Cum să faci un motor electric cu propriile mâini, modele de colector, caracteristici, instrucțiuni de construcție

Anterior

Conţinut:

  • De ce motoarele de colecție sunt adesea folosite în viața de zi cu zi
  • Caracteristici de funcționare a motoarelor colectoare
  • Proiectarea motorului colector și legătura acestuia cu pierderile

Să luăm în considerare câteva aspecte ale construcției. Nu promitem să facem un motor etern, precum cel atribuit paternului Tesla, dar tot vă vom spune ceva interesant. De asemenea, nu vom deranja cititorii cu diverse agrafe și baterii, ci în schimb vă oferim să vorbim despre cum puteți adapta un motor deja existent la obiectivele dvs. Se știe că există multe construcții și toate sunt folosite undeva, dar literatura modernă lasă în urmă astfel de fundații de bază. Prin urmare, am studiat manualul secolului trecut despre cum să faci un motor electric cu propriile mâini, iar acum ne oferim să ne scufundăm în astfel de cunoștințe, care formează baza oricărui specialist.

De ce motoarele de colecție sunt adesea folosite în viața de zi cu zi

Motor tip colector

Dacă luați o fază la 220V, atunci principiul de funcționare a motorului electric pe colector vă permite să faceți dispozitive de 2-3 ori mai puțin masive decât ar fi atunci când utilizați un design asincron. Acest lucru este foarte important în fabricarea unor astfel de dispozitive precum blendere de mână, mixere de diferite tipuri și chiar mașini de tocat carne. Dar, pe lângă alte lucruri, este dificil să accelerezi un motor asincron peste 3000 de rotații pe minut, în timp ce nu există o astfel de limitare pentru motoarele de colector. Și acest lucru le face potrivite doar pentru implementarea modelelor de storcatoare centrifuge, ca să nu mai vorbim de aspiratoare, unde viteza este adesea nici măcar mai mică.

Și întrebarea cum să faci un regulator de viteză a motorului electric dispare. Sarcina a fost rezolvată cu mult timp în urmă prin întreruperea unei părți a ciclului sinusoidei de tensiune. Acest lucru devine posibil deoarece motorul colectorului nu face diferență dacă este alimentat de o variabilă saucurent continuu. În primul caz, caracteristicile cad, dar acest lucru este suportat având în vedere beneficiile evidente. De aceea motorul electric de tip colector functioneaza atat in masina de spalat rufe cat si in masina de spalat vase. Deși vitezele de acolo sunt foarte diferite. (Vezi și: Cum să faci un prelungitor cu propriile mâini)

Este foarte ușor să obții un revers. Pentru a face acest lucru, schimbați pur și simplu polaritatea tensiunii pe una dintre înfășurări (dacă ambele sunt atinse, direcția de rotație va rămâne aceeași). O altă întrebare este cum să faci un motor care are atât de multe piese componente. Vom vorbi puțin despre acest subiect, deși este puțin probabil ca cineva să reușească să facă un colecționar cu propriile mâini, dar este foarte posibil să îl înfășurați din nou și să ridicați un stator. Trebuie remarcat imediat că viteza de rotație depinde de numărul de secțiuni ale rotorului (precum și de amplitudinea tensiunii). În timp ce statorul are doar doi poli.

În cele din urmă, atunci când utilizați acest design, este posibil să creați un dispozitiv universal. Motorul functioneaza fara probleme din curent alternativ si continuu. Pur și simplu, se face un robinet pe înfășurare, iar atunci când este pornit de la tensiune redresată, toate spirele sunt activate, iar cu sinusoidal doar o parte din ele. Acest lucru vă permite să salvați parametrii nominali. Nu am spune că va fi o sarcină simplă să faci un motor electric primitiv de tip colector, dar poți ajusta complet parametrii la nevoile tale. Și asta este o mare problemă, pentru că este puțin probabil că ne-am asumat o astfel de sarcină pentru a vedea cum o spirală de cupru se învârte în jurul unei baterii AAA.

Caracteristici de funcționare a motoarelor colectoare

Un motor colector de obicei nu are foarte mulți poli pe stator. Pentru a fi mai precis, sunt două dintre ele - nordic și sudic. Spre deosebire de motoarele asincrone, câmpul magnetic aici nu se rotește. În schimb, poziția stâlpilor se schimbă înrotor Această stare de fapt este asigurată de faptul că periile se deplasează treptat de-a lungul secțiunilor tamburului de cupru. Înfășurarea specială a bobinelor asigură o distribuție corespunzătoare. Polii par să alunece în jurul cercului rotorului, împingându-l în direcția corectă.

