sidste parameter er en funktion af vinkelhastigheden af rotoren og magnetiseringsstrømmen, sådanne viklinger kræver slave regulering, som endnu ikke eksisterer.

- frekvens forsyningskredsløb skal være så lave som muligt. De mest populære muligheder er 16 og 25 Hz.

- Tilbageførsel bevaringsområder foretaget ved hjælp af skifte polariteten omskiftning af statorviklingerne eller rotoren.

Fordele og ulemper

Til sammenligning er de følgende betingelser: De enheder tilsluttet til hjemmet elektriske net med en spænding på 220 volt og en frekvens på 50 Hz, motoreffekten i dette tilfælde er den samme. Forskellen i mekaniske egenskaber for indretningen kan være en ulempe eller fordel afhængigt af hvilke krav der gælder aktuatoren.

Således samleren AC motor: værdighed sammenlignet med DC enhed:

- Såfremt der i netværket udføres direkte, uden behov for yderligere komponenter. I tilfælde af en DC maskine kræver opretning.

- Opstart nuværende er meget mindre, hvilket er meget vigtigt for enheder, der bruges i hverdagen.

- I nærværelse af en styrekredsløbsindretningen det meget lettere - og thyristor lysdæmper. Hvis den elektroniske komponent vil bygge dem, vil solfangeren elektrisk motor, hvis pris afhænger af kraften og rækkevidden fra 1.400 rubler og flere, forblive i drift, men vil straks blive skiftet til fuld kraft.

Der er også nogle ulemper:

- På grund af tab i statorinduktansen vending og den samlede effektivitet er markant reduceret.

- Maksimalt drejningsmoment er også reduceret.

Elektromotorer, enfaset solfanger har visse fordele i sammenligning med induktion:

- kompakthed;

- fravær af binding til netfrekvensen og hurtighed;

- væsentligt drejningsmoment;

- en proportional reduktion af omdrejninger og stigning i den automatiske tilstand, samt øget moment som belastningen øges, spændingen forbliver uændret;

- hastighedskontrol kan være glat i løbet af en temmelig bred vifte ved at variere spændingen.

Ulemper i forhold med asynkronmotor

- når belastningen hastighed vil være ustabil;

- brush-kommutator monteringsindretningen ikke meget pålidelige (behovet for maksimal skrubning reducerer ressource);

- AC switching forårsager alvorlig lysbuedannelse ved kollektoren, således dannede interferens;

- høje støjniveauer under arbejdet;

- opsamleren er karakteriseret ved et stort antal dele, hvilket gør motoren er ganske massiv.

Moderne solfanger motor er kendetegnet ved midler, der svarer med mulighederne for mekaniske gear og arbejdsorganer.

andre sammenligninger

Når man sammenligner samler og asynkrone motorer med lige stor motorkraft, uanset den nominelle frekvens af sidstnævnte, er det opnås forskellige karakteristika. Næste vil blive beskrevet i detaljer. Universal kommutatormotor implementerer en "blød" præstation. I dette tilfælde, moment er direkte proportional med belastningen på akslen, mens det viser omvendt. Bedømmelse moment er normalt mindre end det maksimale på 3-5. Begrænsning af tomgang det er kendetegnet ved usædvanligt store tab i motoren, og dermed når den kraftfuld maskine uden at indlæse det kan blive ødelagt.

Et kendetegn ved induktionsmotoren er en lufte, dvs. enheden vedligeholder hastighed nærmer sig den nominelle maksimale øjeblik stiger stærkt med et mindre fald i hastighed. Hvis vi taler om en betydelig ændring i denne indikator, motorens drejningsmoment er ikke kun vokser, men falder til nul, hvilket fører til et fuldstændigt stop. Tomgangshastighed lidt højere end den nominelle, mens de resterende konstant. Karakteristisk for enfaset induktionsmotor er et ekstra sæt problemer forbundet med iværksættelsen, da den ikke udvikler en startmoment under normale forhold. Magnetfeltet af en enfaset stator, pulserende i tid, er opdelt i to områder med modstående faser, fordi som starter uden alle mulige tricks bliver umuligt:

- kapacitet, skabe kunstig fase;

- split rille;

- resistens danner kunstig fase.

Teoretisk felt roterer i modsat fase reducerer maksimal effektivitet enfasede induktion maskine til 50-60% på grund af tab i magnetsystemet og overmættede viklinger påvirkes tæller feltstrømmene. Det viser sig, at der på samme aksel er to elektriske maskiner, med en drift i motoren mode og den anden - oppositionen tilstand. Det viser sig, at de elektriske motorer Enfaset opkøber kender ikke konkurrenterne i deres respektive netværk. Og det har opnået en så høj popularitet.

Mekaniske egenskaber ved den elektriske motor giver det et bestemt område af brug. Lav hastighed, begrænset frekvens AC gør asynkron lignende magt aggregater store i størrelse og vægt sammenlignet med universel samler. Imidlertid kan, når de indgår i et spændingstransformeren kredsløb med en høj frekvens opnås sammenlignelig størrelse og vægt. Det forbliver stivhed mekaniske egenskaber af motoren, hvortil der tilsættes tokopreobrazovanie tab samt øget hyppighed, øget magnetiske og induktive tab.

Analoger uden samleren node

Kommutatormotor har en analog AC, som er tættest på det i mekaniske egenskaber, - ventilen, hvor børste-kommutatormotor samling erstattet omformeren udstyret med en rotorpositionsføler. I en elektronisk analog af denne maskine anvender følgende system: en ensretter, synkronmotor med en sensor af vinkelpositionen af rotoren kombineret med en inverter. Imidlertid er tilstedeværelsen i rotorens permanente magneter fører til en reduktion af det maksimale drejningsmoment samtidig bevare størrelse.

virkemåde

kommutatormotor enhed viser, hvordan indretningen omdanner elektrisk energi til mekanisk energi og omvendt. Dette antyder muligheden for dets anvendelse som en generator. Det er værd at overveje samleren motor mere detaljeret kredsløbet, som skal demonstrere sine evner.

Fysikkens love siger klart, at når en elektrisk strøm gennem en leder i et magnetfelt, indvirkningen på ham af en vis styrke. I denne arbejdsgruppe tommelfingerregel, har en direkte effekt på motoreffekten. Kommutatormotor arbejder under dette grundlæggende princip.

Fysik lærer os, at grundlaget for skabelsen af nyttige ting er små regler. Dette var grundlaget for at skabe en ramme, der roterer i et magnetfelt, der gør det muligt at skabe en samler motor. Ordningen viser, at i det magnetiske felt af parret af ledere er placeret, en strøm, som er rettet i modsatte retninger, og dermed den kraft også. Deres sum giver det nødvendige drejningsmoment. Indretningen af elektromotoren er meget mere kompliceret, da det tilføjede en hel række væsentlige elementer, navnlig samleren, der giver den samme strøm retning over polerne. Den ujævnheder på fremskridt er blevet elimineret ved at arrangere flere spoler på ankeret, og de permanente magneter blev erstattet med spole, som tillod os at undgå behovet for en DC. Det er muligt at give en enkelt retning af drejningsmoment.

Reparation af elektriske motorer med deres egne hænder

Som enhver anden enhed, kan denne enhed mislykkes eller anden grund. Hvis den elektriske motor, kan et foto, som du kan se i vores gennemgang ikke ringe op til det ønskede antal omgange, eller når den startes ikke dreje akslen du vil kontrollere, ikke brænde, hvis det sikringer, der er ingen pauser i det elektriske kredsløb af ankeret, hvis selve enheden er overbelastet. Meget ofte overbelaste fører til unormale nuværende forbrug værdier. Du kan løse problemet nødt til nøje at undersøge den mekaniske transmission og bremsen, og derefter fjerne årsagerne til overbelastning.

Enheden af motoren, således at ved opstart det forbruger en vis strømstyrke. Hvis den er større end den nominelle værdi, er det nødvendigt at kontrollere sammenhængen i tilslutning parallelle og serielle viklinger i forhold til hinanden, såvel som i forhold til rheostat. Hvornår er reparation af elektriske motorer med deres egne hænder, ofte lov til meget specifikke fejl. Især kan shunt viklinger forbindes i serie med en elektrisk modstand rheostat, eller er forbundet til den ene pol af lysnettet.

Konsistens Checker forbinder opererer vikling excitation er lavet ved at forbinde den ene ende af shuntvikling reb, og den anden - en elektrisk leder, der strækker sig fra lysbuen rheostat. Sædvanligvis tværsnittet af den elektriske leder lidt mindre end de andre, så det kan detekteres uden megger. Når du har tændt for strømmen og slider rheostat skift til den midterste position på de frie ender af modtager strøm. Ved hjælp af en kontrollampe foretages successivt scanner alle de ledende ender. Når du trykker på en af dem, bør lampen lyser, og den anden - nej. Så alt det testede motor. Prisen på det udførte arbejde, vil afhænge af, hvilken type skade på enheden.

Hvis der under driften observeres antallet af omdrejninger, som er mindre end den nominelle, de vigtigste grunde til dette er normalt som følger: et lille netværk spænding, overbelastning, en stor spændende strøm. Hvis der er ikke-funktionel i naturen omvendt skal kontrollere excitation elektriske kredsløb, til at fjerne alle detekterede fejl, så er det muligt at fastsætte den normale værdi af magnetiseringsstrømmen. I nogle tilfælde kan det være nødvendigt at spole tilbage elmotorer.

Når årsagen ikke virker enheden er fejlagtig konjugering parallelle og sekventielle excitation viklinger er nødvendig for at genoprette den korrekte rækkefølge af forbindelsen. Hvis det er umuligt at fjerne sådan et problem på en enkel måde kan være nødvendig for at spole tilbage elmotorer. Kræves kontrolværdi og spændingen i det elektriske net, eftersom stigningen dens nominelle indikatororgan hastighed kan forøges.