Dispozitivul motorului electric colector al pieselor și schema de auto-ajustare

Conţinut:

Vedere exterioară a motorului colectorului
Perii motor colector
Varistoare cu motor colector
Schema de auto-reglare a rotațiilor motorului colectorului
Colector motor, înfășurări și miez
Stator motor colector

Cel mai adesea, statorul motorului colectorului are doar doi poli. Și nu depinde dacă avem un aspirator, un robot de bucătărie sau o mașină de spălat. Motoarele colectoare sunt bine reglabile și au caracteristici de pornire acceptabile, ceea ce nu se poate spune despre majoritatea celor asincrone. Pentru noi - cetățenii de rând - există un singur dezavantaj: zgomotul. Prin urmare, un motor asincron este de obicei instalat în frigidere și ventilatoare. Dar este departe de a fi mereu pe hote. Luați în considerare dispozitivul motorului colector.

Vedere exterioară a motorului colectorului

Capacul compartimentului pentru perii

Începătorii au de obicei imediat o întrebare - cum să înțeleagă ce este un motor de colecție? Este mai simplu decât simplu. Priviți fotografia polizorului, care a fost făcută special pentru această recenzie: pe părțile laterale ale carcasei, putem vedea capace din material izolator pentru o șurubelniță cu crestat. Dacă vă faceți osteneala să-l deșurubați, placa de contact și arcul periei de grafit vor fi vizibile în interior. Aceasta este caracteristica cheie a motorului colector. Uneltele electrice sunt de obicei furnizate cu perii cu schimbare rapidă, care sunt considerate consumabile.

Tampă de contact și arc perie din grafit

Perii motor colector

Un set de rezervă este de obicei inclus în cutie. Fotografia de prim-plan arată doar periile de rezervă. Se poate observa că fiecare dintre ele include: (Vezi și: Dispozitivul și principiul de funcționare a unui motor electric cu curent continuu)

Electrod de grafit. Forma este largăvariaza in functie de tipul de motor. Grafitul poate fi ascuțit cu superfile sau pile pentru a obține dimensiunile specificate. Nu este critic. Principalul lucru este că nu există goluri mari, deoarece forma suportului este creată special pentru a reduce jocul. Când electrodul de grafit este ascuțit, scânteia crește până când apare un foc circular. În același timp, motorul colectorului se încălzește puternic și se aburește. Toată lumea poate vedea procesul în sine pe YouTube (în special în domeniul vorbitor de limbă engleză).

Placa de contact din alamă este folosită pentru conectarea sursei de alimentare. În instrumentele de uz casnic, este cel mai adesea 220 V cu o singură avertizare: o parte din perioada undei sinusoidale este întreruptă. Acest lucru este necesar pentru controlul vitezei. Cu cât unghiul de tăiere este mai mare, cu atât viteza arborelui este mai mică. Circuitul de reglare este construit pe un tiristor și reglat de un rezistor variabil.

Arcul a trecut între suportul de contact și electrodul de grafit. Servește pentru presare. Ca urmare, electrodul de grafit alunecă de-a lungul colectorului, umezindu-i simultan suprafața. Rezistența periilor prezentate în figură este aproape de 7 ohmi, ceea ce este comparabil cu înfășurările. Dar pe curent alternativ, programul se schimbă. Datorită inductanței, rezistența înfășurărilor crește brusc, în timp ce cea a periilor rămâne aproximativ aceeași. Oricum ar fi, putem spune că periile joacă rolul de rezistențe limitatoare și datorită acestora curentul rotorului va crește peste 15 A.

Partea cheie a periilor este un cablu de mare flexibilitate realizat din fire de cupru. Se îndoaie bine, astfel încât se întinde ușor la distanța necesară de la ascuțirea periei de grafit în timpul funcționării.

Perii de rezervă

Deci, un motor colector are întotdeauna perii. Unele motoare asincrone au pantografe, dar nu sunt împărțite în secțiuni. Și aparatul de perie este semnificativ diferit ca design de ceea ce este prezentmotor colector. În viața de zi cu zi, un motor asincron produce și o funcționare relativ silențioasă.

Periile se despart relativ ușor din cauza vibrațiilor. Acesta este unul dintre motivele pentru care motoarele colectoare nu sunt folosite în industrie (este foarte greu de găsit modele trifazate). Iar al doilea este că colectoarele de curent sunt ușor înfundate cu praf și necesită curățare regulată. Cu toate acestea, aceeași problemă se observă la mașinile asincrone cu rotor de fază. Dar, în acest din urmă caz, grafitul de obicei nu miroase. Deci, ne uităm astăzi la motorul electric monofazat al colectorului.

Varistoare cu motor colector

Motoarele colectoare au o proprietate neplăcută: scânteie. Acest lucru provoacă interferențe puternice care revin în lanțul de aprovizionare, dar nici măcar nu este scopul. Scânteile duce la condiții nefavorabile de funcționare a motorului. În general, este necesar să se stingă arcul. Și varistoarele sunt folosite pentru asta. Corpul lor este de obicei rotunjit, cu două picioare. Unul (vezi fotografia) este atașat la zona de contact a periei (direct sau cu ajutorul adaptoarelor din alamă), iar al doilea este lipit de corp.

Varistor pe picioare

Există două varistoare și protejează motorul colectorului din ambele părți. Mecanica de lucru este următoarea:

De îndată ce sarcina crescută pe arbore provoacă scântei puternice, potențialul periei poate depăși semnificativ valoarea medie de funcționare de 220 V.
Ca urmare, varistoarele sparg în perechi și închid surplusul de corp, unde se pierde în grosimea metalului, disipându-se sub formă de căldură.

Trebuie spus că această schemă poate fi considerată complet inutilă din punct de vedere al eficienței. Puterea este irosită. Dar mai există ceva care folosește scântei pentru totdeauna.

Schema de auto-reglare a rotațiilor motorului colectorului

Schema tiristoare pentru reglarea rotațiilor motorului colectorului

Nivelul de scânteie depinde de viteza de rotație. Să presupunem că sarcina pe arborele mașinii de tocat carne a crescut. Apoi cifra de afaceri scade temporar. Din cauza căreia nivelul de scânteie se modifică, acest lucru determină un răspuns într-un circuit special de tiristoare pentru controlul rotațiilor. Modifică unghiul de întrerupere a tensiunii pentru a compensa acțiunea sarcinii. Circuitul tiristor prezentat în fotografie este luat de la un robot de bucătărie Philips. Pe el vedem o mulțime de relee de protecție, care nu vă permit să porniți dispozitivul cu capace deschise și în formă dezasamblată.

Partea principală a circuitului este tiristorul. În imagine, poate fi găsit de un mic calorifer metalic sub formă de placă. Circuitul însuși prin circuitul de feedback primește informații despre forța de aprindere, cu ajutorul căreia are loc sarcina de revoluții. Pentru a implementa aceste funcții, există câteva rezistențe pe placă: (Vezi și: Dispozitivul și principiul de funcționare al unui motor electric de curent alternativ)

O rezistență semicirculară cu un cap în formă de cruce este utilizată pentru a regla modul de funcționare al tiristorului. Valoarea este setată de unghiul de rotație în laboratorul din fabrică și nu poate fi modificată în timpul funcționării.

Al doilea rezistor este variabil. Capul său cu fante este conectat la mânerul care împodobește corpul. Acesta este modul în care este setată viteza de rotație a arborelui. Acest lucru se face de obicei treptat.

În funcție de scopul motorului, acesta este alimentat într-un mod destul de complicat. Firele maro și albe merg la periile rotorului, iar celelalte trei setează modul de viteză prin alimentarea unui anumit număr de spire ale bobinelor statorului.

Colector motor, înfășurări și miez

Vedere exterioară a colectorului

Acest tip de motor și-a primit numele datorită prezenței unui colector. Uită-te la fotografie: vedem un masiv pe arboreun tambur de cupru împărțit în secțiuni. Aceasta se numește o varietate. În cazul nostru, este format din 24 de lamele. Fiecare dintre ele corespunde sfârșitului înfășurării anterioare și începutului următoarei înfășurări. Merg de parcă s-ar încrucișa. Datorită faptului că fiecare înfășurare se află imediat pe două lamele adiacente într-un cerc. După cum se poate înțelege din cele spuse, numărul total de bobine este egal cu numărul de secțiuni colectoare (adică 24). Ele sunt dispuse în două straturi, dintre care primul se află la suprafață în nișele miezului, iar al doilea este ascuns în interior.

Pe o jumătate de viraj, direcția câmpului de înfășurare este, să spunem, pozitivă, iar pe a doua - negativă. Schimbarea are loc atunci când peria traversează două lamele, la care se potrivesc capetele acestei bobine. Distribuția corectă a unghiurilor de poziție relativă a periilor, a polilor statorului și deplasarea înfășurării armăturii asigură o transmisie rațională a puterii. Este necesar să înțelegem că cel mai mare moment într-o fracțiune de secundă este deținut de bobine, perpendiculară pe planul cărora este cât mai aproape de polul statorului.

Miezuri și înfășurări

Nucleul în cazul nostru este format din 12 secțiuni. Și fiecare bobină este înfășurată prin patru scufundări. De exemplu, ocupă prima și a șasea nișă. Și așa mai departe, într-un cerc, se formează patru bobine. Prin urmare, la bobinare trebuie urmată aceeași procedură. În același timp, este foarte important să setați corect unghiul dintre două) lamele de contact, unde se potrivesc capetele firului, și planul perpendicular al bobinei. În cazul nostru, este de aproximativ 45 de grade, iar periile sunt situate la polii statorului la aproximativ același unghi.

Toate bobinele au exact aceeași lungime, sunt realizate cu un fir de aceeași secțiune transversală și aceeași lungime. Adică, colectorul este o structură complet simetrică. În plus, un astfel de motor poate fi alimentat atât cu putere variabilă, cât și cu putere constantăactual Dispozitivul motorului electric al colectorului este astfel încât direcția câmpului în bobine se schimbă în orice caz de două ori pe rotație. Aceasta înseamnă că, chiar și cu alimentare DC în interior, procesele nu sunt așa.

În cazul nostru, miezul este format din plăci subțiri de oțel electric, presate și separate prin lac izolant. Motoarele colectoare de curent alternativ generează un câmp magnetic pe stator, care încălzește oțelul. Datorită curenților turbionari și a efectului remagnetizării, temperatura crește rapid. Plitele cu inducție funcționează pe baza acestui fenomen. Împărțirea miezului în plăci permite reducerea importanței remagnetizării și a curenților turbionari. Motoarele electrice cu colectoare de curent continuu sunt mult mai simple din acest punct de vedere, iar randamentul este mai mare din aceleasi motive.

Mai este o diferenta. Când este alimentat cu curent continuu, un număr mai mic de spire este suficient pentru a crea puterea necesară a câmpului magnetic al statorului. Prin urmare, în multe cazuri (ca și în al nostru) înfășurarea este împărțită în două părți. Când sursa de alimentare este curent alternativ (sau trebuie să obțineți numărul maxim de rotații), atunci toate turele sunt incluse în lucru. În rest, doar o anumită parte din ele. Astfel, devine posibilă conectarea motoarelor electrice colectoare la orice sursă de alimentare. Acest lucru este foarte important, deoarece multe mașini asincrone nu tolerează o astfel de solicitare.

Stator motor colector

Am atins deja acest subiect, ne-am spus că înfășurarea statorului este de obicei împărțită în două părți, iar miezul este asamblat din plăci de oțel electric pentru a evita pierderile datorate remagnetizării și curenților turbionari. Rămâne de adăugat că de obicei există doi poli - nord și sud. De ce anume? Pentru că altfel, ar fi nevoie de un design complet diferitrotorul și colectorul.

Polii statorului sunt de obicei compensați de un anumit unghi în raport cu periile din spațiu. Este dificil de spus de ce se face exact acest lucru. Dar pentru acest motor de colector, nu poate fi schimbat. Deoarece unghiul de deplasare al periilor în raport cu polii statorului și metoda de înfășurare determină distribuția corectă a câmpurilor. În multe cazuri, este nesatisfăcător și apoi se recurge la compensare.

În acest caz, principiul de funcționare a motorului electric al colectorului atinge cea mai bună fază datorită utilizării înfășurărilor suplimentare ale statorului. Sarcina lor include corectarea formei câmpului. Înfășurările suplimentare sunt mult mai mici decât cele principale, numărul lor este același, dar sunt situate între polii principali. Compensarea EMF reactivă nu necesită o intensitate mare a câmpului. Prin urmare, nu numai că există puține ture pe stâlpii suplimentari, dar miezul este adesea solid (reduce costul de fabricație a structurii). Secțiunea transversală a firului are foarte adesea aspectul unei benzi.

O mare parte a aparatelor electrocasnice utilizează principiul de funcționare al unui motor electric de colector. Dispozitivele reale includ adesea dispozitive de control și protecție. În cazul nostru, acesta este un termoreleu din seria 3MP de la compania coreeană Klixon. În versiunea originală, a fost înfășurat la înfășurare cu ajutorul unei benzi izolatoare. Puteți găsi adesea tipuri similare de siguranțe termice sau senzori de viteză. Nicio mașină de spălat nu funcționează fără ea (modul de cântărire a rufelor, de exemplu).

Releu termic

Și acesta este sfârșitul recenziei, sperăm că a fost interesant, iar despre câmpul magnetic rotativ s-a discutat deja de mai multe ori, așa că nu vedem rostul să-l repetăm.

Următorul