De aceea, pentru a asigura modul invers, este suficient să schimbați polaritatea sursei de alimentare a oricărei înfășurări. În acest caz, rotorul se numește armătură, iar statorul se numește excitator. Întreaga frumusețe constă în faptul că aceste circuite pot fi pornite atât în ​​paralel, cât și în serie. Și acest lucru va schimba semnificativ caracteristicile dispozitivului. Toate acestea sunt descrise de așa-numitele caracteristici mecanice, uitați-vă la ce imagine să aveți o idee despre ceea ce vorbim. Graficele pentru două cazuri sunt prezentate în mod convențional aici:

electric

Programul de modificări ale caracteristicilor dispozitivului

  • Când excitatorul (statorul) și armătura (rotorul) motorului colectorului sunt alimentate cu curent continuu în paralel, caracteristicile sale mecanice sunt aproape orizontale. Aceasta înseamnă că atunci când sarcina asupra arborelui se modifică, frecvența nominală de rotație a arborelui este practic păstrată. Acesta este folosit la mașinile de prelucrare, unde schimbarea revoluțiilor nu ar afecta calitatea în cel mai bun mod. Ca rezultat, piesa se rotește atunci când o atingeți cu un tăietor la fel de vioi ca la început. Dar dacă momentul de împiedicare crește foarte mult, atunci mișcarea se strică. Motorul se oprește. Pentru noi, din toate acestea trebuie făcute următoarele: dacă doriți să utilizați motorul unui aspirator pentru a crea o mașină de prelucrare a metalelor (strung), atunci înfășurările trebuie conectate în paralel. Pentru că un alt tip de incluziune domină electrocasnicele. Dar nu s-a făcut chiar așa. Când înfășurările sunt alimentate în paralel cu un curent alternativ, se formează prea multă rezistență inductivă. Prin urmare, această tehnică trebuie utilizată cu prudență.
  • Laalimentarea secvențială a rotorului și statorului în motorul colector are o proprietate magică - un cuplu mare la pornire. Această calitate este utilizată în mod activ pentru tramvaie stragivaniya, troleibuze și, cel mai probabil, trenuri electrice. Principalul lucru este că atunci când sarcina crește, revoluțiile nu se opresc. Dar dacă porniți motorul colectorului la ralanti în acest mod, viteza de rotație a arborelui va crește infinit. Dacă puterea este mică - zeci de W - nu trebuie să vă faceți griji: forța de frecare a rulmenților și periilor, precum și creșterea inducției curenților și fenomenul de remagnetizare a miezului împreună inhibă creșterea cu unele valoare. Dar în cazul unităților industriale sau aceluiași aspirator, atunci când motorul acestuia este scos din carcasă, creșterea vitezei este ca o avalanșă. În acest caz, forța centrifugă este atât de mare încât sarcinile pot rupe ancora. Aveți grijă când porniți motoare colectoare excitate în serie.

    • Motoarele colectoare cu includerea paralelă a înfășurărilor statorului și rotorului sunt perfect adaptabile la reglare. Datorită introducerii unui reostat în circuitul excitatorului, este posibilă creșterea semnificativă a rotațiilor. Și dacă același este atașat de ramura armăturii, atunci rotația, dimpotrivă, va încetini. Acesta este utilizat pe scară largă în inginerie pentru a obține caracteristicile dorite.

    Proiectarea motorului colector și legătura acestuia cu pierderile

    La proiectarea motoarelor colectoarelor, este necesar să se țină cont de unele informații legate de pierderi. În acest caz, acestea sunt de trei tipuri:

    • Se obișnuiește să se numească pierderile de căldură în timpul mișcării curenților în conductori drept electrice. Pentru a reduce această valoare, toate înfășurările sunt realizate din cupru, care are cea mai scăzută rezistență specifică dintre toate materialele disponibile. Desigur, ar fi mai bine să luați argint, iar aurul este perfect, dar asta ar fi prea multdragă. Pierderea de căldură depinde și de secțiunea transversală. De aceea este imposibil să alegeți o grosime a conductorilor prea mică. Din acest punct de vedere, se limitează la puterea disipată, care nu trebuie să fie mai mică decât cea prezentă efectiv în motor. În caz contrar, înfășurarea va arde. Pe de altă parte, conductorii de cupru prea groși nu numai că ar face motorul voluminos și greu, ci îl vor face și mai scump. Putem aduce o completare importantă la această întrebare: niciun motor nu ar trebui să fie lipsit de mijloace de protecție. Acestea pot fi diferite siguranțe termice sau relee. Ele pot fi găsite la ghișeu. Și valorile de declanșare trebuie să fie sub temperatura de ardere a înfășurării (izolației). De obicei, durează aproximativ 135 de grade Celsius. Datele tehnice privind temperaturile limită ale firelor sunt date în caracteristicile acestora (fișa tehnică).

      Colectionari

    • Pierderile magnetice apar în miezul armăturii. Ar părea logic să o facem din oțel, dar acest lucru este inacceptabil. Este alcătuită din plăci izolate unele de altele. La fel ca miezul unui transformator. În caz contrar, metalul care se rotește în câmpul magnetic al statorului va deveni similar cu o placă de bucătărie cu inducție. Foile sunt separate printr-un strat de lac. În plus, se folosește un oțel electric special cu un conținut ridicat de siliciu. Acest lucru duce la o creștere a rezistenței specifice a materialului, ceea ce determină o scădere a valorilor curenților turbionari. În cele din urmă, oțelul trebuie să fie blând și tratat special pentru a reduce magnetismul rezidual. Dacă motorul funcționează pe curent continuu, atunci corpul și statorul acestuia pot fi realizate din bucăți solide de metal. Dar când lucrarea provine dintr-o rețea de 220V sau 380V, toate piesele adiacente sunt realizate din foi cu separare strat cu strat folosind lac.
    • Pierderile mecanice au fost deja menționate mai sus. Ele pot servi nu numai ca efect parazitar,dar și pentru a proteja motorul colector de putere redusă cu excitație în serie de defecțiuni. Datorită faptului că revoluțiile nu vor depăși limita de viteză.

    De obicei, motorul colectorului este alimentat cu curent alternativ, iar înfășurările sunt pornite secvenţial. Pentru că altfel rezistența inductivă este prea mare. (Vezi și: Cum să faci o lampă cu propriile mâini)

    La cele spuse se mai poate adauga ca rezistenta inductiva a infasurarilor ia rolul motorului colectorului atunci cand este alimentata cu curent alternativ. De aceea, la aceeași tensiune de funcționare, frecvența de rotație va scădea. În plus, polii statorului și carcasa vor trebui protejate cumva de pierderile magnetice. Necesitatea acestui lucru poate fi verificată printr-un experiment simplu: alimentați un motor de colector de putere redusă de la o baterie. Corpul său va rămâne rece. Dar dacă aplicați acum curent alternativ cu aceeași valoare efectivă (adică conform testerului), imaginea se va schimba. Acum carcasa motorului colectorului va începe să se încălzească.

    Schiță a ansamblului statorului în secțiune transversală și din lateral

    De aceea, încearcă chiar să asambla carcasa din foi de oțel electric. Nituirea sau lipirea cu ajutorul BF-2 sau a analogilor săi. În cele din urmă, să completăm acest lucru cu încă o afirmație: literele sunt tastate într-o secțiune transversală. Foarte des, statorul este asamblat conform schiței prezentate în figură. În acest caz, bobina este înfășurată separat conform modelului, apoi izolată și pusă la locul său. Acest lucru ajută la simplificarea asamblarii. În ceea ce privește tehnicile, cel mai ușor ar fi să tăiați oțel pe o mașină cu plasmă și este mai bine să nu vă gândiți la cât va costa.

    Cel mai ușor este să găsiți (la groapă, într-un garaj etc.) o formă gata de asamblare. Și apoi bobine de sârmă de cupru cu izolație lac sub el. Pentru acest diametru deliberatar trebui să fie mai mult Mai întâi, bobina finită este trasă peste o proiecție a miezului, apoi pe alta. Apoi firul este presat astfel încât să rămână un mic spațiu de aer la capete. Se crede că nu este critic. Pentru ca toate acestea să țină, colțurile ascuțite sunt tăiate la cele două plăci extreme, iar restul mijlocului este îndoit spre exterior, strângând capetele bobinei din exterior. Acest lucru va ajuta la asamblarea motorului, așa cum se obișnuiește să se facă în fabrici.

    Foarte des (mai ales în blendere) puteți găsi un miez de stator deschis. Nu distorsionează forma câmpului magnetic. Dar, deoarece există un singur stâlp, nu trebuie să vă așteptați la o putere specială în acest caz. Forma miezului seamănă cu litera P, între picioarele căreia se rotește un rotor într-un câmp magnetic. Sub ea, fante circulare sunt realizate în locurile potrivite. Oricine poate asambla singur un stator similar de la un transformator vechi. Este mai ușor decât să faci un motor electric cu propriile mâini de la zero.

    Miezul din punctul de înfășurare este izolat de un manșon de oțel, iar pe părțile laterale prin flanșe dielectrice care pot fi tăiate din orice plastic adecvat.

    Următorul

    Citește și: