+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Схема коллекторного электродвигателя переменного тока 220в



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).

Виды КД

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

Как работает коллекторный двигатель со щеточным механизмом в бытовой технике

Пылесос, кофемолка, дрель, перфоратор, триммер — далеко не полный перечень оборудования, в котором используется преобразование электрической энергии в механическую для работы бытовых устройств.

Они содержат сложные технические узлы, требуют умелого обращения, периодического осмотра, правильного обслуживания. При небрежной работе возникают различные поломки.

Материал статьи представляет советы домашнему мастеру, работающему с электрическими инструментами или планирующему самостоятельный ремонт электродвигателя с щеточным механизмом и коллектором. Текст наглядно дополняется схемами, картинками и видеороликом.

Предоставленная информация собрана с целью привлечь внимание пользователей к правилам эксплуатации бытовых приборов с коллекторным двигателем. Она поможет осознанно фиксировать возникающие дефекты работающей схемы, оперативно устранять их.

  • Компоновка и принцип работы
  • Электрическая схема
    • Упрощенное отображение
    • Принципиальная схема
  • Проблемные места конструкции
    • Подшипники
    • Отчего искрят щетки
    • Пробой диэлектрического слоя изоляции

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.

Электрическая схема

Для практических работ удобно пользоваться двумя видами ее представления:

  1. упрощенным;
  2. более подробным.

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.

Проблемные места конструкции

Чаще всего неисправности могут возникнуть в:

  • подшипниках:
  • щеточном коллекторном узле;
  • слое изоляции обмоток и проводов.

Подшипники

Их расположение выполняется по краям ротора с таким условием, чтобы максимально передавать осевую нагрузку крутящего момента.

У обычного бытового инструмента они могут повреждаться по двум основным причинам:

  1. от неправильного приложения нагрузки:
  2. в результате загрязнения.

Направления приложенных усилий

Подшипники бытового электроинструмента, как правило, не предназначены для восприятия боковых нагрузок. От частого их приложения, например, когда при работе дрелью нагружают не конец сверла, а прорезают щелевые отверстия его боком, на подшипниковый механизм передаются биения вала, создающие дополнительные люфты шариков в обоймах.

Работа в загрязненной среде

Коллекторный двигатель имеет воздушную систему охлаждения. Крыльчатка, надетая на ротор, забирает воздух через специальные щели в кожухе двигателя и прогоняет его по всему корпусу для отвода излишнего тепла от нагревающихся обмоток. Теплые потоки выбрасываются через специальные отверстия.

Если в помещении создана пыльная среда, то она будет засасываться внутрь корпуса и проникнет на подшипники и коллекторно-щеточный механизм. Возникнет абразивное воздействие на соприкасающихся при вращении частях, их преждевременный износ, а также нарушение электрической проводимости на контактах щеток.

Использование коллекторного двигателя не по назначению, например, сбор потока строительной пыли бытовым пылесосом вместо строительного, наиболее частая причина его поломки.

Отчего искрят щетки

Конструктивные особенности

При работе двигателя происходит постоянное трение щеток о контактные пластины коллектора, что требует периодического осмотра.

На рабочих поверхностях медных площадок появляется незначительный слой угольной пыли, как показано на фотографии. Это связано с расходом материала и износом щеток.

Этот процесс идет всегда при работе коллекторного двигателя. Даже при нормальном скольжении щетки создается незначительный разрыв цепи электрического тока. А это всегда связано с искрообразованием из-за возникновения переходных процессов и появлением микроскопических дуг. К тому же обмотки обладают высоким индуктивным сопротивлением.

Поэтому полностью исправный щеточный механизм при номинальной работе искрит, что не заметно взглядом, но ощущают чувствительные электронные приборы: телевизоры, компьютеры и другая техника. В схему их питания всегда устанавливают помехоподавляющие фильтры. Примером служит приведенная на сайте электрическая схема микроволновой печи с выделенным фрагментом зеленого цвета.

Износ материала щеток

Прижимаемая к коллекторной пластине токоведущая часть выполнена из угля. Ее объём изнашивается, а длина уменьшается. При этом ослабляется усилие нажима, создаваемое расправляемой пружиной.

Этот процесс может учитывается или не приниматься во внимание в разных конструкциях коллекторных двигателей.

Раритетные образцы

На старом двигателе выпуска 1960 года, приведенном в качестве примера, сжатие пружины осуществляется усилием завинчивания диэлектрической крышки.

Процесс установки щетки показан ниже.

Двигатель пылесоса

Описанная в статье об изготовлении самодельного триммера конструкция щеточного механизма имеет винт фиксации корпуса щетки.

Его установка показана на очередной фотографии. Обратите внимание, что сама щетка неоднократно стачивалась в процессе длительной работы и заменялась выточенным из угольного электрода батарейки по форме предыдущей.

При самостоятельном изготовлении щеток обращайте внимание на плотность ее входа в гнездо и перпендикулярное положение к оси вала. Если она будет меньшего размера, то при работе возникнет перекос. Он приведет к излишнему искрению и снижению ресурса двигателя.

Поэтому желательно использовать заводские щетки от производителя.
Существуют и другие технические решения этого вопроса.

Как проверить степень износа щетки

Основной метод связан с визуальным осмотром. В интернете можно встретить советы, рекомендующие прижать при работе двигателя щетку отверткой и оценить изменение оборотов ротора.

Это опасная операция, выполнять которую может только обученный и опытный персонал потому, что:

  • необходимо пользоваться защитными средствами: работа выполняется под напряжением;
  • существует вероятность создания короткого замыкания, ибо проверять придется обе щетки по очереди или одновременно и использовать отвертки с изолированными стержнями и наконечниками.

Если внешний осмотр показал, что длина щетки сильно уменьшена или рабочая поверхность имеет сколы, то ее необходимо просто заменить.

Загрязненный коллектор

Образование излишнего слоя угольной пыли с хорошими токопроводящими свойствами на пластинах может стать причиной их замыкания. Необходимо ее удалять не только с внешней поверхности, но и из промежутков между ними.

Графитовую пыль можно стереть слегка смоченной в спирте или бензине мягкой ветошью или убрать тонкой деревянной палочкой.

Когда коллекторные пластины потеряли первоначальную форму и стали с выемками, то их восстанавливают наждачной шкуркой с самым мелким зерном на токарных станках. Это сложная операция, требующая специального оборудования, но она способна продлить ресурс коллекторного двигателя.

Межвитковые замыкания в обмотках

Их образование на статоре или роторе резко снижает индуктивное сопротивление, ведет к появлению дополнительных искр между различными секциями коллектора и щеток. Возникает дополнительный перегрев.

Обмотка ротора

Поврежденную секцию в отдельных случаях можно наблюдать визуально по изменению цвета. Для выполнения электрических замеров потребуется точный омметр. Технологию проверки демонстрирует видео владельца altevaa TV “Проверка якоря коллекторного двигателя”.

Ремонт поврежденной обмотки ротора — операция сложная. Иногда проще купить новый.

Обмотка статора

Неисправность можно выявить замером активной составляющей электрического сопротивления по мостовой схеме у каждой полуобмотки. Но это тоже довольно сложно.

Пробой диэлектрического слоя изоляции

Кратко коснемся причин образования дефектов и защитных устройств, которыми необходимо пользоваться.

Как возникают неисправности

Медные провода жил всех обмоток покрыты слоем лака, который может повреждаться от:

  • неосторожно приложенных механических нагрузок;
  • при повышенной температуре.

От этих же факторов возникают дефекты изоляции питающих проводов с полихлорвиниловым покрытием.

В результате этих воздействий появляются следующие неисправности электрической схемы:

  • межвитковое замыкание, создающее дополнительный путь для протекания тока утечек, который значительно снижает рабочие характеристики двигателя;
  • короткое замыкание, способное выжечь провода.
Защитные устройства
Термореле

Встроенная во многие коллекторные двигатели функция защиты от перегрева работает автоматически. Когда оборудование отключается от его частой работы, то необходимо искать причину завышения температуры. К сожалению, часть пользователей старается заблокировать термореле. Это приводит к поломке с трудно восстанавливаемым ремонтом.

Автоматический выключатель

Ликвидация короткого замыкания и перегруза внутри электрической схемы двигателя возложена на бытовой автомат, питающий силовую розетку. Он устанавливается в квартирном щитке и по своим техническим характеристикам должен соответствовать рабочему и аварийному режиму коллекторного двигателя.

Без защиты налаженным автоматическим выключателем пользоваться инструментом с коллекторным двигателем опасно для жизни.

УЗО предотвращает стекание потенциала фазы через тело человека на землю. Оно тоже устанавливается в квартирном щитке.

Для закрепления материала рекомендуем посмотреть ролик владельца slavnatik “Почему искрит болгарка”.

Напоминаем, что сейчас вам удобно задать вопросы в комментариях и поделиться статьей с друзьями в соц сетях.

Источник

Коллекторный двигатель

1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах

Коллекторные двигатели получили широкое применение не только в электроинструменте (дрели, шуруповёрты, болгарки и т.д), мелких бытовых приборах (миксеры, блендеры, соковыжималки и т.п), но и в стиральных машинах в качестве двигателя привода барабана. Коллекторными двигателями оснащено большинство (примерно 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели применялись уже во многих стиральных машинах ещё с середины 90-х годов и со временем полностью вытеснили однофазные конденсаторные асинхронные двигатели.

Коллекторные моторы более компактные, мощные и простые в управлении. Этим и объясняется их столь массовое применение. В стиральных машинах применяются коллекторные двигатели таких марок производителей как: INDESCO, WELLING, C. E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC. Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип работы их совершенно одинаковый.

2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины

1. Статор
2. Коллектор ротора
3. Щётка (применяются всегда две щётки,
вторую на рисунке не видно)
4. Магнитный ротор тахогенератора
5. Катушка (обмотка) тахогенератора
6. Стопорная крышка тахогенератора
7. Клеммная колодка двигателя
8. Шкив
9. Алюминиевый корпус

Рис.2 Конструкция коллекторного двигателя стиральной машины

Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД).

Большинство коллекторных двигателей применяемых в стиральных машинах имеют конструкцию и внешний вид представленный на (рис. 2)
Данный двигатель имеет ряд таких основных частей как: статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда применяются две щётки), тахогенератор (магнитный ротор которого крепится к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все составные части скрепляются в единую конструкцию двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя . На клеммную колодку выводятся контакты обмоток статора, щёток, тахогенератора необходимые для подключения к электрической схеме. На вал ротора запрессован шкив, через который посредством ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины.

Чтобы в дальнейшем лучше понять как работает коллекторный двигатель, давайте рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.

3. Ротор (якорь)

Ротор (якорь) — вращающаяся (подвижная) часть двигателя. На стальной вал устанавливается сердечник, который для уменьшения вихревых токов изготавливают из наборных пластин электротехнической стали. В пазы сердечника укладываются одинаковые ветви обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующие коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей располагающихся на изоляторе и разделённые между собой зазором.
Для обеспечения скольжения ротора, на его вал запрессовываются подшипники, опорами которых служат крышки корпуса двигателя. Так же, на вал ротора запрессован шкив с проточенными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала есть отверстие с резьбой в которое прикручивается магнитный ротор

4. Статор

Статор — неподвижная часть двигателя. Для уменьшения вихревых токов, сердечник статора выполнен из наборных пластин электротехнической стали образующих каркас, на котором уложены две равные секции обмотки соединённые последовательно. У статора почти всегда есть только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях применяется так называемое секционирование обмотки статора и дополнительно имеется третий вывод между секциями. Обычно это делается из-за того, что при работе двигателя на постоянном токе, индуктивное сопротивление обмоток оказывает меньшее сопротивление постоянному току и ток в обмотках выше, поэтому задействуются обе секции обмотки, а при работе на переменном токе включается лишь одна секция, так как переменному току индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше. В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только секционирование обмотки статора необходимо для увеличения количества оборотов вращения ротора двигателя. При достижении определённой скорости вращения ротора, электрическая схема двигателя коммутируется таким образом, чтобы включалась одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается и двигатель набирает ещё большие обороты. Это необходимо на стадии режима отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Средний вывод секций обмотки статора применяется не во всех коллекторных двигателях.
Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок, последовательно через обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (на рисунке тепловая защита не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводят на клеммную колодку двигателя.

5. Щётка

Щётка — это скользящий контакт, является звеном электрической цепи обеспечивающим электрическое соединение цепи ротора с цепью статора. Щётка крепится на корпусе двигателя и под определённым углом примыкает к ламелям коллектора. Применяется всегда как минимум пара щёток, которая образует так называемый щёточно-коллекторный узел.
Рабочая часть щётки — графитовый брусок с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовый брусок имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянной контактной клеммой. Для прижима бруска к коллектору применяется пружинка. Вся конструкция заключена в изолятор и крепится к корпусу двигателя. В процессе работы двигателя, щётки из-за трения о коллектор стачиваются, поэтому они считаются расходным материалом.

6.Тахогенератор

Тахогенератор (от др.-греч. τάχος — быстрота, скорость и генератор) — измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Тахогенератор предназначен для контроля скорости вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора крепится напрямую к ротору двигателя и при вращении в обмотке катушки тахогенератора по закону взаимоиндукции наводится пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС). Значение переменного напряжения, считывается с выводов катушки и обрабатывается электронной схемой, а последняя в конечном итоге задаёт и контролирует необходимую, постоянную скорость вращения ротора двигателя.
Такой же принцип работы и конструкцию имеют тахогенераторы применяемые в однофазных и трёхфазных асинхронных двигателях стиральных машин.

В коллекторных двигателях некоторых моделей стиральных машин марки Bosch (Бош) и Siemens (Сименс) вместо тахогенератора применяется датчик Холла. Это очень компактный и недорогой полупроводниковый прибор, который устанавливается на неподвижной части двигателя и взаимодействует с магнитным полем кругового магнита установленным на валу ротора непосредственно рядом с коллектором. У датчика Холла три вывода, сигналы с которого так же считываются и обрабатываются электронной схемой (подробно принцип работы датчика Холла в данной статье мы рассматривать не будем).

7. Схема подключения коллекторного двигателя

Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые проходит электрический ток. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет последовательную схему подключения обмоток. В этом легко убедится рассмотрев его развёрнутую схему подключения к электрической сети (Рис. 7).

У коллекторных двигателей стиральных машин, на контактной колодке может быть от 6 до 10 задействованных контактов. На рисунке представлены все максимальные 10 контактов и всевозможные варианты подключения узлов двигателя.

Зная устройство, принцип работы и стандартную схему подключения коллекторного двигателя, без труда можно запустить любой двигатель напрямую от электросети без применения электронной схемы управления и для этого не надо запоминать особенности расположения выводов обмоток на клеммной колодке каждой марки двигателя. Для этого, достаточно всего лишь определить выводы обмоток статора и щёток и подключить их согласно схеме на приведённом ниже рисунке.

Порядок расположения контактов клеммной колодки коллекторного двигателя стиральной машины выбран произвольно.

На схеме, оранжевыми стрелочками условно показано направление тока по проводникам и обмоткам двигателя. От фазы (L) ток идёт через одну из щёток на коллектор, проходит по виткам обмотки ротора и выходит через другую щётку и через перемычку ток последовательно проходит по обмоткам обеих секций статора доходя до нейтрали (N).

Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.

Для того, чтобы двигатель начал вращаться в другую сторону, необходимо лишь изменить последовательность коммутации обмоток.
Пунктирной линией обозначены элементы и выводы, которые задействованы не во всех двигателях. Например датчик Холла, выводы термозащиты и вывод половины обмотки статора. При запуске коллекторного двигателя напрямую, подключаются только обмотки статора и ротора (через щётки).

Внимание! Представленная схема подключения коллекторного двигателя напрямую, не имеет средств электрической защиты от короткого замыкания и устройств ограничивающих ток. При таком подключении от бытовой сети, двигатель развивает полную мощность, поэтому не следует допускать длительного прямого включения.

8. Управление коллекторным двигателем в стиральной машине

Для управления коллекторным двигателем, в стиральной машине применяется электронная схема ,силовым регулирующим элементом является симистор (Рис.8), который подает (пропускает) необходимое напряжение на двигатель. Симистор можно представит как быстродействующий выключатель (ключ),с силовыми электродами А1 и А2,а на управляющий затвор G поступают управляющие импульсы открывая его в нужный момент. В электрической схеме, симистор последовательно подключён с коллекторным двигателем.

Принцип действия электронных схем, в которых используется симистор, основан на двухполупериодном фазовом управлении. На графике (рис.9) показано как изменяется величина питающего мотор напряжения в зависимости от поступающих на управляющий электрод симистора импульсов с микроконтроллера.
Таким образом можно отметить,что частота вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения прикладываемого к обмоткам двигателя.

Ниже представлены фрагменты условной электрической схемы подключения коллекторного двигателя с тахогенератором к электронному блоку управления (EC).
Общий принцип схемы управления коллекторного двигателя таков. Управляющий сигнал с электронной схемы поступает на затвор симистора (TY),тем самым открывая его и по обмоткам двигателя начинает протекать ток,что приводит к вращению ротора (M) двигателя. Вместе с тем, тахогенератор (P) передаёт мгновенное значение частоты вращения вала ротора в пропорциональный электрический сигнал. По сигналам с тахогенератора создаётся обратная связь с сигналами управляющих импульсов поступаемых на затвор симистора. Таким образом обеспечивается равномерная работа и частота вращения ротора двигателя при любых режимах нагрузки, вследствие чего барабан в стиральных машинах вращается равномерно. Для осуществления реверсивного вращения двигателя применяются специальные реле R1 и R2 , коммутирующие обмотки двигателя.

Изменение направления вращения двигателя

Т-тахогенератор
М-ротор (коллекторно-щёточный узел)
S-статор
P-тепловая защита
TY-симистор
R1 и R2— коммутирующие реле

В некоторых стиральных машинах, коллекторный двигатель работает на постоянном токе. Для этого, в схеме управления, после симистора, устанавливают выпрямитель переменного тока построенный на диодах («диодный мост»). Работа коллекторного двигателя на постоянном токе увеличивает его КПД и максимальный крутящий момент.

9. Достоинства и недостатки универсальных коллекторных двигателей

К достоинствам можно отнести: компактные размеры, большой пусковой момент, быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети, возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне— от ноля до номинального значения— изменением питающего напряжения, возможность применения работы как на постоянном,так и на переменном токе.
Недостатки — наличие коллекторно-щёточного узла и в связи с этим: относительно малая надёжность (срок службы), искрение возникающее между щётками и коллектором из-за коммутации, высокий уровень шума, большое число деталей коллектора.

10. Неисправности коллекторных двигателей

Самая уязвимая часть двигателя — коллекторно-щёточный узел. Даже в исправном двигателе, между щётками и коллектором происходит искрение, которое довольно сильно нагревает его ламели. При износе щёток до предела и вследствие их плохого прижима к коллектору, искрение порой достигает кульминационного момента представляющего электрическую дугу. В этом случае ламели коллектора сильно перегреваются и иногда отслаиваются от изолятора, образуя неровность,после чего,даже заменив изношенные щётки, двигатель будет работать с сильным искрением,что приведёт его к выходу из строя.

Иногда происходит межвитковое замыкание обмотки ротора или статора (значительно реже), что так же проявляется в сильном искрении коллекторно-щёточного узла (из-за повышенного тока) или ослаблении магнитного поля двигателя, при котором ротор двигателя не развивает полноценный крутящий момент.
Как мы и говорили выше, щётки в коллекторных двигателях при трении о коллектор со временем стачиваются. Поэтому большая часть всех работ по ремонту двигателей сводится к замене щёток.

Стоит отметить,что надёжность коллекторного двигателя во многом зависит от того, насколько качественно и грамотно производители подходят к технологическому процессу его изготовления и сборки.

Источник

Однофазные Электродвигатели 220в Схемы Подключения

Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети В берем емкости с рабочим напряжением В и выше. Принцип действия и схема запуска Принцип работы: Электрическим током порождается пульсирующее магнитное поле на статоре мотора.

Их существенный недостаток — недостаточное число оборотов скорость , обусловленное малой мощностью.


Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя , также осуществляется через конденсатор.
Подключение однофазного электродвигателя

Принцип действия и схема запуска

Однофазные асинхронные электродвигатели Устройство и принцип действия Мощность такого однофазного двигателя В может в зависимости от конструкции находиться в пределах от 5 Вт до 10 кВт. Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Похожие статьи:. Знать устройство пусковой и рабочей обмоток однофазного двигателя надо обязательно.


Выбор вращения двигателя Существуют электродвигатели с идентичными обмотками — их называют двухфазными. Применение однофазных моторов Такой тип моторов применяют для работы устройств с малой мощностью.

На корпусе однофазного асинхронного электродвигателя должна быть схема подключения, где указываются выводы основной и дополнительной обмотки, а также емкость конденсатора.

В асинхронных — наоборот: магнитное поле статора вращает ротор! Среди недостатков этих моделей асинхронных электродвигателей выделяют низкий КПД, слабый пусковой момент, отсутствие реверса и сложность обслуживания магнитных шунтов.

Принцип действия Переменный электроток создаёт магнитное поле в статоре, которое имеет два поля, они одинаковы по амплитуде, частоте, но разнонаправленны.

Принцип работы — также. У рабочей обмотки его значение всегда меньше около 12 Ом , чем у пусковой обычно около 30 Ом.

Другие способы При рассмотрении методов подключения однофазных асинхронных двигателей нельзя обойти внимание два способа, конструктивно отличающихся от схем для подключения через конденсатор. После включения двигателя в электрическую сеть пульсирующий магнитный поток разделяется на 2 части.
Подключение однофазного двигателя.

Схемы подключения

Обмотка с меньшим сечением и есть пусковая.

Это обусловлено особенностью, на которой основывается действие однофазных асинхронных машин — крутящийся вал, имеющий вращающее магнитное поле, находясь во взаимодействии с пульсирующим магнитным полем может работать от одной рабочей фазы. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле в холодильниках.

Можно замерить сопротивление тестером подключением его к клеммам: у рабочей обмотки его величина будет меньше. Катушка индуктивности.


На всех бытовых приборах, от соковыжималки до шлифовальной машины, установлены механизмы этого типа. Через щели в корпусе внутрь устройства втянуты сторонние вещества. Однофазные двигатели В пользуются высокой популярностью. Тепловое реле Тепловое реле действует следующим образом: при нагревании обмоток до установленного на реле предела, реле производит прекращение подачи электроэнергии на обе фазы, таким образом, исключается выход из строя при перегрузке или другой причине, это не даст возникнуть пожару.

Чтобы осуществить это технически, конструкция электромотора предусматривает большое количество механических деталей и составляющих электрической схемы: статор с основной и дополнительной обмоткой пуска; короткозамкнутый ротор; борно с группой контактов на панели; конденсаторы; центробежный выключатель и многие другие элементы, показанные выше на рисунке. При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов. Вот и вся схема включения однофазного двигателя с пусковой обмоткой бифолярного через кнопку. Схема подключения пускового конденсатора Поскольку схема кратковременного подключения однофазного двигателя через конденсатор предусматривает кнопку на пружине, которая при отпускании размыкает контакты, это дает возможность экономить, провода пусковой обмотки делают тоньше.

Применение однофазных моторов


Поэтому, важно своевременно отпустить пусковую кнопку. В результате получается два разнонаправленных потока с отличной от основного поля скоростью вращения. Магнитное поле основной обмотки поддерживает вращение длительное время. Варианты создания сдвига фаз Пусковая катушка может работать постоянно.

Таких схем есть несколько, согласование можно реализовать при помощи конденсаторов. В реальности, подключив электродвигатель, нужно проследить за его работой и нагревом. При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов. Однофазные коллекторные двигатели отличаются такими недостатками: Сложность ремонтных работ, невозможность их самостоятельного проведения.

К крайним входным контактам ПНВС подключаем силовой кабель от В , средний контакт соединяем перемычкой с рабочим обратите внимание! Автор: Л. В магнитопроводе однофазных двигателей находится двухфазная обмотка, состоящая из основной и пусковой обмотки. При отсутствии в моторе пускового механизма, то ротор будет стоять на месте.
Подключение однофазного электродвигателя

Подключение

Расчет значений их емкостей сравнительно прост: у рабочего 0,75 мкФ на 1 кВт мощности, у пускового — в 2,5 раза больше. Строение его немного отличается от обычного асинхронного однофазного двигателя.

Схема с рабочим, постоянно включенным конденсатором лучше работает в номинальном режиме, но имеет посредственные пусковые характеристики. Рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше, чем напряжение сети, то есть, для сети В берем емкости с рабочим напряжением В и выше.

Но, несмотря на это, они имеют широкое применение в производстве бытовой техники. Эти моторы имеют меньшие значения КПД.

После сбора схемы электромагнитного пускателя следует подключить силовую часть. Строение его немного отличается от обычного асинхронного однофазного двигателя. Его мощность может составлять от пяти до десяти киловатт. Кроме наличия двух фаз, требуется чтобы одна обмотка была смещена по отношению к другой на определённый угол.

Принцип действия коллекторного двигателя

Схема запуска: Запуск производится магнитным полем, которое вращает подвижную часть мотора. Следующий пример.

Однофазные асинхронные электродвигатели Устройство и принцип действия Мощность такого однофазного двигателя В может в зависимости от конструкции находиться в пределах от 5 Вт до 10 кВт. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Посмотрите на фото наглядно видно, что сечение проводов разное. При выполнении подключения рассматриваемого устройства осуществляются соединения нескольких типов. То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя.

Схема подключения коллекторного электродвигателя на 220 Вольт

Эти номиналы электроэнергии имеются во всех жилых помещениях нашей страны, и вследствие этого однофазные моторы имеют огромную популярность. Нужен первоначальный толчок. К обмоткам ротора ток подводится через щетки, соприкасающиеся с пластинами коллектора, к которым подсоединяются концы обмоток ротора. Схема подключения 2 Подключение в сеть асинхронного однофазного электродвигателя.

Функция центробежного выключателя состоит в отключении пусковой фазы, когда ротор набирает номинальную скорость. Дальнейшее вращение ротора обеспечивается за счет пульсирующего магнитного поля рабочей фазы, как уже было описано в предыдущем абзаце. Двух и трёхфазные моторы Существует возможность 2 или 3-фазный мотор подключить к однофазному источнику питания.
как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть

Источник

Подключение двигателя постоянного тока к переменной сети.

Принцип действия ДПТ. Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Возникла необходимость подключить универсальный коллекторный электродвигатель. На первый взгляд никаких проблем нет. Двигатель рабочий, ранее стоял в соответствующем устройстве и выполнял предназначенную ему функцию, то есть уже был подключён. Но дело в том, что использовать его решил в совершенно ином по своим функциям устройстве. Изменились условия, возможности эксплуатации и требования, как к его работе, так и к сроку службы. Ведь механизм, в котором предполагалось вновь задействовать электродвигатель, должен будет быть собран именно под него. Что делать с существующей обвязкой? Можно и главное нужно ли в ней, что-то менять? В данном конкретном случае это электродвигатель от электробритвы.

Имеющаяся обвязка состоит из конденсаторов и дросселей предназначенных выполнять исключительно функции помехоподавляющего фильтра.


Непосредственно на работу двигателя они ни как не влияют.

Известно, что универсальный коллекторный электродвигатель одинаково хорошо работает и на постоянном, и на переменном токе. Соответственно, не мудрствуя лукаво, при имеющимся сопротивлении секций обмоток статора (более 800 Ом) плюс сопротивление якоря (360 Ом), подключение можно сделать по такой схеме:


Что и было успешно опробовано.


Однако на постоянном токе чуточку лучше. Во первых КПД двигателя при переменном токе меньше, во вторых меньше срок службы щёток, коллектора и всей машины. Схема подключения будет такой.


Был опробован и этот вариант схемы.


Искрение щёток коллектора стало заметно меньше. Совсем уж решил на этом и остановиться, но тут посоветовали, что при питании данного электродвигателя постоянным током следует добавить, после диодного моста, конденсатор.


Ёмкость конденсатора первоначально посчитал по, показавшейся подходящей для данного случая, формуле. При подключении конденсатора с расчетной ёмкостью в 200 mkf движок взревел как небольшая электродрель, что заставило уменьшать ёмкость. Формулой для расчета, не оправдавшей себя, «делиться» смысла не вижу.


Остановился на конденсаторе 33mkf х 250V и диодном мосте из диодов 1N4007 (как более компактном). Работой электродвигателя доволен.

Видео работы электромотора

Ничего необычного, но действительно лучше увидеть, чем услышать (в данном случае прочитать) как он там «гудит», как он там «искрит». Желаю удачных экспериментов, Babay.

В домашнем хозяйстве редко встретишь мотор, работающий на постоянном токе. Зато они всегда устанавливаются в детских игрушках, которые летают, ездят, шагают и т.д. Всегда они стоят в автомобилях: в различных приводах и вентиляторах. В электротранспорте чаще всего используют тоже их.

Другими словами, применяются двигатели постоянного тока там, где требуется достаточно широкий диапазон регулирования скорости и точность ее поддержания.

Электрическая мощность в моторе преобразуется в механическую, заставляющую его вращаться, а часть этой мощности расходуется на нагревание проводника.

Конструкция двигателя электрического постоянного тока включает якорь и индуктор, которые разделяют воздушные зазоры. Индуктор, состоящий из добавочных и главных полюсов, и станины, предназначен для создания магнитного поля. Якорь, собранный из отдельных листов, обмотка рабочая и коллектор, благодаря которому постоянный ток подводится к рабочей обмотке, образуют магнитную систему. Коллектор – это насаженный на вал двигателя цилиндр, собранный из изолированных друг от друга медных пластин. К его выступам припаиваются концы обмотки якоря. Ток с коллектора снимается при помощи щеток, закрепленных в определенном положении в щеткодержателях, благодаря чему обеспечивается нужный прижим на поверхность коллектора. Щетки с корпусом двигателя соединяются с помощью траверса.

Щетки, в процессе работы, скользят по поверхности вращающегося коллектора, переходя от одной его пластины к другой. При этом, в параллельных секциях обмотки якоря происходит изменение тока (когда щетка накоротко замыкает виток). Процесс этот называют коммутацией.

Под влиянием своего магнитного поля, в замкнутой секции обмотки возникает ЭДС самоиндукции, вызывающая появление дополнительного тока, который на поверхности щеток распределяет неравномерно ток, что приводит к искрению.


Частота вращения – одна из важнейших его характеристик. Ее регулировать можно тремя способами: изменяя поток возбуждения, изменяя величину подводимого напряжения к двигателю, изменяя сопротивление в якорной цепи.

Два первых способа встречаются намного чаще третьего, ввиду его неэкономичности. Ток возбуждения регулируется при помощи любого устройства, у которого возможно изменять активное сопротивление (например, реостата). Регулирование при помощи изменения напряжения требует наличие источника постоянного тока: преобразователя или генератора. Такое регулирование применяют во всех промышленных электроприводах.

Торможение электрического двигателя постоянного тока

Для торможения электроприводов с ДПТ также есть три варианта: торможение противовключением, динамическое и рекуперативное. Первое происходит за счет изменения полярности тока в обмотке якоря и напряжения. Второе происходит благодаря замыканию накоротко (через резистор) обмотки якоря. Электрический двигатель при этом работает как генератор, преобразуя в электрическую, запасенную им механическую энергию, которая выделяется в виде тепла. Это торможение сопровождается мгновенной остановкой двигателя.

Последнее происходит, если электрический мотор, включенный в сеть, вращается со скоростью, которая выше скорости холостого хода. ЭДС обмотки двигателя в этом случае, превышает значение напряжении я в сети, что приводит к изменению на противоположное направление тока в обмотке мотора, т.е. двигатель отдает в сеть энергию, переходя в режим генератора. Одновременно возникает тормозной момент на валу.

Преимущества двигателей постоянного тока

Сравнивая их с асинхронными моторами, нужно отметить отличные пусковые качества, высокую (до 3000 об/мин) частоту вращения, а также хорошую регулировку. Из недостатков отметить можно? Сложность конструкции, низкую надежность, высокую стоимость и затраты на ремонт и обслуживание.

Принцип действия ДПТ

ДПТ, как и любой современный мотор, работает на основе «Правила левой руки», с которым все знакомы еще со школы и закона Фарадея. При подключении тока к нижней обмотке якоря в одном направлении, а к обмотке верхней – в другом, якорь начинает вращаться, а уложенные в его пазах проводники – выталкиваться магнитным полем статора или обмоток корпуса двигателя постоянного тока. Вправо выталкивается нижняя часть, а влево – верхняя. В результате якорь вращается до тех пор, пока его части не поменяются местами. Чтобы добиться непрерывного вращения, необходимо полярность обмотки якоря регулярно менять местами. Как раз этим и занимается коллектор, коммутирующий при вращении обмотки якоря. На коллектор от источника подается напряжение через пару прижимных щеток из графита.

Принципиальные схемы ДПТ

Двигатель переменного тока подключается просто, в отличие от ДПТ. Обычно у таких двигателей высокой и средней мощности имеются отдельные выводы в клеммной коробке (от обмотки и якоря). На якорь обычно подается полное напряжение, а на обмотку — ток, регулировать который можно реостатом или напряжением переменным. От величины тока, имеющегося на обмотке возбуждения, прямопропорционально зависят обороты двигателя переменного тока.

В зависимости от того, какая используется схема подключения электродвигателя постоянного тока, двигатель электрический может быть постоянного тока, разделяют на самовозбуждающиеся и с независимым возбуждением (от отдельного источника).

Схема для подключения двигателя с возбуждением параллельным

Она аналогична предыдущей, но не имеет отдельного источника питания.

Когда требуется большой пусковой ток, применяют двигатели с возбуждением последовательным: в городском электротранспорте (троллейбусах, трамваях, электровозах).

Токи обоих обмоток в этом случае одинаковы. Недостаток – требуется постоянная нагрузка на вал, поскольку при ее уменьшении на 25%, резко увеличивается частота вращения и происходит отказ двигателя.

Есть еще моторы, которые крайне редко используются — со смешанным возбуждением. Их схема представлена ниже.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Под понятием «возбуждение» понимают создание в электрических машинах магнитного поля, которое необходимо, чтобы заработал двигатель. Схем возбуждения несколько:

  • С независимым возбуждением (питание обмотки происходит от постороннего источника).
  • Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (источник питания обмотки возбуждения и якоря включены параллельно) – шунтовые.
  • С последовательным возбуждением (обе обмотки включены последовательно) – сериесные.
  • Со смешанным возбуждением – компаундные.

Бесщеточные моторы

Но, двигатель со щетками, которые быстро изнашиваются и приводят к искрению, не может использоваться там, где необходима высокая надежность, поэтому среди электротранспорта (электровелосипедов, скутеров, мотоциклов и электромобилей) наибольшее применение нашли бесщеточные электродвигатели. Они отличаются высоким КПД, невысокой стоимостью, хорошей удельной емкостью, длительным сроком службы, малыми размерами, бесшумной работой.

Работа этого двигателя основывается на взаимодействии магнитных полей электромагнита и постоянного. Когда за окном 21 век, а вокруг полно мощных и недорогих проводников, логично заменить механический инвертор цифровым, добавить датчик положения ротора, решающий в какой момент на конкретную катушку необходимо подать напряжение, и получить бесщеточный электродвигатель постоянного тока. В качестве датчика чаще используется датчик Холла.

Поскольку в этом двигателе удалены щетки, он не нуждается в регулярном обслуживании. Управляется двигатель постоянного тока при помощи блока управления, позволяющего изменять частоту вращения вала мотора, стабилизировать на определенном уровне обороты (независимо от имеющейся на валу нагрузки).

Состоит блок управления из нескольких узлов:

  • Системы импульсно-фазового управления СИФУ.
  • Регулятора
  • Защиты.

Где купить электродвигатель

Многие компании с мировыми именами выпускают сегодня электродвигатель постоянного тока 220 В. Купить его можно в интернет — магазинах, менеджеры которых предоставят исчерпывающую онлайн информацию, касающуюся выбранной модели. Большой выбор моделей таких двигателей на сайте http://ru.aliexpress.com/w/wholesale-brushless-dc-motor.html , в каталоге которого можно ознакомиться со стоимостью моделей, их описанием и пр. Если даже в каталоге нет интересующего двигателя, можно заказать его доставку.

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.

  • 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 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 переменного тока 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 коллекторного электродвигателя переменного тока 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.
  • 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.

Благодаря своим компактным размерам, коллекторный двигатель получил широкое распространение в конструкциях ручного электроинструмента. Он успешно применяется взамен конденсаторного однофазного асинхронного . Массовое применение коллекторных двигателей обусловлено их высокой мощностью, простотой в управлении и обслуживании. Независимо от внешних различий и типов креплений, все они имеют одинаковый принцип действия.

Устройство и принцип работы

Прежде всего, это однофазный электродвигатель, где осуществляется последовательное возбуждение обмоток. Для его работы может использоваться переменный или постоянный ток. По этой причине, коллекторный электродвигатель считается универсальным.

Большинство таких электродвигателей имеют в своей конструкции основные элементы в виде статора вместе с обмоткой возбуждения, а также ротора и двух щеток в качестве скользящего контакта. Большая роль во всей конструкции отводится тахогенератору. Его магнитный ротор закрепляется в торце роторного вала, а фиксация катушки осуществляется с помощью стопорного кольца или крышки.


Все конструктивные элементы электродвигателя объединены в общей конструкции. Их соединяют две алюминиевые крышки, непосредственно образующие корпус двигателя. Для вывода контактов, присутствующих во всех элементах используется клеммная колодка, позволяющая легко включать их в общую электрическую схему. Для работы ременной передачи на роторный вал запрессовывается шкив.

Подключение и управление

В основе работы данного вида двигателей лежат взаимодействующие поля, присутствующие в статоре и роторе, при прохождении через них электрического тока. Коллекторный двигатель имеет последовательную схему, по которой подключаются обмотки. Контактная колодка позволяет задействовать до десяти контактов, увеличивая количество вариантов подключения.


Простейшее подключение можно выполнить, зная лишь расположение выводов в статоре и щетках. При нормальном подключении устанавливаются средства электрической защиты и устройства, позволяющие ограничивать ток. Поэтому, прямое подключение от сети должно производиться не более чем на 15 секунд.

Управление коллекторным двигателем осуществляется с помощью специальной электронной схемы. В этой схеме всю силовую регулировку выполняет , подающий напряжение на двигатель в необходимом количестве и подключаемый последовательно с ним.

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.

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).

Виды КД

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.


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.


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.


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.


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 U K 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:

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.


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.


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.

Коллекторный двигатель постоянного тока 220в

Коллекторные электродвигатели довольно распространены в быту и на производстве. Они используются для привода различных механизмов, электроинструмента, в автомобилях. Отчасти популярность обусловлена простой регулировкой оборотов ротора, но есть и некоторые ограничения их применения и конечно же недостатки. Давайте разберемся что такое коллекторный двигатель постоянного тока (КДПТ), какие бывают разновидности данного вида электродвигателей и где они используются.

Определение и устройство

В справочниках и энциклопедиях приводят, такое определение:

«Коллекторным называется электродвигатель, у которого датчиком положения вала и переключателем обмоток является одно и то же устройство – коллектор. Такие двигатели могут работать либо только на постоянном токе, либо и на постоянном, и на переменном.»

Коллекторный электродвигатель, как и любой другой, состоит из ротора и статора. В этом случае ротор – является якорем. Напомним, что якорем называется та часть электрической машины, которая потребляет основной ток, и в которой индуцируется электродвижущая сила.

Для чего нужен и как устроен коллектор? Коллектор расположен на валу (роторе), и представляет собой набор продольно расположенных пластин, изолированных от вала и друг от друга. Их называют ламелями. К ламелям подключаются отводы секций обмоток якоря (устройство якорной обмотки КДПТ вы видите на группе рисунков ниже), а точнее к каждой из них подключен конец предыдущей и начало следующей секции обмотки.

Ток к обмоткам подаётся через щетки. Щётки образуют скользящий контакт и во время вращения вала соприкасаются то с одной, то с другой ламелью. Таким образом происходит переключение обмоток якоря, для этого и нужен коллектор.

Щеточный узел состоит из кронштейна с щеткодержателями, непосредственно в них и устанавливаются графитовые или металлографитовые щетки. Для обеспечения хорошего контакта щетки прижимаются к коллектору пружинами.

На статоре устанавливаются постоянные магниты или электромагниты (обмотка возбуждения), которые создают магнитное поле статора. В литературе по электрическим машинам вместо слова «статор» чаще используют термины «магнитная система» или «индуктор». На рисунке ниже изображена конструкция ДПТ в разных проекциях. Теперь же давайте разберемся как работает коллекторный двигатель постоянного тока!

Принцип действия

Когда ток протекает через обмотку якоря, возникает магнитное поле, направление которого можно определить с помощью правила буравчика. Постоянное магнитное поле статора взаимодействует с полем якоря, и он начинает вращаться благодаря тому, что одноименные полюса отталкиваются, притягиваясь к разноимённым. Что отлично иллюстрирует рисунок ниже.

При переходе щеток на другие ламели ток начинает протекать в обратную сторону (если рассматривать приведенный выше пример), магнитные полюса меняются местами и процесс повторяется.

В современных коллекторных машинах не используется двухполюсная конструкция из-за неравномерности вращения, в момент переключения направления тока силы, действующие на якорь, будут минимальны. А если включить двигатель, вал которого остановился в этом «переходном» положении — он может и не начать вращаться совсем. Поэтому на коллекторе современного двигателя постоянного тока расположено значительно больше полюсов и секций обмоток, уложенных в пазах шихтованного сердечника, таким образом достигаются оптимальные плавность движения и момент на валу.

Принцип работы коллекторного двигателя простым языком для чайников раскрыт в следующем видеоролике, убедительно рекомендуем ознакомиться.

Виды КДПТ и схемы соединения обмоток

По способу возбуждения коллекторные двигатели постоянного тока различают двух типов:

  1. С постоянными магнитами (маломощные двигатели мощностью десятки и сотни Ватт).
  2. С электромагнитами (мощные машины, например, на грузоподъёмных механизмах и станках).

Различают такие типы КДПТ по способу соединения обмоток:

  • Последовательного возбуждения (в старой отечественной литературе и от старых электриков можно услышать название «Сериесные», от англ. Serial). Здесь обмотка возбуждения подключена последовательно с обмоткой якоря. Высокий пусковой момент – преимущество такой схемы, а её недостаток – падение частоты вращения с увеличением нагрузки на валу (мягкая механическая характеристика), и то что двигатель идёт вразнос (неконтролируемый рост оборотов с последующим повреждением опорных подшипников и якоря) если работают на холостом ходу или с нагрузкой на валу в меньше 20-30% от номинальной.
  • Параллельного (также называют «шунтовые»). Соответственно обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря. На низких оборотах на валу высокий момент и стабилен в относительно широком диапазоне оборотов, а с увеличением оборотов он уменьшается. Преимущество — стабильные обороты в широком диапазоне нагрузки на валу (ограничивается его мощностью), а недостаток – при обрыве в цепи возбуждения может пойти вразнос.
  • Назависимого. Обмотки возбуждения и якоря питаются от разных источников. Такое решение позволяет точнее регулировать обороты вала. Особенности работы похожи на ДПТ с параллельным возбуждением.
  • Смешанного. Часть обмотки возбуждения подключена параллельно, а часть последовательно с якорем. Совмещают достоинства последовательного и параллельного типов.

Условное графическое обозначение на схеме вы видите ниже.

В иностранной и современной отечественной литературе, а также на схемах можно встретить и другое представление УГО для КДПТ, как было приведено на предыдущем рисунке в виде круга с двумя квадратами, где круг обозначает якорь, а два квадрата – щетки.

Схема подключения и реверс

Схема соединения обмоток статора и ротора определяется при изготовлении, и, в зависимости от того, где применяется конкретный двигатель, нужно выбирать соответствующее решение. В определенных режимах работы (тормозной режим, например) схемы включения обмоток могут изменяться или вводиться дополнительные элементы.

Включают маломощные коллекторные двигатели постоянного тока с помощью: полупроводниковых ключей (транзисторов), тумблеров или кнопок, специализированных микросхем-драйверов или с помощью маломощных реле. Крупные мощные машины подключаются к сети постоянного тока через двухполюсные контакторы.

Ниже вы видите реверсивную схему подключения двигателя постоянного тока к сети 220В. На практике, на производстве схема будет аналогичной, но диодного моста в ней не будет, поскольку все линии для подключения таких двигателей прокладываются от тяговых подстанций, где переменный ток выпрямляется.

Реверс осуществляется путем смены полярности на обмотке возбуждения или на якоре. Изменить полярность и там, и там нельзя, поскольку направление вращения вала не изменится, как это происходит с универсальными коллекторными двигателями при работе на переменном токе.

Для плавного пуска двигателя в цепь питания обмотки якоря или обмотки якоря и обмотки возбуждения (в зависимости от схемы их соединения) вводят регулировочное устройство, например, реостат, таким же образом регулируют и частоту вращения вала, но вместо реостата чаще используют набор постоянных резисторов, подключаемых с помощью набора контакторов.

В современных приложениях частота оборотов изменяется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и полупроводникового ключа, именно так это и сделано в аккумуляторном электроинструменте (шуруповёрт, например). КПД такого способа значительно выше.

Сфера применения

Коллекторные двигатели постоянного тока применяются повсеместно как в быту, так и в промышленных устройствах и механизмах, давайте кратко рассмотрим их область применения:

  • В автомобилях используют 12В и 24В коллекторные ДПТ для привода щеток стеклоочистителей (дворников), в стеклоподъёмниках, для запуска двигателя (стартер — это коллекторный двигатель постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения) и приводах другого назначения.
  • В грузоподъёмных механизмах (краны, лифты и пр.) используются КДПТ, которые работают от сети постоянного тока с напряжением 220В или любым другим доступным напряжением.
  • В детских игрушках и радиоуправляемых моделях малой мощности используются КДПТ с трёхполюсным ротором и постоянными магнитами на статоре.
  • В ручном аккумуляторном электроинструменте — разнообразные дрели, болгарки, электроотвертки и т.д.

Отметим, что в современный дорогой электроинструмент устанавливают не коллекторные, а бесколлекторные электродвигатели.

Достоинства и недостатки

Разберем плюсы и минусы коллекторного двигателя постоянного тока. Преимущества:

  1. Соотношение размеров к мощности (массогабаритные показатели).
  2. Простота регулировки оборотов и реализации плавного пуска.
  3. Пусковой момент.

Недостатки у КДПТ следующие:

  1. Износ щеток. Высоконагруженные двигатели, которые регулярно эксплуатируются, требуют регулярного осмотра, замены щеток и обслуживания коллекторного узла.
  2. Коллектор изнашивается из-за трения щеток.
  3. Возможно искрение щеток, что ограничивает применение в опасных местах (тогда используют КДПТ взрывозащищенного исполнения).
  4. 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).
  5. У ДПТ на постоянных магнитах магнитные силы со временем ослабевают (размагничиваются) и эффективность двигателя снижается.

Вот мы и рассмотрели, что такое коллекторный двигатель постоянного тока, как он устроен и какой у него принцип действия. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Преобразование электрического тока в механическое движение (вращение) осуществляется электромеханическим преобразователем энергии — электрической машиной. Принцип работы, которой, основан на явлениях электромагнитной индукции и силы Ампера, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле.

Электрические машины делятся по видам преобразования энергии:

• Генератор — преобразует механическую энергию в электрическую и тепло;
• Электрический двигатель — преобразует электрическую энергию в механическую работу и тепло;
• Электромеханический преобразователь (трансформатор) — преобразуют электрическую энергию одного вида в электрическую энергию другого вида, отличающуюся по напряжению, частоте и другим параметрам;
• Электромагнитный тормоз — механическая и электрическая энергии преобразуются в тепло.

В большинстве случаев электрическая машина состоит из двух элементов рис. 1;
• Ротор (якорь) — вращающаяся часть, состоит из обмотки якоря и коллекторного узла;
• Статор — неподвижная часть, состоит из источника магнитного поля. Постоянный магнит или электромагнит.

Между ротором и статором присутствует воздушный зазор, который служит их разделителем.

Электрические машины делятся на:

КоллекторныеБесколлекторные
Постоянного токаСинхронные
УниверсальныеАсинхронные

Коллекторный двигатель постоянного тока

Коллекторный электродвигатель — электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Щеточно-коллекторный узел — обеспечивает электрическое соединение цепи ротора с цепями, расположенными в неподвижной части двигателя. Состоит из коллектора (набора контактов, расположенных на роторе) и щёток (скользящих контактов, расположенных вне ротора и прижатых к коллектору), рис. 2.

Обычно в маломощных моторах всего два полюса обмотки возбуждения (одна пара) и трехзубцовый якорь. Три зуба это минимум для запуска из любого положения, но чем больше зубцов тем более эффективно используется обмотка, меньше токи и более плавный момент, т.к сила является проекцией на угол, а активный участок обмотки проворачивается на меньший угол.

В коллекторном электродвигателе щёточно-коллекторный узел одновременно выполняет две функции:
• является датчиком углового положения ротора (датчик угла) со скользящими контактами;
• переключателем направления тока со скользящими контактами в обмотках ротора в зависимости от углового положения ротора.

Щеточно-коллекторный узел является сам ненадежным элементом электрических машин, поскольку скользящие контакты интенсивно изнашиваются от трения.

Электродвигатели характеризуют два основных параметра — это скорость вращения вала (ротора) и момент вращения, развиваемый на валу. В общем плане оба этих параметра зависят от напряжения, подаваемого на двигатель и тока в его обмотках.

Принцип работы коллекторного двигателя постоянного тока.

Прямоугольная рамка (ротор), свободно вращающаяся вокруг своей оси, помещена между постоянными магнитами. Если через рамку пропустить ток, то на обе ее стороны начнут действовать электродинамические силы. Действие этих сил, приводит рамку в движение. Рамка будет двигаться до тех пор, пока не достигнет положения, когда щетки попадут на диэлектрический зазор между пластинами коллектора. Рамка по инерции проскочит это положение, направление тока в рамке поменяется на противоположное, но силы действующие на рамку не поменяют своего направления, и она продолжит свое вращение в том-же направлении.

Разновидности коллекторных двигателей постоянного тока :

Малой мощности (единицы Ватт), рабочее напряжение 3-9 В:
• трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения;
• коллекторный узел из двух щёток — медных пластин;
• двухполюсной статор из постоянных магнитов.

Более мощные (десятки Ватт), рабочее напряжение 12–24 В:
• многополюсный ротор на подшипниках качения;
• коллекторный узел из двух или четырёх графитовых щёток;
• четырёхполюсный статор из постоянных магнитов.

Высокой мощности (сотни Ватт):
• Четырех полюсный статор из электромагнитов.

Подключение обмотки статора

Обмотки статора могут подключаться несколькими способами:

1. Последовательно с ротором (так называемое последовательное возбуждение, см. рис. 4

Преимущество: большой максимальный момент;

Недостаток: большие обороты холостого хода, способные повредить двигатель.

2. Параллельно с ротором (параллельное возбуждение), см. рис. 5

Преимущество: большая стабильность оборотов при изменении нагрузки;

Недостаток: меньший максимальный момент.

3. Часть обмоток параллельно с ротором, часть последовательно (смешанное возбуждение), см. рис. 6.

До некоторой степени совмещает достоинства предыдущих типов.

4. Отдельным источником питания (независимое возбуждение), см. рис. 7.

Общие достоинства коллекторных двигателей постоянного тока — простота изготовления, эксплуатации и ремонта, достаточно большой ресурс.
К недостаткам можно отнести то, что эффективные конструкции (с большим КПД и малой массой) таких двигателей являются низкомоментыми и быстроходными (сотни и тысячи оборотов в минуту), поэтому для большинства приводов (кроме вентиляторов и насосов) необходимы редукторы.

Управление коллекторными двигателями постоянного тока.

Для работы двигателя достаточно подать на него напряжения питания постоянного тока. Проблемы начинают возникать, когда появляется необходимость в регулировке скорости вращения вала такого двигателя. Нужно учитывать, что при вращении на малых скоростях, крутящий момент на валу будет то же мал. Если требуются низкие скорости вращения, то применяются редуктора.

В коллекторных двигателях постоянного тока ярко выражен пусковой ток, который превышает номинальный в несколько раз (10-40 раз). Почему это происходит? Это работает противоэдс. Когда двигатель стоит, то ток который через него может пройти зависит только лишь от двух параметров — напряжения питания и сопротивления якорной обмотки, (8).

Ioя — ток обмотки якоря;
U — напряжение питающей сети;
∑r — сопротивление обмоток якоря;

Как только двигатель начнет движение, то возникает противоЭДС — Епр. Обмотка якоря движется поперек магнитного поля статора и в ней наводится ЭДС, как в генераторе, но направлена она встречно той, что вращает двигатель. И в результате, ток через якорь резко снижается, тем больше, чем выше скорость, формула 9.

Снижение пускового тока можно добится уменьшением напряжения питания или повышением сопротивления обмотки якоря. Для повышения сопротивления обмотки якоря применяется ввод дополнительного сопротивления Rд, формула (10).

Таким образом, можно добиться величины пускового тока, в нужном диапазоне, безопасном для двигателя. Добавочное сопротивление может быть как в виде реостата, так и в виде нескольких резисторов. Это нужно для того, чтобы в процессе запуска двигателя, менять сопротивление в якорной цепи.

Епр — противоэдс, зависит от конструкции двигателя, и оборотов, формула 11.

Ce — одна из конструктивных констант. Они зависят от конструкции двигателя, числа полюсов, количества витков, толщин зазоров между якорем и статором. Нам она не особо нужна, при желании ее можно вычислить экспериментально. Главное, что она константа и на форму кривых не влияет.
Ф — поток возбуждения. т.е. сила магнитного поля статора. В моторах, где она задается постоянным магнитом это тоже константа, а в двигателях с обмоткой возбуждения, этот параметр можно менять.
n — обороты якоря.

Зависимость момента M от тока и потока, формула 12.

См — конструктивная константа.

Вот тут стоит обратить внимание, что зависимость момента от тока совершенно прямая. Т.е. просто замеряя ток, при неизменном потоке возбуждения, мы можем совершенно точно узнать величину момента.

Импульсный способ управления.

Следующий метод управления, как более перспективный, основан на применении широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Он, действительно, самый распространенный. К двигателю подводятся импульсы неизменного по амплитуде напряжения управления U у.ном, в результате чего его работа состоит из чередующихся периодов разгона и торможения, рис 14. Если эти периоды малы по сравнению с полным временем разгона и остановки ротора, то угловая скорость ротора не успевает к концу каждого периода достигать установившихся значений и установится некоторая средняя угловая скорость. Значение при неизменных моменте нагрузки и напряжении возбуждения однозначно определяется относительной продолжительностью импульсов ε

tи — длительность импульса;
Ти — период.

С увеличением относительной продолжительности импульсов угловая скорость ротора растет (ωср>ωср).В период паузы tп ротор обязательно должен тормозиться. Если это условие не будет выполняться, то угловая скорость ротора при любом значении ω будет непрерывно увеличиваться, пока не достигнет значения угловой скорости х.х., так как во время импульса угловая скорость будет возрастать, а во время паузы — оставаться практически неизменной.
С ростом частоты управляющих импульсов амплитуда колебаний скорости уменьшается; среднее значение угловой скорости остается при этом неизменным.

Колле́кторный электродви́гатель — электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Содержание

Разновидности [ править | править код ]

Коллекторный электродвигатель постоянного тока [ править | править код ]

Самые маленькие двигатели данного типа (единицы Ватт) содержат в корпусе:

  • трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения;
  • коллекторный узел из 2-х щёток, контактируемые с 3-мя медными пластинами;
  • двухполюсной статор из постоянных магнитов.

Применяются, в основном, в детских игрушках, плейерах, фенах, электробритвах, аккумуляторных отвёртках и т.п. (рабочее напряжение 3-9 вольт).

Более мощные двигатели (десятки Ватт), как правило, имеют

  • многополюсный ротор на подшипниках качения;
  • коллекторный узел из четырёх графитовых щёток;
  • четырёхполюсный статор из постоянных магнитов.

Именно такой конструкции большинство электродвигателей в современных автомобилях (рабочее напряжение 12 или 24 Вольт): привод вентиляторов систем охлаждения и вентиляции, «дворников», насосов омывателей.

Способы возбуждения коллекторных двигателей [ править | править код ]

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:

  • последовательно с якорем (так называемое последовательное возбуждение),
  • параллельно с якорем (параллельное возбуждение)
  • отдельным источником питания (независимое возбуждение)
  • часть обмоток параллельно с якорем , часть последовательно (смешанное возбуждение)

Электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением [ править | править код ]

В этом электродвигателе обмотка якоря подключена к основному источнику постоянного тока (сети постоянного тока, генератору или выпрямителю), а обмотка возбуждения — к вспомогательному источнику. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат, а в цепь обмотки якоря — пусковой реостат. Регулировочный реостат служит для регулирования частоты вращения якоря двигателя, а пусковой — для ограничения тока в обмотке якоря при пуске. Характерной особенностью электродвигателя является то, что его ток возбуждения не зависит от тока в обмотке якоря (тока нагрузки). Поэтому можно приближенно считать, что и магнитный поток двигателя не зависит от нагрузки. Зависимости момента и частоты вращения от тока будут линейными: момент прямо пропорционален току нагрузки и линейно снижается с ростом частоты вращения. В цепь обмотки возбуждения никаких выключателей и предохранителей не устанавливают, так как при разрыве этой цепи резко уменьшается магнитный поток электродвигателя, и возникает аварийный режим. Если электродвигатель работает при холостом ходе или небольшой нагрузке на валу, то частота вращения резко возрастает (двигатель идет вразнос). При этом сильно увеличивается ток в обмотке якоря и может возникнуть круговой огонь. Во избежание этого защита должна отключить электродвигатель от источника питания. Резкое увеличение частоты вращения при обрыве цепи обмотки возбуждения объясняется тем, что в этом случае резко уменьшаются магнитный поток, э. д. с., и возрастает ток. А так как приложенное напряжение остается неизменным, то частота вращения будет увеличиваться до тех пор, пока э. д. с. не достигнет значения, приблизительно равного напряжению питания, что необходимо для равновесного состояния электрической цепи якоря. При нагрузке на валу, близкой к номинальной, электродвигатель в случае разрыва цепи возбуждения остановится, так как электромагнитный момент, который может развить двигатель при значительном уменьшении магнитного потока, уменьшается и станет меньше нагрузочного момента на валу. В этом случае так же резко увеличивается ток, обмотка может выйти из строя из-за перегрева.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением [ править | править код ]

Здесь обмотки возбуждения и якоря питаются от одного и того же источника электрической энергии с напряжением. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат, а в цепь обмотки якоря — пусковой реостат. В рассматриваемом электродвигателе имеет место, по существу, раздельное питание цепей обмоток якоря и возбуждения, вследствие чего ток возбуждения не зависит от тока обмотки якоря. Поэтому электродвигатель с параллельным возбуждением будет иметь такие же характеристики, как и двигатель с независимым возбуждением. Однако двигатель с параллельным возбуждением работает нормально только при питании от источника постоянного тока с неизменным напряжением.

Электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением [ править | править код ]

Обмотка возбуждения включена последовательно с якорем. Для ограничения тока при пуске в цепь обмотки якоря может быть включен пусковой реостат, а для регулирования частоты вращения параллельно обмотке возбуждения может быть включен регулировочный реостат. Характерной особенностью этого электродвигателя является то, что его ток возбуждения равен или пропорционален (при включении реостата) току обмотки якоря, поэтому магнитный поток зависит от нагрузки двигателя. При токе обмотки якоря, меньшем 0,8—0,9 номинального тока, магнитная система машины не насыщена, и можно считать, что магнитный поток изменяется прямо пропорционально току. Поэтому скоростная характеристика электродвигателя будет мягкая — с увеличением тока частота вращения будет резко уменьшаться. Уменьшение частоты вращения, происходит из-за увеличения падения напряжения во внутреннем сопротивлении цепи обмотки якоря, а также из-за увеличения магнитного потока. Электромагнитный момент при увеличении тока будет резко возрастать, так как в этом случае увеличивается и магнитный поток, поэтому при токе, меньшем 0,8-0,9 номинального, скоростная характеристика имеет форму гиперболы, а моментная — параболы.

Если ток больше номинального, зависимости момента и скорости вращения от тока линейны, так как в этом режиме магнитная цепь будет насыщена и магнитный поток при изменении тока меняться не будет.

Механическая характеристика рассматриваемого двигателя мягкая и имеет гиперболический характер. При малых нагрузках магнитный поток сильно уменьшается, частота вращения резко возрастает и может превысить максимально допустимое значение (двигатель идет вразнос). Поэтому такие двигатели нельзя применять для привода механизмов, работающих в режиме холостого хода и при небольшой нагрузке (различные станки, транспортеры и пр.).

Обычно минимально допустимая нагрузка для двигателей большой и средней мощности составляет 0,2 …. 0,25 номинальной. Чтобы предотвратить возможность работы двигателя без нагрузки, его соединяют с приводным механизмом жестко (зубчатой передачей или глухой муфтой), применение ременной передачи или фрикционной муфты недопустимо, т.к. при обрыве ремня двигатель может выйти из строя.

Несмотря на указанный недостаток, двигатели с последовательным возбуждением широко применяют, особенно там, где имеют место изменения нагрузочного момента в широких пределах и тяжелые условия пуска: во всех тяговых приводах (электровозы, тепловозы, электропоезда, электрокары, электропогрузчики и пр.), а также в приводах грузоподъемных механизмов (краны, лифты и пр.).

Объясняется это тем, что при мягкой характеристике увеличение нагрузочного момента приводит к меньшему возрастанию тока и потребляемой мощности, чем у двигателей с независимым и параллельным возбуждением, поэтому двигатели с последовательным возбуждением лучше переносят перегрузки. Кроме того, эти двигатели имеют больший пусковой момент, чем двигатели с параллельным и независимым возбуждением, так как при увеличении тока обмотки якоря при пуске соответственно увеличивается и магнитный поток.

Электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением [ править | править код ]

В этом электродвигателе магнитный поток создается в результате совместного действия двух обмоток возбуждения — параллельной (или независимой) и последовательной.

Механическая характеристика электродвигателя со смешанным возбуждением располагается между характеристиками двигателей с параллельным и последовательным возбуждением. Достоинством двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением является то, что он, обладая мягкой механической характеристикой, может работать при холостом ходе. В этом режиме частота вращения его якоря определяется магнитным потоком параллельной обмотки и имеет ограниченное значение (двигатель не идет вразнос) [1] .

Общие достоинства коллекторных двигателей постоянного тока — простота изготовления, эксплуатации и ремонта, достаточно большой ресурс.

К недостаткам можно отнести то, что эффективные конструкции (с большим КПД и малой массой) таких двигателей являются низкомоментыми и быстроходными (сотни и тысячи оборотов в минуту), поэтому для большинства приводов (кроме вентиляторов и насосов) необходимы редукторы. Это утверждение не вполне верно, но обоснованно. Электрическая машина, построенная на низкую скорость, вообще имеет заниженный КПД и связанные с ним проблемы охлаждения. Скорее всего проблема такова, что изящных решений для неё нет.

Универсальный коллекторный электродвигатель [ править | править код ]

Универсальный коллекторный электродвигатель (УКД) — разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном токе [2] . Получил большое распространение в ручном электроинструменте и в некоторых видах бытовой техники из-за малых размеров, малого веса, лёгкости регулирования оборотов, относительно низкой цены. Широко использовался на железных дорогах Европы и США как тяговый электродвигатель.

Особенности конструкции [ править | править код ]

Строго говоря, универсальный коллекторный электродвигатель является коллекторным электродвигателем постоянного тока с последовательно включенными обмотками возбуждения (статора), оптимизированным для работы на переменном токе бытовой электрической сети. Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону. На самом деле там есть небольшой фазовый сдвиг, обуславливающий появление противонаправленного момента, но он невелик, симметрирование обмоток не только улучшает условия коммутации, но и уменьшает этот момент. (М. П. Костенко, «Электрические машины»). Для нужд железных дорог строились специальные подстанции переменного тока низкой частоты — 16 Гц в Европе, в США же частота 25 Гц была одной из стандартных (наряду с 60 Гц) до 50-х годов XX века. В 50-х годах XX века германо-французскому консорциуму производителей электрических машин удалось построить однофазную тяговую машину промышленной частоты (50 Гц). По данным М. П. Костенко «Электрические машины», электровоз с однофазными коллекторными машинами на 50 Гц испытывался в СССР, где получил восторженно-отрицательную оценку специалистов. [ источник не указан 2411 дней ] .

Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мягкого материала, имеющего малый гистерезис (сопротивление перемагничиванию). Для уменьшения потерь на вихревые токи статор выполняют наборным из изолированных пластин. Подмножеством коллекторных машин переменного тока (КМПТ) являются машины «пульсирующего тока», полученного путём выпрямления тока однофазной цепи без сглаживания пульсаций (железная дорога).

Особенностью (в большинстве случаев — достоинством) работы такого двигателя именно на переменном токе (а не на постоянном такого же напряжения) является то, что в режиме малых оборотов (пуск и перегрузка) индуктивное сопротивление обмоток статора ограничивает потребляемый ток и соответственно максимальный момент двигателя (оценочно) до 3-5 от номинального (против 5-10 при питании того же двигателя постоянным током). Для сближения механических характеристик у двигателей общего назначения может применяться секционирование обмоток статора — отдельные выводы (и меньшее число витков обмотки статора) для подключения переменного тока.

Сложной проблемой является вопрос коммутации мощной коллекторной машины переменного тока. В момент коммутации (прохождение секцией нейтрали) сцепленное с секцией якоря (ротора) магнитное поле меняет своё направление на противоположное, что вызывает генерацию в секции так называемой реактивной ЭДС. Так обстоит дело в случае с постоянным током. В КМПТ реактивная ЭДС также имеет место. Но так как якорь (ротор) находится в пульсирующем во времени магнитном поле статора, в коммутируемой секции дополнительно имеет место ещё и трансформаторная ЭДС. Её амплитуда будет максимальна в момент пуска машины, пропорционально снижаться по мере приближения к скорости синхронизма (в точке синхронизма она обратится в нуль) и далее по мере разгона машины вновь будет пропорционально возрастать. Проблема коммутации КМПТ может быть решена следующим образом:

  • Стремление при проектировании к одновитковой секции (уменьшение потока сцепления).
  • Увеличение активного сопротивления секции. Наиболее перспективными по данным М. П. Костенко являются резисторы в «петушках» коллекторых пластин, где они хорошо охлаждаются.
  • Активная подшлифовка коллектора щётками максимальной твёрдости (высокий износ) подгорающего коллектора из-за тяжелых условий коммутации; и максимально возможного сопротивления как средство гашения реактивной и трансформаторной ЭДС коммутируемой секции.
  • Использование добавочных полюсов с последовательными обмотками для компенсации реактивной ЭДС и параллельной — для компенсации трансформаторной ЭДС. Но так как величина трансформаторной ЭДС представляет собой функцию от угловой скорости (якоря) ротора и тока намагничивания машины, то такие обмотки нуждаются в системе подчинённого регулирования, не разработанной по сегодняшний день.
  • Применение питающих цепей низкой частоты. Популярные частоты 16 и 25 Гц.

Реверсирование УКД осуществляется переключением полярности включения обмоток только статора или только ротора.

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

Сравнение приведено для случая подключения к бытовой однофазной электрической сети 220 вольт 50 Гц. и одинаковой мощности двигателей. Разница в механических характеристиках двигателей («мягкость-жёсткость», максимальный момент) может быть как достоинством, так и недостатком в зависимости от требований к приводу.

Сравнение с коллекторным двигателем постоянного тока [ править | править код ]
  • Прямое включение в сеть, без дополнительных компонентов (для двигателя постоянного тока требуется, как минимум, выпрямление).
  • Меньший пусковой (перегрузочный) ток (и момент), что предпочтительнее для бытовых устройств.
  • Проще управляющая схема (при её наличии) — тиристор (или симистор) и реостат. При выходе из строя электронного компонента двигатель (устройство) остаётся работоспособным, но включается сразу на полную мощность.
  • Меньший общий КПД из-за потерь на индуктивность и перемагничивание статора.
  • Меньший максимальный момент (может быть недостатком).
Сравнение с асинхронным двигателем [ править | править код ]
  • Быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети.
  • Компактность (даже с учётом редуктора).
  • Больший пусковой момент.
  • Автоматическое пропорциональное снижение оборотов (практически до нуля) и увеличение момента при увеличении нагрузки (при неизменном напряжении питания) — «мягкая» характеристика.
  • Возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения.
  • Нестабильность оборотов при изменении нагрузки (где это имеет значение).
  • Наличие щёточно-коллекторного узла и в связи с этим:
  • Относительно малая надёжность (срок службы: тяжёлые условия коммутации обуславливают использование максимально твердых щёток, что снижает ресурс).
  • Сильное искрение на коллекторе из-за коммутации переменного тока и связанные с этим радиопомехи.
  • Высокий уровень шума.
  • Относительно большое число деталей коллектора (и, соответственно, двигателя).

Следует отметить, что в современных бытовых устройствах ресурс электродвигателя (щёточно-коллекторного узла) сопоставим с ресурсом рабочих органов и механических передач.

Двигатели (УКД и асинхронный) одной и той же мощности, независимо от номинальной частоты асинхронного двигателя, имеют разную механическую характеристику:

  • УКД — «мягкая» характеристика, момент прямо, а обороты обратно пропорциональны нагрузке на валу (потребляемой мощности) — практически линейно — от режима холостого хода до режима полного торможения. Номинальный момент выбирается примерно в 3-5 раз меньшим максимального. Обороты холостого хода ограничиваются только потерями в двигателе и могут разрушить мощный двигатель при включении его без нагрузки.
  • Асинхронный двигатель — «вентиляторная» характеристика — двигатель поддерживает близкую к номинальной частоту вращения, резко (десятки процентов) увеличивая момент при незначительном повышении нагрузки на валу и снижении оборотов (единицы процентов). При значительном снижении оборотов (до точки критического момента) момент двигателя не только не растёт, а падает до нуля, что вызывает полную остановку. Обороты холостого хода постоянны и слегка превышают номинальные.
  • Однофазный асинхронный двигатель предлагает дополнительный «букет» проблем, связанных с запуском, так как в нормальных условиях пускового момента не развивает. Пульсирующее во времени магнитное поле однофазного статора математически разлагается на два противофазных поля, делающих невозможным пуск без различных ухищрений:
  • расщепление фазы
  • создающая искусственную фазу ёмкость
  • создающую искусственную фазу активное сопротивление

Вращающееся в противофазе поле теоретически снижает максимальный КПД однофазного асинхронного двигателя до 50-60 % из-за потерь в перенасыщенной магнитной системе и активных потерь в обмотках, которые нагружаются токами «противополя». Фактически, на одном валу «сидят» две электрические машины, одна из которых работает в двигательном режиме, а вторая — в режиме противовключения.

Механическая характеристика в первую очередь и обуславливает (разные) области применения данных типов двигателей.

Из-за малых оборотов, ограниченных частотой сети переменного тока, асинхронные двигатели той же мощности имеют значительно бо́льшие вес и размеры, чем УКД. Если асинхронный двигатель запитывается от преобразователя (инвертора) с высокой частотой, то вес и размеры обеих машин становятся соизмеримы. При этом остаётся жёсткость механической характеристики, добавляются потери на преобразование тока и, как следствие увеличения частоты, повышаются индуктивные и магнитные потери (снижается общий КПД).

Аналоги бесколлекторного узла [ править | править код ]

Ближайшим аналогом УКД по механической характеристике является бесколлекторный электродвигатель (вентильный электродвигатель, в котором электронным аналогом щёточно-коллекторного узла является инвертор с датчиком положения ротора (ДПР).

Электронным аналогом универсального коллекторного двигателя является система: выпрямитель (мост), синхронный электродвигатель с датчиком углового положения ротора (датчик угла) и инвертором (другими словами — вентильный электродвигатель с выпрямителем).

Однако из-за применения постоянных магнитов в роторе максимальный момент вентильного двигателя при тех же габаритах будет меньше.

Правильное подключение электродвигателя на 220 Вольт: инструкция

Для чего это нужно

В большинстве моделей различного электроинструмента используются электрические движки. Но со временем они изнашиваются, и приходится покупать новый электроинструмент. Отработавшие своё движки, тем не менее, не стоит выбрасывать. Если есть электроинструмент, значит, хозяин умеет им работать. И у него, скорее всего, бывает необходимость сделать какие-либо работы по хозяйству дома или на даче. А в этом старые движки могут очень даже помочь. Их можно применить в домашних самоделках для заточки, полировки и даже для стрижки травы.

Как подключить движок с коллектором

Коллекторные двигатели могут работать и на постоянном и на переменном напряжении. Это один из наиболее распространённых типов движков среди используемых для ручного электроинструмента и некоторых других электроприборов. Во многих из них электродвигатель работает от электронной схемы управления. Но если она сгорела, и электроприбор перестал работать, наверняка движок исправен, и его можно включить в сеть напрямую. Но если двигатель работал с электронной схемой как коллекторный двигатель постоянного тока, скорее всего он не будет развивать такие же обороты, что и в устройстве с электронной схемой управления.

Чтобы такой движок запустить от сети 220 В, надо соединить щётки коллектора и статор последовательно. При этом токи в роторе и статоре получатся меньше чем при работе в составе электронной схемы, и движок будет вращаться медленнее. Но зато не требуется никаких дополнительных элементов кроме самого движка, сетевого кабеля и вилки. Если такой двигатель используется в газонокосилке или иной самоделке с длинным сетевым кабелем, конечно же, потребуется ещё и выключатель расположенный вблизи этого движка. Разбираться с таким движком надо с осторожностью. Особенно если в нём более 4-х точек для соединения, то есть проводов обмотки статора не 2 а 3 или больше.

Это говорит о том, что двигатель переключался на разные скорости с использованием частей обмотки статора. Чтобы выполнить подключение электродвигателя на 220 Вольт к электросети его надо надёжно зажать либо в тисках, либо прижать струбциной. Подключив не полную обмотку статора, обороты могут быть слишком велики, и незакреплённый движок может сорваться с места и натворить бед. Если потребуется изменить вращение ротора на противоположное, надо поменять местами либо клеммы статора, либо клеммы щёток.

Как подключить асинхронный движок

Другим довольно-таки распространённым типом электродвижка является асинхронный двигатель. Наиболее часто его устанавливают в вентиляторах. Если известно, что движок именно оттуда, скорее всего он сконструирован на несколько скоростей. Об этом будут свидетельствовать несколько дополнительных выводов, которые являются ответвлениями основной обмотки статора. В движке, который рассчитан на работу с одной скоростью обмоток две. Поэтому в нём возможны ответвления от обмоток либо как 3, либо как 4 вывода. При трёх выводах обмотки уже соединены последовательно. При четырёх выводах надо разобраться с ними используя тестер.

Обмотки обеспечивают перемещение магнитного поля в пределах 90 градусов. Дополнительная обмотка используется для создания перемещающегося максимума магнитного поля и называется пусковой обмоткой. Поэтому если выводов 3 или больше всегда можно определить, используя тестер, где какая из них. Обмотка как пусковая, так и переключающая обороты имеют более высокое сопротивление. Для подключения асинхронного электродвигателя на 220 Вольт применяются схемы, показанные далее.

В некоторых моделях движков резистор встраивается в корпус и поэтому в них только два вывода. Такой двигатель должен вращаться сразу при подаче напряжения 220 В на эти обмоточные выводы. Но если этого не происходит, а тестер показывает некоторое значение сопротивления, значит, одна из обмоток оборвана. Такой движок уже никак не используешь без ремонта в виде перемотки повреждённой обмотки. Использование конденсатора для получения перемещающего магнитного поля является самым популярным техническим решением. Если необходимо таким способом подключить движок потребуется величина его мощности.

  • Конденсатор для асинхронного двигателя выбирается по мощности. Для каждых ста Ватт мощности движка надо примерно семь микрофарад ёмкости конденсатора.

БУ движки стиральных машин

Если используется движок от стиральной машинки, он может принадлежать к одному из трёх типов. В старых моделях машин использовалась отдельные ёмкости для стирки и для отжима. Для стирки применялся асинхронный движок, поскольку его оборотов было вполне достаточно для создания движения воды. Для отжима применялась центрифуга с приводом от коллекторного двигателя. Эти типы двигателей можно применять для каких-либо целей, а как сделать подключение для этого, рассмотрено выше.

Но среди более современных машин встречаются такие модели, у которых выполнен прямой привод на вращающийся барабан для стирки. В них применяются специальные двигатели, управляемые от электронного коммутатора. Он создаёт вращение магнитного поля с необходимой скоростью. Без такого коммутатора двигатель работать не будет. Тем более нельзя подключать его к сети 220 В напрямую.

В некоторых моделях двигателей стиральных машин могут использоваться тахометры, встроенные в корпус движка. Поэтому необходимо обязательно выяснить назначение дополнительных выводов в двигателе перед подключением его к сети 220 В. Бывает так, что это возможно сделать, только узнав, как выглядит движок изнутри, разобрав его. Если сложно идентифицировать конструкцию двигателя самостоятельно, лучше обратиться к специалисту. Это поможет сохранить двигатель в исправном состоянии.

однофазные и трёхфазные электродвигатели, возможность подключить

Принципом работы любого электрического двигателя является способность трансформировать электрическую энергию в механическую. Независимо от конструкции, каждая электрическая машина устроена одинаково: в неподвижной части (статор или индуктор) вращается подвижная часть (ротор или якорь). Для продолжительной бесперебойной эксплуатации оборудования необходимо правильное подключение электродвигателя.

Основные разновидности

Электрические двигатели обладают рядом очевидных достоинств. Они гораздо меньше по размеру, чем их тепловые аналоги идентичной мощности. Поэтому они отлично подходят для размещения в общественном электротранспорте или на заводских станках. Во время работы они не вредят окружающей среде выделением продуктов распада и паровыми испарениями.

Электрические двигатели можно разделить на две основных группы:

  1. Двигатели постоянного тока. Применяются для регулируемых электроприводов с эксплуатационными показателями высокого качества, такими как готовность к перезагрузке и вращательная равномерность. Ими оснащают вспомогательные агрегаты экскаваторов, полимерного оборудования, бурильных станков. Электродвигатели массово применяются в электротранспорте. Преобразователи постоянного тока дополнительно подразделяются на коллекторные и вентильные.
  2. Двигатели переменного тока. Являются более дешевыми и долговечными, с простым и надёжным конструкторским решением. Подавляющее большинство бытовой домашней техники укомплектовано этими электродвигателями. В промышленности они применяются в заводских станках, вентиляторах, компрессорах, насосах, лебёдках для поднятия и перемещения груза. По принципу работы эти механизмы делятся на синхронные и асинхронные.

Способы подключения

Электрические двигатели любой конструкции устроены одинаково. В статичной обмотке (статоре) осуществляется вращение ротора. В нём происходит возбуждение магнитного поля, отталкивающее его полюсы от статора. Бесперебойная работа этой конструкции обусловлена правильным подключением электродвигателя, зависящим от используемого вида.

Однофазный асинхронный

Этот двигатель получил такое название потому, что у него всего одна рабочая обмотка. Его мощность может составлять от пяти до десяти киловатт. Рабочая и пусковая обмотки располагаются между собой под прямым углом.

К цепи необходимо подключить фазовращающий элемент. Такая схема подключения однофазного электродвигателя с конденсатором отличается оптимальными пусковыми свойствами. Используя конденсатор, электрический двигатель может быть оснащен следующими видами этого двухполюсника:

  • рабочим;
  • пусковым;
  • рабочим и пусковым.

На практике чаще всего применяется пусковой конденсатор. Применить этот вариант можно, используя реле времени или замкнув электрическую цепь через пусковую кнопку.

В случае выбора схемы подключения электродвигателя 220 В через конденсатор пусковые характеристики заметно ухудшаются. Третий вариант с пусковым и рабочим двухполюсником считается промежуточным.

Коллекторный вариант

Универсальность этого двигателя заключается в том, что он имеет возможность получать энергию от преобразователей переменной или постоянной разновидности тока. Он находит применение в швейных или стиральных машинах, бытовых электрических инструментах.

Однофазные коллекторные двигатели отличаются такими недостатками:

  1. Сложность ремонтных работ, невозможность их самостоятельного проведения.
  2. Высокий уровень шума.
  3. Сложное управление.
  4. Высокая стоимость.

Сначала необходимо убедиться, что параметры электрической сети соответствуют допустимым напряжению и частоте, указанным на корпусе электродвигателя. Система должна быть предварительно обесточена.

Для подключения коллекторного двигателя следует последовательно соединить статор и якорь. Клеммы 2 и 3 необходимо соединить, а 1 и 4 замкнуть в цепь 220 В. Включение без регулятора перепада давления может спровоцировать образование пускового тока значительной мощности, что приведёт к искрению в коллекторе.

Также стоит рассмотреть схему подключения электродвигателя через магнитный пускатель:

  1. Следует удостовериться, что контактная система пускателя выдержит эксплуатационные условия электрического двигателя. Есть восемь категорий величины нагрузочного тока от 6,3 А до 250 A. Величина в этом случае обозначает силу тока, которую в состоянии пропустить через рабочие контакты электромагнитный пускатель.
  2. Катушка управления может быть рассчитана на 36 В, 220 В, 380 В. Следует выбрать вариант 220 вольт.
  3. После сбора схемы электромагнитного пускателя следует подключить силовую часть. На выходе силовых контактов происходит включение электрического двигателя, параллельно присоединяется вход на 220 вольт.
  4. Затем следует подключить кнопки «Стоп» и «Пуск».
  5. На второй вывод электромагнитного пускателя необходимо присоединить «ноль».

Подключение «звездой»

Такой способ подходит для схемы подключения трёхфазного электродвигателя на 380 В. К началу обмоток (С 1, С 2, С 3) подсоединяются фазные проводники (А, В, С) через аппарат коммутации. Концы обмоток необходимо совместить в одной точке.

Такая схема электродвигателя не позволит развить всю его мощность, потому что на каждой обмотке напряжение будет равняться 220 В. Возможность подключить электрический двигатель по схеме «звезда» подтверждается на табличке символом Y.

Эту схема подключения двигателя можно без труда различить в клеммной коробке из-за перемычки, расположенной посреди выводов обмоток.

Соединение «треугольник»

Чтобы трёхфазная электромашина смогла развить максимально предусмотренную мощность, следует применять схему подключения асинхронного двигателя способом «треугольник».

Выводы обмоток необходимо соединить в следующем порядке:

  • С 2 с С 4;
  • С 3 с С 5;
  • С 6 с С 1.

Между проводами в трёхфазных сетях линейное напряжение будет равняться 380 В. С таким вариантом подключения может не справиться проводка, потому что она способствует возникновению пусковых токов. Такое соединение возможно в случае наличия на табличке двигателя значка Δ.

Для полного понимания того, как подключить электродвигатель с 3 проводами, следует знать о комбинированном подключении. В таком случае сперва применяется схема соединения «звездой», затем в рабочем режиме обмотки переключается на «треугольник».

Всегда нужно помнить в процессе работы с электрическими приборами о строгом соблюдении правил техники безопасности. Все действия необходимо производить лишь в режиме обесточенного оборудования.

Управление скоростью вращения однофазных двигателей

 

Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.

Наиболее распространённая конструкция таких двигателей содержит две (или более) обмотки — рабочую и фазосдвигающую. Рабочая питается напрямую, а дополнительная через конденсатор, который сдвигает фазу на 90 градусов, что создаёт вращающееся магнитное поле. Поэтому такие двигатели ещё называют двухфазные или конденсаторные.

Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:

  • изменения расхода воздуха в системе вентиляции
  • регулирования производительности насосов
  • изменения скорости движущихся деталей, например в станках, конвеерах

В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.

 

Способы регулирования

Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.

Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:

  • изменение напряжения питания двигателя
  • изменение частоты питающего напряжения

 

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

S=(n1-n2)/n2

n1 — скорость вращения магнитного поля

n2 — скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

 

Автотрансформаторное регулирование напряжения

 

Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

 

 На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

 

 Преимущества данной схемы:

      • неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
      • хорошая перегрузочная способность трансформатора

 Недостатки:

      • большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
      • все недостатки присущие регулировке напряжением

 

 

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

 

В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

  • устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
  • добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
  • ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
  • используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

  

 Достоинства тиристорных регуляторов:

      • низкая стоимость
      • малая масса и размеры 

  Недостатки:

      • можно использовать для двигателей небольшой мощности
      • при работе возможен шум, треск, рывки двигателя 
      • при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
      • все недостатки регулирования напряжением

  

 

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом. 

 

Транзисторный регулятор напряжения

 

Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

 

  Плюсы электронного автотрансформатора:

        • Небольшие габариты и масса прибора
        • Невысокая стоимость
        • Чистая, неискажённая форма выходного тока
        • Отсутствует гул на низких оборотах
        • Управление сигналом 0-10 Вольт

 Слабые стороны:

        • Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
        • Все недостатки регулировки напряжением

 

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

  • специализированными однофазными ПЧ
  • трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

 

Преобразователи для однофазных двигателей

 

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2

 

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

Xc=1/2πfC

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

 В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

 

 Преимущества специализированного частотного преобразователя:

        • интеллектуальное управление двигателем
        • стабильно устойчивая работа двигателя
        • огромные возможности современных ПЧ:
          • возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
          • многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
          • входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
          • различные выходы
          • коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
          • предустановленные скорости
          • ПИД-регулятор

 Минусы использования однофазного ПЧ:

        • ограниченное управление частотой
        • высокая стоимость

 

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

 

 

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

 

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

При работе без конденсатора это приведёт к:

  • более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
  • разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

 

 Преимущества:

          • более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
          • огромный выбор по мощности и производителям
          • более широкий диапазон регулирования частоты
          • все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

 Недостатки метода:

          • необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
          • пульсирующий и пониженный момент
          • повышенный нагрев
          • отсутствие гарантии при выходе из строя, т.к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

 

 

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КОЛЛЕКТОРНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ УЛ06

Общие сведения

Универсальные коллекторные электродвигатели УЛ06 предназначены для привода различных механизмов и аппаратов.

Структура условного обозначения

УЛ-06Х1Х24:
УЛ — универсальный коллекторный электродвигатель с литым
корпусом;
06 — габарит;
Х1 — номер длины пакета;
Х2 — климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69: УХЛ, О;
4 — категория размещения по ГОСТ 15543-70.

Условия эксплуатации

Тип атмосферы I и II по ГОСТ 15150-69. При этом запыленность воздуха не более 1 мг/м3, нижнее значение рабочей температуры окружающего воздуха минус 20°С.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли в концентрациях, снижающих параметры двигателя в недопустимых пределах.
Степень защиты двигателей IР10 по ГОСТ 17494-92.
Режим работы продолжительный (S1) по ГОСТ 183-74.
Двигатели без повреждений и остаточных деформаций в течение 2 мин выдерживают аварийное повышение частоты вращения до 1,5 номинального значения.
Предельное отклонение напряжения питания от номинального значения составляет ± 10%.
Направление вращения любое со стороны привода.
Двигатели соответствуют группе условий эксплуатации М1 по ГОСТ 17516-72.
Конструктивное исполнение по способу монтажа IМ3681 и IМ2181 по ГОСТ 2479-79.
Средний уровень звука двигателей на расстоянии 1 м от контура: 70 дБА при частоте вращения 5000 мин-1, 75 дБА при частоте вращения 8000 мин-1.
Допустимые вибрации в соответствии с ГОСТ 16921-83.
Превышение температуры обмоток и коллектора двигателей над верхним значением температуры окружающей среды не более допустимого значения по ГОСТ 183-74.
Способ охлаждения двигателей IС01 по ГОСТ 20459-75.
Двигатели, поставляемые для внутреннего рынка и на экспорт, соответствуют требованиям ТУ 16-513.175-75.
Двигатели, поставляемые на экспорт, дополнительно соответствуют требованиям ОСТ 16 0.800.210-83.
Конструкция электродвигателей по технике безопасности отвечает ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.1-75.
Требования пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004-85.
По способу защиты человека от поражения электрическим током двигатели соответствуют классу 01 ГОСТ 12.2.007.0-75.
Эксплуатация двигателей должна производиться согласно «Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденным Госэнергонадзором, или инструкции по монтажу и эксплуатации для двигателей, предназначенных на экспорт.

Нормативно-технический документ

ТУ 16.513.175-75

Технические характеристики

Основные технические данные двигателей приведены в табл. 1 и 2.

Табл. 1

Табл. 2


На рис. 1, 2 представлены схемы подключения двигателей и помехоподавляющего устройства к сети.

Рис. 1.

Схемы подключения двигателей ( 127/=110 В, 5000 мин-1; 220/=220 В, 5000 мин-1; 127/=220 В, 8000 мин-1) и помехоподавляющего устройства к сети
а — переменного тока;
б — постоянного тока
Для изменения направления вращения якорные концы на обоймах щеткодержателя поменять местами

Рис. 2.


Схемы подключения двигателей ( 127/=110 В, 8000 мин-1) и помехоподавляющего устройства к сети
а — переменного тока;
б — постоянного тока
Для изменения направления вращения якорные концы на обоймах щеткодержателя поменять местами
Средняя наработка двигателей:
1200 ч при частоте вращения 5000 мин-1;
720 ч при частоте вращения 8000 мин-1.
Гарантийный срок службы двигателей для внутреннего потребления — 2,5 года со дня начала эксплуатации;
для двигателей, предназначенных на экспорт,- 2,5 года со дня начала эксплуатации и не более 3 лет с момента проследования через государственную границу. Станина электродвигателей образуется путем обливки алюминиевым сплавом сердечника статора под давлением при одновременной опрессовке статорных листов. Листы статора имеют два полюса.
Сердечник статора цилиндрической формы с аксиальными вентиляционными каналами.
Лапы из алюминиевого сплава крепятся к статору винтами, которые ввертываются в стальную планку, расположенную в аксиальном канале между сердечником статора и станиной.
Обмотка возбуждения выполняется в виде изолированных катушек, надеваемых на полюсы. Изоляция класса Е по ГОСТ 8865-87.
Сердечник якоря состоит из насаженных на вал листов якоря. Пазы полузакрытые. Обмотка всыпная из круглого провода, закрепленного в пазах текстолитовыми клиньями.
Коллектор состоит из пластин твердой электролитической меди, запрессованных во втулку из пластмассы. Щеткодержатели — «куркового типа».
Подшипниковые щиты и крышки — из алюминиевого сплава.
Щит со стороны привода имеет в нижней части отверстия для прохода вентилирующего воздуха. Этот щит имеет фланец для крепления.
Щит со стороны коллектора имеет окна, обеспечивающие доступ к коллектору и щеткодержателю; во время работы электродвигателя щит закрыт стальным кожухом с отверстиями в нижней части для прохода вентилирующего воздуха.
Двигатели изготовляются на подшипниках качения.
Вентиляция электродвигателей осевая. Наружный воздух входит через отверстия в щите со стороны коллектора и выбрасывается через отверстия со стороны привода при помощи вентилятора, насаженного на вал. Вентилятор выполняется из алюминиевого сплава литьем под давлением.
Коробка выводов крепится в верхней части станины и состоит из пластмассовой доски зажимов и крышки из алюминиевого сплава.
Помехоподавляющее устройство, которым по требованию заказчика снабжаются коллекторные электродвигатели, представляет собой комплект конденсаторов необходимой емкости или же специальный конденсаторный блок, рассчитанный на подавление помех радиоприему в соответствии с требованиями действующих норм для промышленных или бытовых установок. Устройство устанавливается на верхней части станины и имеет скобу для крепления к электродвигателю.
Габаритные размеры двигателя представлены на рис.3.

Рис. 3а. а — конструктивное исполнение по способу монтажа IM2181;


Рис. 3б. б — конструктивное исполнение по способу монтажа IM3681


Габаритные, установочные и присоединительные размеры электродвигателей УЛ-061 и УЛ-062 ¦ В комплект поставки входят: электродвигатель, запасные щетки — 2 шт., помехоподавляющее устройство (в составе двигателя по требованию потребителя), паспорт, сертификат качества.

Центр комплектации «СпецТехноРесурс»
Все права защищены.

500ft ~ 1000ft Дистанционный и дистанционный переключатель 110V 220V Беспроводной пульт дистанционного управления переключатель для освещения моторный насос пылеуловитель —


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • LR-500 Big Remote имеет сверхдальний радиус действия от 500 до 1000 футов. Он может работать в паре с дистанционным переключателем DS120A.
  • [DS120A — High Power Load] Максимальный ток нагрузки 30A. Входное напряжение: 85 В ~ 265 В переменного тока, дистанционный выключатель розетки может работать от 110 В 220 В.
  • [Мощный сигнал] Радиочастотный пульт может работать через стену и пол. [Нет конфликта] Каждый переключатель имеет уникальный сигнальный код, не конфликтует друг с другом.
  • [Функция сопряжения / обучения] Функция сопряжения / обучения позволяет добавить дополнительный пульт или переключатель.К удаленному коммутатору DS120A можно добавить не более 3 пультов дистанционного управления.
  • 【Многофункциональное использование】 дистанционный переключатель включения / выключения света, ламп, насоса, ландшафтного освещения, обогревателя, пылесоса, пылесборника и т. Д.
› См. Дополнительные сведения о продукте

Страница не найдена — Промышленные устройства и решения

Продукты, описанные на этом веб-сайте, были разработаны и произведены для стандартных приложений, таких как общие электронные устройства, офисное оборудование, оборудование для передачи данных и связи, измерительные приборы, бытовая техника и аудио-видео оборудование.

Для специальных применений, в которых требуется качество и надежность, или если отказ или неисправность продуктов могут напрямую угрожать жизни или вызвать угрозу травм (например, для самолетов и аэрокосмического оборудования, дорожного и транспортного оборудования, оборудования для сжигания, медицинского оборудования , устройства для предотвращения несчастных случаев и защиты от кражи, а также защитное оборудование), пожалуйста, используйте только после того, как ваша компания в достаточной степени проверит пригодность наших продуктов для этого применения.

Независимо от области применения, при использовании наших продуктов в оборудовании, для которого ожидается высокий уровень безопасности и надежности, убедитесь, что схемы защиты, схемы резервирования и другие устройства установлены для обеспечения безопасности оборудования при оценке области применения путем независимой проверки безопасности. тесты.

Обратите внимание, что продукты и технические характеристики, размещенные на этом веб-сайте, могут быть изменены без предварительного уведомления в целях улучшения. Независимо от области применения, пожалуйста, подтвердите последнюю информацию и спецификации до окончательного этапа проектирования, покупки или использования.

Техническая информация на этом веб-сайте содержит примеры типичных операций и схем применения продуктов. Он не предназначен для гарантии ненарушения или предоставления лицензии на права интеллектуальной собственности этой компании или любой третьей стороны.

Если какие-либо продукты, спецификации продуктов и техническая информация на этом веб-сайте подлежат экспорту или предоставлению нерезидентам, необходимо соблюдать законы и правила страны-экспортера, особенно те, которые касаются безопасного экспортного контроля.

Информация, содержащаяся на этом веб-сайте, не может быть перепечатана или воспроизведена полностью или частично без предварительного письменного разрешения Panasonic Corporation.

Инструменты и программы, представленные на этом веб-сайте, должны использоваться по вашему усмотрению.Panasonic не гарантирует каких-либо результатов от использования этих инструментов и программ и не несет ответственности за любые убытки, возникшие в результате использования вами.

<о письме для получения сертификата соответствия директиве ЕС RoHS>
Дата перехода на продукт, соответствующий требованиям RoHS, зависит от номера детали или серии.
При использовании инвентаря, в котором неясно соответствие требованиям RoHS, выберите «Запрос на продажу».
в форме веб-запроса.

Извещение о передаче полупроводникового бизнеса


Полупроводниковый бизнес Panasonic Corporation (далее именуемой «Компания») будет передан 1 сентября 2020 года Nuvoton Technology Corporation (далее именуемой «Nuvoton»). Соответственно, Panasonic Semiconductor Solutions Co., Ltd., которая управляла полупроводниковым бизнесом Panasonic, перейдет под эгидой Nuvoton Group с новым названием Nuvoton Technology Corporation Japan (далее именуемой «NTCJ»).
В соответствии с этой передачей, полупроводниковая продукция, размещенная на этом веб-сайте, после 1 сентября 2020 года будет считаться продукцией производства NTCJ. Однако такая продукция будет постоянно продаваться через Компанию.
Обратите внимание, что при запросе о полупроводниковых продуктах, размещенных на этом веб-сайте, клиенты должны перейти на веб-сайт, управляемый NTCJ (далее «веб-сайт NTCJ»), и подтвердить, что NTCJ является компанией, ответственной за управление личной информацией, предоставляемой клиентами на ее веб-сайте.Мы ценим ваше понимание по этому поводу.

Схема подключения однофазного двигателя 220 В

Это связано с тем, что однофазные двигатели фактически работают на разнице между двумя фазами 120 вольт, которые составляют вход 240 вольт жилого помещения. Однофазные двигатели переменного тока 220 вольт на самом деле являются двухфазными двигателями на 240 вольт, особенно по сравнению с трехфазными двигателями на 208 вольт и однофазными двигателями на 120 вольт.

Однофазная электрическая схема 220 В Особенности схемы подключения

Вам доступны различные варианты схем подключения однофазных однофазных двигателей 220 В, такие как бесплатные образцы.

Схема подключения однофазного двигателя 220 В . Некоторые двигатели допускают как 120 вольт, так и 240 вольт. Однофазные двигатели используются для питания всего: от вентиляторов до торговых инструментов и кондиционеров. Электропроводка двигателя на 230 вольт аналогична проводке на 220 или 240 вольт.

Чтобы загрузить это изображение, вы можете навести курсор на изображение выше, затем щелкнуть правой кнопкой мыши и сохранить как. Около 34 из них — электродвигатели переменного тока, 2 — конденсаторы и 1 — услуги по проектированию пресс-форм. Размер изображения 1365 х 910.

Электропитание в жилых помещениях обычно составляет от 110 до 120 вольт или от 220 до 240 вольт. Схема подключения однофазного двигателя 220 В, правильная для 3-х проводного электрического тока, на всех схемах, вдохновляющие и индукционные диаграммы балдора blonton com замечательная коллекция переменного тока 1 барабанный переключатель случайный 2 mamma mia schematicir конденсатор компрессора как установить электрический нагнетатель красивые свежие двигатели домой помощь сделать я мой переключатель. Полное руководство по подключению проводов однофазного асинхронного двигателя с магнитным контактором или статером.

Схемы подключения однофазного двигателя однофазный двигатель 208 230В ccw cw l2 l1 t1 t8 t4 t5 t1 t5 t4 t8 двухвольтный двигатель 115v или 208 230v 208 230v или 460v низковольтный высоковольтный ccw cw ccw cw l2 t1 t3 t8 t2 t4 t5 t1 t3 t5 t2 t4 t8 l1 t1 t3 t8 t2 t4 t5 t1 t3 t5 t2 t4 t8 l1 l2 Двигатель на два напряжения с ручной перегрузкой mo 115 В или 208 230 В 208. В этом видео я рассказываю, как подключить магнитный контактор или пускатель для однофазной сети. мотор.

Схема подключения 220 В Особенности схемы подключения

Преобразование однофазной мощности в трехфазную с помощью поворотной фазы

Однофазные инверторы

Схема подключения конденсатора

Кроме того, схемы подключения однофазного двигателя

Помогите, пожалуйста, подключите переключатель к двигателю Страница 2

Управление направлением однофазного асинхронного двигателя

с помощью Plc V3

Схема подключения однофазного двигателя 220 В Особенности монтажной схемы

Схема подключения однофазного двигателя 220 В Особенности схемы подключения

Как проверить и устранить проблемы системы зажигания Briggs Stratton

Подключение однофазного двигателя с Схема контактора Обработка древесины в электродвигателе переменного тока

Схема подключения других электродвигателей 220–

Вт Это проводка однофазного двигателя Quora

Схема электродвигателя с конденсаторным пуском Объяснение того, как устроен конденсатор

Что такое проводка однофазного двигателя Quora

Схема подключения однофазного двигателя с конденсатором Eni Kickernight De

Вт Ампер Вольт Киловатт-час КВт / ч и электрические приборы

Схема электрических соединений Однофазная электрическая схема 240 В Однофазная 240 В 3

Схема подключения однофазного двигателя

с контактором Схема Деревообработка в

3-фазный двигатель 230 В на однофазном источнике питания 240 В

Схема подключения однофазного 220 В

Диаграмма Особенности


ac% 20motor% 20soft% 20start% 20ic% 20triac% 20tacho техническое описание и примечания по применению

Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
Реле аромата lr42758

Аннотация: lr26550 LR42758 Aromat lr26550 LR68004 Aromat lr44444 Aromat lr26550 datasheet lr44444 E43149 Aromat lR44444 реле
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF LR26550 E43149 E43149 Реле аромата lr42758 lr26550 LR42758 Аромат lr26550 LR68004 Аромат lr44444 Лист данных Aromat lr26550 lr44444 Реле Aromat lR44444
a0540

Аннотация: A2730
Текст: нет текста в файле


OCR сканирование
PDF 120 В переменного тока, A0410 A0420 A0430 A0440 A0450 A0460 A0470 A0480 A0490 a0540 A2730
NFC 63210

Аннотация: SCR 30A 500V IEC 269 63210 NFC 63210 22×58 63211 32A-100A CB832 20C10x38SC 14X51
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF CB2258-1 CB2258-1N CB2258-2 CB2258-3 CB2258-3N NFC 63210 SCR 30A 500 В IEC 269 63210 NFC 63210 22×58 63211 32A-100A CB832 20C10x38SC 14X51
микровыключатель

Аннотация: vde 0636 iec 269 sba6 660V Protistor neozed siemens diazed gg 350SB1F1-1 vde 0636 микропереключатель 2 контакта
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 108мм 110мм микропереключатель vde 0636 iec 269 sba6 660 В Протистор новообразованный siemens diazed gg 350СБ1Ф1-1 vde 0636 микровыключатель 2 контакта
Электрическая схема от 220 В переменного тока до 12 В постоянного тока

Аннотация: Электрическая схема светодиодной лампы 220 В Светодиодная лампа 230 В, электрическая схема 220 В переменного тока — 110 В, электрическая схема Светодиодная лампа 230 В, электрическая схема 230 В переменного тока — 12 В постоянного тока, электрическая схема 500 светодиодная лампа 230 В, электрическая схема, светодиодная схема 230 В, светодиодная схема, 230 В, электрическая схема 24 В. Светодиод Принципиальная схема лампы
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF E225660 UL508, Принципиальная схема от 220 В переменного тока до 12 В постоянного тока Схема светодиодной лампы 220В Светодиодная лампа 230в в ваттах, принципиальная схема Принципиальная схема от 220 В до 110 В переменного тока светодиодная лампа 230 В принципиальная схема Принципиальная схема от 230 В переменного тока до 12 В постоянного тока Электрическая схема 500 светодиодных ламп 230в светодиодная электрическая схема 230 в электрическая схема светодиодной лампы 230 В Принципиальная схема светодиодной лампы 24В
2015 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 9Б / 18Б
nais AQZ202

Аннотация: E43149 MOSFET 400V MOSFET 400V 16A NAIS AQZ102 AQV252G 400VDC 18a60v E191218 aqy211
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AQZ202 AQZ205 AQZ207 AQZ204 E43149 UL508) APV2111V E191218 UL1577) APV2121S nais AQZ202 E43149 МОП-транзистор 400 В МОП-транзистор 400 В, 16 А NAIS AQZ102 AQV252G 400 В постоянного тока 18a60v E191218 aqy211
Электрические двухслойные конденсаторы, с радиальными выводами

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 31 марта 2014 г. Электрические двухслойные конденсаторы с радиальными выводами
NFC 63210

Аннотация: 125C22X58AM
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 8C14x51SC 10C14x51SC 12C14x51SC 16C14x51SC 20C14x51SC 25C14x51SC 32C14x51SC 40C14x51SC 50C14x51SC 1/660 В NFC 63210 125C22X58AM
2004 — преобразователь Yokogawa

Реферат: Регулирующий клапан WIKA Instrument foxboro
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
a410608

Аннотация: A412402 A411506 V920103 A41200 A410705 A4108510 A410508 A411205 a410908
Текст: нет текста в файле


OCR сканирование
PDF E82456 V920103 LR52082 4KM08002NO 410506002НЕТ A410905 A412202 A410906 A412203 A410907 a410608 A412402 A411506 V920103 A41200 A410705 A4108510 A410508 A411205 a410908
siemens 5s * 23 C2 400 В

Реферат: siemens 3NA3830 3Nh5030 3Nh4430 ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ SIEMENS 3nh4030 5SB261 5SE2216 3Nh4030 3NWNS2 3NA3260
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF F27SB 16Д27СБ 5Ш211 5Ш212 5Ш213 5Ш222 5Ш223 5Ш224 5Ш3032 5Ш3232 siemens 5s * 23 C2 400 В siemens 3NA3830 3Нх5030 3Нх4430 ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ SIEMENS 3nh4030 5SB261 5SE2216 3Нх4030 3NWNS2 3NA3260
предохранитель королевский

Абстракция: 5sb25 SIEMENS NH FUSE
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF NZ01C NZ02C NZ03C 5Ш5002 5Ш5004 5SH5006 5Ш5010 5Ш5020 5Ш5025 5SH5035 королевский предохранитель 5сб25 SIEMENS NH FUSE
2007 — RAMB36

Аннотация: AC127 MULT18X18 YUV400 AC-91 AC123
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF DS603 264 / MPEG-4 1080i 1080i / p RAMB18x2, RAMB36 RAMB36 AC127 MULT18X18 YUV400 AC-91 AC123
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 10NAB12T4V1 E63532
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 34NAB12T4V1
Предохранители A

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 400/660 В 450/660 В 500/660 В 550/660 В 630/660 В 700/660 В 400SB2C0-6 450SB2C0-6 500SB2C0-6 550SB2C0-6 Предохранители A
ММФ-06D24DS

Аннотация: ebm w2s107-aa01-16 CT3D55F 4124X «japan servo» ebm w2s107-ab05-40 NMB 3110nl-05w-b50 ebm w2s107-aa01-40 CT3B60D3 4124-GX
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 012P535P-24V 012P540 012P545 024P540 024P545 0410N-12 0410N-12H 0410Н-12Л 0410N-5 109-033UL MMF-06D24DS ebm w2s107-aa01-16 CT3D55F 4124X «сервопривод японии» ebm w2s107-ab05-40 НМБ 3110нл-05w-b50 ebm w2s107-aa01-40 CT3B60D3 4124-GX
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 725-032013-1M
JBW24-3R2

Аннотация: JBW05-2R0 h321-04 jbw05-20r 4EU20G057 JBW05-3R0 JBW10 JBW75W SVH-21T-P1.1 разъем JBW12-12R
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF JBW10 0150Вт UL60950-1 C-ULEN60950-1 EMIFCC-BVCCI-BEN-55011-BEN55022-B EN61000-3-2 JBW05-2R0 JBW12-0R9 JBW15-0R7 JBW24-0R5 JBW24-3R2 JBW05-2R0 h321-04 jbw05-20r 4EU20G057 JBW05-3R0 JBW10 JBW75W Разъем СВХ-21Т-П1.1 JBW12-12R
2008-150-F85NBD

Аннотация: 150-F201NBD 150-F317NBD 150-C25NBD 150-F480NBD 150-C25NBR Устройство плавного пуска Allen-Bradley 150-C60NBD 150-C43NBD 150-F108NBD 150-F43NBD
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 150-SG009D-EN-P 150-SG009C-EN-P 150-F85NBD 150-F201NBD 150-F317NBD 150-C25NBD 150-F480NBD 150-C25NBR Устройство плавного пуска Allen-Bradley 150-C60NBD 150-C43NBD 150-F108NBD 150-F43NBD
трансформатор т201

Аннотация: MIP0224SY 2SK1937 M51995AFP mip0224 ZUP-200 ZUP20 0134G d1fl20u Nemic-Lambda CN
Текст: нет текста в файле


OCR сканирование
PDF ЗУП-200 1А548-79-01 R-2-12 R-13-14 R-15-16 R-17-30 ЗУП-200 RCR-9102) MIL-HDBK-217F.ГЕНРАД-2503. t201 трансформатор MIP0224SY 2SK1937 M51995AFP mip0224 ZUP20 0134G d1fl20u Nemic-Lambda CN
4812b

Аннотация: sta6013 P-8364 Stancor ppc-22 DSW-612 4190A P-8384 P-8362 GSD-100 stancor transformer
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF ЗВЕЗДА-9005 ЗВЕЗДА-9006 ЗВЕЗДА-9007 П-6133 П-6454 STA-4125T П-8638 ТГК130-230 П-8622 ТГК175-230 4812b sta6013 П-8364 Станкор ппк-22 DSW-612 4190A П-8384 П-8362 GSD-100 трансформатор stancor
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


OCR сканирование
PDF 500 мА O-22Q L78M00AB T0-220 GQb623S

Что такое контактные кольца и почему они используются в некоторых двигателях?

Контактные кольца, также называемые вращающимися электрическими соединениями, электрическими вертлюгами и коллекторными кольцами, представляют собой устройства, которые могут передавать мощность, электрические сигналы или данные между неподвижным и вращающимся компонентами.Конструкция контактного кольца будет зависеть от его применения — например, для передачи данных требуется контактное кольцо с более высокой пропускной способностью и лучшим подавлением EMI (электромагнитных помех), чем то, которое передает мощность, — но основными компонентами являются вращающееся кольцо и неподвижные щетки. .

Полный узел контактного кольца включает торцевые крышки, подшипники и другие конструктивные элементы. Но основными компонентами контактного кольца являются кольцо и щетки.
Изображение предоставлено: Moog Inc.

Если вращение одного компонента включает фиксированное количество оборотов, можно использовать катушки с достаточной длиной кабеля и скоростью вращения, чтобы обеспечить требуемые обороты, хотя в этом случае кабельное управление настройка может быть довольно сложной.Но если один компонент вращается непрерывно, использование кабелей для передачи сигналов между вращающимися и неподвижными компонентами во многих случаях нецелесообразно и не надежно.

Контактные кольца в электродвигателях переменного тока
Изображение предоставлено: brighthubengineering.com

В версии асинхронного двигателя переменного тока, называемой двигателем с фазным ротором, контактные кольца используются не для передачи мощности, а для создания сопротивления в обмотках ротора. В двигателе с фазным ротором используются три контактных кольца, обычно изготовленных из меди или медного сплава, которые установлены на валу двигателя (но изолированы от него).Каждое контактное кольцо подключено к одной из трех фаз обмоток ротора. Щетки с контактным кольцом, изготовленные из графита, подключены к резистивному устройству, например, реостату. Поскольку контактные кольца вращаются вместе с ротором, щетки поддерживают постоянный контакт с кольцами и передают сопротивление обмоткам ротора.

Контактные кольца на двигателе переменного тока с фазным ротором. Когда двигатель достигает рабочей скорости, щетки поднимаются с помощью пружин, а контактные кольца замыкаются накоротко через скользящую контактную планку.
Изображение предоставлено: Wikipedia

Добавление сопротивления к обмоткам ротора делает ток ротора более синфазным с током статора. (Напомним, что двигатели с фазным ротором представляют собой тип асинхронных двигателей, в которых электрические поля ротора и статора вращаются с разной скоростью) В результате создается более высокий крутящий момент при относительно низком токе. Контактные кольца используются только при запуске из-за их более низкой эффективности и падения крутящего момента при полной скорости вращения. Когда двигатель достигает своей рабочей скорости, контактные кольца замыкаются, и щетки теряют контакт, поэтому двигатель работает как стандартный асинхронный двигатель переменного тока (он же «беличья клетка»).

Контактные кольца в двигателе с фазным ротором образуют вторичный внешний контур. Добавление сопротивления в эту цепь позволяет двигателю создавать очень высокий крутящий момент при запуске, который необходим для перемещения нагрузок с высокой инерцией.
Контактное кольцо или коммутатор?

Возможно, вы заметили, что конструкция и функция контактного кольца очень похожи на работу коммутатора. Хотя между ними есть сходство, между контактными кольцами и коммутаторами есть существенные различия.Физически контактное кольцо представляет собой непрерывное кольцо, а коммутатор — сегментированный. Функционально контактные кольца обеспечивают непрерывную передачу энергии, сигналов или данных. В частности, в двигателях переменного тока они передают сопротивление обмоткам ротора.

Коммутаторы

, с другой стороны, используются в двигателях постоянного тока для изменения полярности тока в обмотках якоря. Концы каждой катушки якоря подсоединены к стержням коммутатора, разнесенным на 180 градусов. Во время вращения якоря щетки подают ток на противоположные сегменты коммутатора и, следовательно, на противоположные катушки якоря.


Контактные кольца используются практически в любом приложении, которое включает в себя вращающееся основание или платформу, от промышленного оборудования, такого как индексные столы, намоточные машины и автоматические сварочные аппараты, до ветряных турбин, медицинских аппаратов визуализации (КТ, МРТ) и даже аттракционов. которые работают в стиле поворотного стола. Хотя традиционным применением контактных колец была передача энергии, они также могут передавать аналоговые и цифровые сигналы от таких устройств, как датчики температуры или тензодатчики, и даже данные через Ethernet или другие шинные сети.

Изображение предоставлено Rotary Systems Inc.

Регулировка скорости вращения асинхронного электродвигателя 220в. Регулировка оборотов асинхронного двигателя

Регулировка частоты вращения электродвигателя часто бывает необходима как в промышленных, так и в бытовых целях. В первом случае промышленные регуляторы напряжения — используются для уменьшения или увеличения скорости. А с вопросом, как регулировать обороты электродвигателя в домашних условиях, попробуем разобраться поподробнее.

Сразу скажу, что для разных типов однофазных и трехфазных электромобилей необходимо использовать разные регуляторы мощности. Те. для асинхронных машин использование тиристорных регуляторов, являющихся основными для изменения вращения коллекторных двигателей, недопустимо.

Лучший способ снизить скорость вашего устройства — это регулировать скорость не самого двигателя, а с помощью коробки передач или ременной передачи. Это сэкономит самое главное — мощность устройства.

Немного теории о конструкции и области применения коллекторных двигателей

Электродвигатели этого типа могут быть постоянного или переменного тока, с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением (для переменного тока используются только первые два типа возбуждения).

Коллекторный электродвигатель состоит из ротора, статора, коллектора и щеток. Ток в цепи, проходящий через соединенные определенным образом обмотки статора и ротора, создает магнитное поле, которое заставляет последние вращаться.Напряжение на ротор передается с помощью щеток из мягкого токопроводящего материала, чаще всего это графит или медно-графитовая смесь. Если вы измените направление тока в роторе или статоре, вал начнет вращаться в противоположном направлении, и это всегда происходит с выводами ротора, чтобы не происходило перемагничивание сердечников.

При одновременно Изменение соединения ротора и статора не приведет к обратному изменению. Есть еще трехфазные коллекторные моторы, но это уже отдельная история.

Двигатели постоянного тока с параллельным возбуждением

Обмотка возбуждения (статор) в двигателе с параллельным возбуждением состоит из большого количества витков тонкой проволоки и подключена параллельно ротору, сопротивление обмотки которого намного меньше. Поэтому для снижения тока при пуске электродвигателей мощностью более 1 кВт в цепь ротора включают пусковой реостат. Управление частотой вращения двигателя такой схемой переключения производится изменением тока только в цепи статора, т.к. способ понижения напряжения на выводах не очень экономичен и требует применения регулятора большой мощности.

Если нагрузка небольшая, то при случайном обрыве обмотки статора при использовании такой схемы частота вращения превысит предельно допустимую и электродвигатель может пойти «вразнос»

Двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения такого электродвигателя имеет небольшое количество витков толстого провода, и при ее последовательном включении в цепь якоря ток во всей цепи будет одинаковым. Электродвигатели этого типа более выносливы при перегрузках и поэтому чаще всего встречаются в бытовой технике.

Регулирование скорости двигателя постоянного тока с последовательно соединенными обмотками статора может осуществляться двумя способами:
  1. Путем подключения параллельно статору регулирующего устройства, изменяющего магнитный поток. Однако этот способ довольно сложен в реализации и в бытовых приборах не используется.
  2. Регулирование (уменьшение) оборотов снижением напряжения. Этот метод используется практически во всех электрических устройствах — бытовых приборах, инструментах и ​​т. Д.

Коллекторные двигатели переменного тока

Эти однофазные двигатели имеют более низкий КПД, чем двигатели постоянного тока, но из-за простоты изготовления и схем управления они наиболее широко используются в бытовых приборах и электроинструментах.Их можно назвать «универсальными», поскольку они способны работать как с переменным, так и с постоянным током. Это связано с тем, что при включении переменного напряжения в сеть направление магнитного поля и тока будет изменяться в статоре и роторе одновременно, не вызывая изменения направления вращения. Реверс таких устройств осуществляется изменением полярности концов ротора.

Для повышения производительности мощных (промышленных) коллекторных двигателей переменного тока используются дополнительные полюса и компенсационные обмотки.В двигателях бытовой техники таких устройств нет.

Регуляторы скорости двигателя

Схемы изменения частоты вращения электродвигателей в большинстве случаев строятся на тиристорных регуляторах, что связано с их простотой и надежностью.

Принцип работы представленной схемы следующий: конденсатор С1 заряжается до напряжения пробоя динистора D1 через переменный резистор R2, динистор пробивается и размыкает симистор D2, управляющий нагрузкой.Напряжение на нагрузке зависит от частоты размыкания D2, которая, в свою очередь, зависит от положения двигателя с переменным сопротивлением. Эта схема не оснащена обратной связью, т.е. при изменении нагрузки обороты тоже изменятся и их придется отрегулировать. По такой же схеме контролируется оборот импортных отечественных пылесосов.

В связи с постоянно растущим ростом автоматизации в бытовой сфере существует потребность в современных системах и устройствах для управления электродвигателями.

Управление и преобразование частоты в однофазных асинхронных двигателях малой мощности, которые запускаются с помощью конденсаторов, экономят энергию и активируют энергосберегающий режим на новом, прогрессивном уровне.

Принцип работы однофазной асинхронной машины

В основе работы асинхронного двигателя лежит взаимодействие вращающегося магнитного поля статора и индуцируемых им токов в роторе двигателя. При разнице частот вращения пульсирующих магнитных полей возникает крутящий момент.Именно этим принципом руководствуются при регулировании скорости вращения асинхронного двигателя с использованием.

Обмотка стартера занимает 1/3 канавок в конструкции статора, на основную обмотку приходится 23 канавки статора.

Ротор однофазного двигателя с коротким замыканием, помещенный в фиксированное магнитное поле статора, начинает вращаться.

Рис.№1 Принципиальная схема двигателя, демонстрирующая принцип работы однофазного асинхронного двигателя.

Основные виды однофазных электроприводов

Кондиционеры, холодильные компрессоры, электровентиляторы, нагнетательные агрегаты, водяные, дренажные и фекальные насосы, стиральные машины используют в своей конструкции асинхронный трехфазный двигатель.

Частотники всех типов преобразуют переменное напряжение в постоянное. Они используются для формирования однофазного напряжения с регулируемой частотой и заданной амплитудой для управления вращением асинхронных двигателей.

Контроль скорости однофазного двигателя

Существует несколько способов управления скоростью вращения однофазного двигателя.

  1. Контроль скольжения двигателя или изменения напряжения. Метод актуален для агрегатов с вентиляторной нагрузкой, для него рекомендуется использовать двигатели с большой мощностью.Недостатком этого метода является нагрев обмоток двигателя.
  2. Пошаговое регулирование оборотов двигателя с помощью автотрансформатора.

Рис.№2. Схема регулировки с помощью автотрансформатора.

Достоинства схемы — выходное напряжение имеет чистую синусоиду. Перегрузочная способность трансформатора имеет большой запас мощности.

Недостатки — автотрансформатор имеет большие габаритные размеры.

Применение тиристора. Используются тиристорные ключи, соединенные встречно-параллельно.

Рис. № 3. Схема тиристорного регулирования однофазного асинхронного двигателя.

При использовании для управления скоростью вращения однофазных асинхронных двигателей во избежание негативного влияния индукционной нагрузки выполняется модификация схемы. Цепи LRC добавлены для защиты переключателей питания, конденсатор используется для коррекции волны напряжения, минимальная мощность двигателя ограничена, поэтому запуск двигателя гарантирован. Тиристор должен иметь ток выше, чем ток электродвигателя.

Транзисторный регулятор напряжения

В схеме используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) с использованием выходного каскада, построенного на использовании полевых или биполярных транзисторов IGBT.

Рис. Номер 4. Схема использования ШИМ для регулирования однофазного асинхронного электродвигателя.

Частотное регулирование асинхронного однофазного электродвигателя считается основным методом регулирования показателей мощности, КПД, скорости и энергосбережения.

Рис.№ 5. Схема управления двигателем без исключения конструкции конденсатора.

Преобразователь частоты: типы, принцип действия, схемы подключения

Позволяет своему владельцу снизить энергопотребление и автоматизировать процессы в управлении оборудованием и производством.

Основные компоненты: выпрямитель, конденсатор, транзисторы IGBT, собранные в выходном каскаде.

Благодаря возможности управления параметрами выходной частоты и напряжения достигается хороший эффект энергосбережения.Энергосбережение выражается в следующем:

  1. Двигатель поддерживает постоянный текущий момент расширения вала. Это связано с взаимодействием выходной частоты инверторного преобразователя с частотой вращения двигателя и, соответственно, зависимостью напряжения и крутящего момента на валу двигателя. Это означает, что преобразователь позволяет автоматически регулировать выходное напряжение при обнаружении превышения нормального значения напряжения с определенной рабочей частотой, необходимой для поддержания требуемого момента.Все инверторные преобразователи с векторным управлением имеют функцию поддержания постоянного крутящего момента на валу.
  2. Преобразователь частоты служит для регулирования работы насосных агрегатов (). При получении сигнала с датчика давления преобразователь частоты снижает производительность насосного агрегата. При уменьшении оборотов двигателя снижается выходное напряжение. Таким образом, стандартное потребление воды насосом требует промышленной частоты 50 Гц и напряжения 400 В. По формуле мощности можно рассчитать коэффициент потребляемой мощности.

При уменьшении частоты до 40 Гц напряжение снижается до 250 В, а это значит, что количество оборотов вращения насоса уменьшается, а потребление энергии уменьшается в 2,56 раза.


Рис. № 6. Использование преобразователя частоты Speedrive для управления насосными агрегатами в соответствии с системами CKEA MULTI 35.

Для повышения энергоэффективности использования необходимо сделать следующее:

  • Преобразователь частоты должен соответствовать параметрам электродвигателя.
  • Частотный канал выбирается в соответствии с типом рабочего оборудования, для которого он предназначен. Итак, частотник для насосов работает в соответствии с параметрами, заложенными в программе управления работой насоса.
  • Точные настройки управления в ручном и автоматическом режиме.
  • Преобразователь частоты позволяет использовать режим энергосбережения.
  • Режим векторного управления позволяет автоматически настраивать управление двигателем.

Однофазный преобразователь частоты

Компактное устройство преобразования частоты для управления однофазными двигателями бытовой техники.Большинство преобразователей частоты имеют следующие конструктивные возможности:

  1. В конструкции большинства моделей используется новейшая технология векторного управления.
  2. Они обеспечивают улучшенный крутящий момент однофазного двигателя.
  3. Энергосбережение установлено в автоматический режим.
  4. В некоторых моделях преобразователей частоты используется съемная панель управления.
  5. Встроенный контроллер ПЛК (незаменим при создании устройств для сбора и передачи данных, для создания систем телеметрии, объединяет устройства с различными протоколами и интерфейсами связи в общую сеть).
  6. Встроенный ПИД-регулятор (контролирует и регулирует температуру, давление и технологические процессы).
  7. Выходное напряжение регулируется автоматически.


Рис. № 7. Современный инвертор Optidrive с основными характеристиками.

Важно: Однофазный преобразователь частоты, питаемый от однофазной сети 220 В, выдает три линейных напряжения, каждое из которых имеет напряжение 220 В. То есть линейное напряжение между двумя фазами напрямую зависит от величины выходного напряжения самого преобразователя частоты.

Преобразователь частоты не предназначен для двойного преобразования напряжения, из-за наличия в конструкции ШИМ-регулятора он может поднять значение напряжения не более чем на 10%.

Основная задача однофазного преобразователя частоты — обеспечивать питанием как однофазный, так и трехфазный электродвигатель. В этом случае ток двигателя будет соответствовать параметрам подключения от трехфазной сети и оставаться постоянным

Частотное регулирование однофазных асинхронных двигателей

Первое, на что мы обращаем внимание при выборе частотника для своей техники, — это соответствие сетевого напряжения номинальному значению тока нагрузки, на которое рассчитан двигатель.Способ подключения выбирается в зависимости от рабочего тока.

Главное в схеме подключения — наличие фазосдвигающего конденсатора, он служит для сдвига напряжения, подаваемого на пусковую обмотку. Служит для запуска двигателя, иногда после запуска двигателя пусковая обмотка вместе с конденсатором отключается, иногда остается включенной.

Схема подключения однофазного двигателя с однофазным преобразователем частоты без использования конденсатора

Выходное линейное напряжение устройства на каждой фазе равно выходному напряжению преобразователя частоты, то есть будет три линейных напряжения, каждое по 220 В.Для пуска можно использовать только пусковую обмотку.

Рис. Номер 8. Схема подключения однофазного асинхронного двигателя через конденсатор

Фазовращающий конденсатор не может обеспечить равномерный фазовый сдвиг в пределах частоты инвертора. Частота обеспечит равномерный фазовый сдвиг. Для того чтобы исключить конденсатор из схемы необходимо:

  1. Пусковой конденсатор С1 снят.
  2. Выход обмотки двигателя подключен к точке выхода напряжения преобразователя частоты (используется прямая проводка).
  3. Точка A присоединяется к CA; B подключается к NE; W подключен к SS, поэтому электродвигатель подключается напрямую.
  4. Для включения в обратном направлении (обратная проводка), B должен быть подключен к CA; И присоединяем к NE; W соединиться с SS.


Рис. № 9. Схема подключения однофазного асинхронного двигателя без использования конденсатора.

На видео — Преобразователь частоты. в однофазной сети 220В

Регулятор скорости двигателя 220в позволяет изменять частоту любого электродвигателя, рассчитанного на работу от сети 220 вольт.

Достаточно популярным регулятором скорости для электродвигателей переменного тока 220 вольт является тиристорная схема. Типовая схема — подключение электродвигателя или вентилятора для разрыва анодной цепи тиристора.

Немаловажным условием при использовании таких регуляторов является надежный контакт во всей цепи. Чего нельзя сказать о коллекторных двигателях, ведь у них щеточный механизм, создающий кратковременные обрывы в электрической цепи. Это существенно влияет на качество регулятора.

Описание схемы регулятора скорости

Приведенная ниже схема тиристорный регулятор скорости , как раз предназначен для изменения частоты вращения коллектора электродвигателей (электродрель, фрезерный станок , вентилятор ) В первую очередь следует отметить, что электродвигатель вместе с силовым тиристором VS2 , подключенный к одной из диагоналей диодного моста VD3, на другую подведено сетевое напряжение 220 вольт .

Кроме того, этот тиристор управляется достаточно широкими импульсами, из-за чего кратковременные отключения активной нагрузки, характеризующие работу коллекторного двигателя, не влияют на стабильную работу этой схемы.

Для управления тиристором VS1 на транзисторе VT1 собран импульсный генератор. Этот генератор питается трапециевидным напряжением, возникающим в результате ограничения положительных полуволн стабилитроном VD1, имеющим частоту 100 Гц. Конденсатор С1 разряжается через сопротивления R1, R2, R3. Резистор R1 — это скорость разряда этого конденсатора.

Когда напряжение на конденсаторе достаточно для открытия транзистора VT1, на управляющий вывод VS1 подается положительный импульс.Тиристор открывается, и теперь на управляющей клемме VS2 появляется длинный управляющий импульс. И уже этим тиристором на двигатель подается напряжение, которое собственно влияет на скорость.

Скорость вращения электродвигателя регулируется резистором R1. Поскольку индуктивная нагрузка подключена к цепи VS2, возможно самопроизвольное отпирание тиристора даже при отсутствии управляющего сигнала. Поэтому для предотвращения этого нежелательного эффекта в схему добавлен диод VD2, который включен параллельно обмотке возбуждения L1 электродвигателя.

Детали регулятора скорости вентилятора и электродвигателя

Стабилитрон

— можно заменить на другой с напряжением стабилизации в районе 27 — 36В. Тиристоры ВС1 — любые маломощные с постоянным напряжением более 100 вольт, ВС2 — возможно питание КУ201К, КУ201Л, КУ202М. Диод VD2 — с обратным напряжением не менее 400 вольт и постоянным током более 0,3А. Конденсатор С1 — КМ-6.

Настройка регулятора скорости

При настройке схемы контроллера рекомендуется использовать стробоскоп, который позволяет использовать либо стрелочный вольтметр переменного тока, подключенный параллельно двигателю.

Вращая ручку резистора R1, определите диапазон напряжения. Подбирая сопротивление R3, этот диапазон устанавливается в диапазоне от 90 до 220 вольт. В том случае, если мотор вентилятора работает нестабильно на минимальной скорости, необходимо немного уменьшить сопротивление R2.

Для плавного увеличения и уменьшения скорости вращения вала имеется специальное устройство — регулятор скорости вращения электродвигателя 220В. Стабильная работа, отсутствие перебоев в подаче электроэнергии, длительный срок службы — преимущества использования регулятора оборотов двигателя на 220, 12 и 24 вольт.

  • Область применения
  • Выберите устройство
  • IF device
  • Типы устройств

Зачем нужен преобразователь частоты

Функция регулятора — инвертировать напряжение 12, 24 вольт, обеспечивая плавный пуск и остановку с использованием широтно-импульсной модуляции.

Контроллеры скорости входят в состав многих устройств, так как обеспечивают точность электрического управления. Это позволяет отрегулировать скорость до желаемого значения.

Область применения

Регулятор оборотов электродвигателя постоянного тока используется во многих промышленных и бытовых областях. Например:

  • тепловой комплекс;
  • приводов оборудования;
  • сварочный аппарат;
  • духовок электрические;
  • пылесосов;
  • швейных машин;
  • стиральных машин.

Выбрать устройство


Для того, чтобы выбрать эффективный регулятор, необходимо учитывать характеристики устройства, особенно назначение.

  1. Для коллекторных двигателей распространены векторные контроллеры, но скалярные более надежны.
  2. Важный критерий выбора — мощность. Он должен соответствовать допустимому на используемом агрегате. И для безопасной работы системы лучше превышать.
  3. Напряжение должно быть в допустимых широких пределах.
  4. Основное назначение регулятора — преобразование частоты, поэтому этот аспект необходимо выбирать в соответствии с техническими требованиями.
  5. Также необходимо обратить внимание на срок службы, размер, количество вводов.

IF-устройство
  • Регулятор естественного хода двигателя переменного тока;
  • Привод
  • ;
  • доп.

Схема регулятора оборотов двигателя 12 в показана на рисунке. Обороты регулируются с помощью потенциометра. Если на вход поступают импульсы с частотой 8 кГц, то напряжение питания будет 12 вольт.

Устройство можно приобрести в специализированных торговых точках, а можно сделать самому.


При запуске трехфазного двигателя на полную мощность передается ток, действие повторяется примерно 7 раз. Сила тока изгибает обмотки двигателя, со временем выделяется тепло. Преобразователь — это инвертор, обеспечивающий преобразование энергии. Напряжение поступает в регулятор, где 220 вольт выпрямляется с помощью диода, расположенного на входе. Затем ток фильтруется двумя конденсаторами. ШИМ формируется. Далее импульсный сигнал передается с обмоток двигателя на определенную синусоиду.

Есть универсальное устройство на 12В для бесщеточных двигателей.

Схема состоит из двух частей: логической и силовой. Микроконтроллер расположен на микросхеме. Такая схема характерна для мощного двигателя. Уникальность регулятора заключается в применении с различными типами двигателей. Питание схем раздельное, драйверы ключей требуют питания 12 В.

Типы устройств

Симистор устройства

Симисторное устройство (симистор) используется для управления освещением, мощностью нагревательных элементов и скоростью вращения.


Схема контроллера на симисторе содержит минимум частей, показанных на рисунке, где C1 — конденсатор, R1 — первый резистор, R2 — второй резистор.

С помощью преобразователя мощность регулируется путем изменения времени открытого симистора. Если он закрыт, конденсатор заряжается с помощью нагрузки и резисторов. Один резистор контролирует величину тока, а второй регулирует скорость заряда.

Когда конденсатор достигает порога напряжения 12 В или 24 В, срабатывает кнопка.Симистра переходит в открытое состояние. Когда сетевое напряжение проходит через ноль, симистор замыкается, затем конденсатор дает отрицательный заряд.

Преобразователи электронных ключей

Регулятор тиристорный обыкновенный с простой схемой.


Тиристор, работает в сети переменного тока.

Отдельный вид — стабилизатор переменного напряжения. Стабилизатор содержит трансформатор с множеством обмоток.



К источнику напряжения 24 В.Принцип работы заключается в заряде конденсатора и заблокированного тиристора, и когда конденсатор достигает напряжения, тиристор посылает ток на нагрузку.

Пропорциональный сигнальный процесс

Сигналы, поступающие на вход системы, образуют обратную связь. Рассмотрим подробнее с помощью микросхемы.


Микросхема TDA 1085, изображенная выше, обеспечивает управление двигателем 12 В, 24 В обратной связи без потери мощности.Обязательным является обслуживание тахометра, обеспечивающего обратную связь двигателя с платой регулирования. Сигнал спидометра поступает на микросхему, которая передает задачу силовым элементам — подать напряжение на мотор. Когда вал нагружен, плата добавляет напряжение, а мощность увеличивается. При отпускании вала напряжение уменьшается. Обороты будут постоянными, а силовой момент не изменится. Частота регулируется в широком диапазоне. Такой мотор на 12, 24 вольта устанавливается в стиральных машинах.

Своими руками можно изготовить приспособление для болгарки, токарного станка по дереву, болгарки, бетономешалки, измельчителя соломы, газонокосилки, дровоколы и многое другое.


Промышленные регуляторы, состоящие из контроллеров на 12, 24 В, залиты смолой, поэтому ремонту не подлежат. Поэтому устройство на 12в часто изготавливают самостоятельно. Простой вариант с использованием микросхемы U2008B. Контроллер использует обратную связь по току или плавный пуск. В случае использования последнего элементы С1, R4 необходимы, перемычка Х1 не нужна, и наоборот с обратной связью.

При сборке регулятора правильно подбирать резистор. Так как при большом резисторе при пуске могут быть рывки, а при маленьком резисторе компенсации будет недостаточно.

Важно! При настройке регулятора мощности нужно помнить, что все части устройства подключены к сети переменного тока, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности!

Однофазные регуляторы скорости и трехфазные двигатели 24, 12 вольт — это функциональное и ценное устройство, как в быту, так и в промышленности.

Схема регулятора, с помощью которой осуществляется частота вращения двигателя или вентилятора, рассчитана на работу от сети переменного тока 220 вольт.

Двигатель вместе с силовым тиристором VS2 подключается к диагонали диодного моста VD3, а другой получает переменное напряжение 220 вольт. Кроме того, этот тиристор отслеживает достаточно широкие импульсы, из-за которых короткие замыкания, с которыми работают все коллекторные двигатели, не влияют на стабильную работу схемы.

Первый тиристор управляется транзистором VT1, включенным по схеме генератора импульсов. Как только напряжение на конденсаторе станет достаточным для открытия первого транзистора, на управляющий вывод тиристора придет положительный импульс. Тиристор откроется и на втором тиристоре появится длинный управляющий импульс. И уже от него на двигатель подается напряжение, собственно влияющее на скорость.

Скорость вращения двигателя регулируется переменным сопротивлением R1.Поскольку индуктивная нагрузка подключена к цепи второго тиристора, возможно самопроизвольное размыкание тиристора даже при отсутствии управляющего сигнала. Поэтому, чтобы заблокировать это, в цепь включен диод VD2, который включен параллельно обмотке двигателя L1.

При настройке схемы регулятора оборотов двигателя целесообразно использовать который может измерять частоту вращения электродвигателя или обычный стрелочный вольтметр переменного тока, подключенный параллельно двигателю.

С помощью выбора сопротивления R3 устанавливается диапазон напряжений от 90 до 220 вольт. Если двигатель не работает на минимальных оборотах, то необходимо уменьшить номинал резистора R2.

Эта схема хорошо подходит для регулировки скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры.


В роли чувствительного элемента используется. В результате его нагрева уменьшается его сопротивление, а потому на выходе операционного усилителя наоборот повышается напряжение и через полевой транзистор регулируется скорость вращения вентилятора.

Переменное сопротивление P1 — вы можете установить самую низкую скорость вращения вентилятора при самой низкой температуре, а переменное сопротивление P2 регулирует максимальную скорость вращения при максимальной температуре.

В нормальных условиях выставляем резистор P1 на минимальную частоту вращения двигателя. Затем датчик нагревается, и сопротивление P2 дает желаемую скорость вентилятора.

Схема регулирует скорость вращения вентилятора в зависимости от показаний температуры, используя обычную с отрицательным температурным коэффициентом.


Схема настолько проста, что имеет всего три радиодетали: регулируемый регулятор напряжения LM317T и два сопротивления, образующих делитель напряжения.Одно из сопротивлений представляет собой термистор с отрицательным TCS, а другой — обычный резистор. Для упрощения сборки цитирую печатную плату ниже.


В целях экономии можно оборудовать стандартную болгарку регулятором скорости. Такой регулятор для шлифовки корпусов различной электронной техники — незаменимый инструмент в арсенале радиолюбителя

.

Все современные дрели производятся со встроенными регуляторами оборотов двигателя, но наверняка у каждого радиолюбителя в арсенале есть старая советская дрель, изменение скорости которой не задумывалось, что резко снижает производительность.

Вы можете регулировать скорость вращения асинхронного бесщеточного двигателя, регулируя частоту сети переменного напряжения. Такая схема позволяет регулировать скорость вращения в довольно широком диапазоне — от 1000 до 4000 оборотов в минуту.

509 Превышен предел пропускной способности

509 Превышен предел пропускной способности Сервер временно не может обслуживать ваш запрос из-за того, что владелец сайта достиг своего ограничение пропускной способности.
Подключен

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *