'n Kommutatormotor is 'n sinchrone elektriese masjien waarin die stroomskakelaar in die wikkeling en die rotorposisiesensor in die vorm van dieselfde toestel gemaak is - 'n borsel-kollektorsamestelling. Hierdie toestel kom in baie vorme voor.
variëteite
'n GS-kommutatormotor sluit gewoonlik items in soos:
- driepolige rotor op huls laers;
- tweepolige permanente magneet stator;
- koperplate as borsels van die kommutatorsamestelling.
Hierdie stel is tipies vir oplossings met die laagste krag wat gewoonlik in kinderspeelgoed gebruik word waar hoë krag nie benodig word nie. Kragtiger enjins sluit nog verskeie strukturele elemente in:
- vier grafietborsels in die vorm van 'n versamelaarsamestelling;
- meerpolige rotor op rollende laers;
- permanente magneet-stator met vier pole.
Meestal hierdie tipe motortoestelword in moderne motors gebruik om die waaier van die verkoeling- en ventilasiestelsel, wasserpompe, veërs en ander elemente aan te dryf. Daar is ook meer komplekse aggregate.
Die krag van 'n elektriese motor van etlike honderde watt behels die gebruik van 'n vierpolige stator wat van elektromagnete gemaak is. Om sy windings te verbind, kan een van verskeie metodes gebruik word:
- In serie met die rotor. In hierdie geval word 'n groot maksimum wringkrag verkry, maar as gevolg van die hoë luierspoed is die risiko van enjinskade hoog.
- In parallel met die rotor. In hierdie geval bly die spoed stabiel onder veranderende lastoestande, maar die maksimum wringkrag is merkbaar minder.
- Gemengde opwekking, wanneer 'n deel van die wikkeling in serie gekoppel is en deel in parallel. In hierdie geval word die voordele van die vorige opsies gekombineer. Hierdie tipe word vir motoraansitters gebruik.
- Onafhanklike opwekking, wat 'n aparte kragtoevoer gebruik. In hierdie geval word die eienskappe wat ooreenstem met die parallelle verbinding verkry. Hierdie opsie word selde gebruik.
Die kommutatormotor het sekere voordele: dit is maklik om te vervaardig, herstel, bedryf, en hul lewensduur is redelik lank. As nadele word die volgende gewoonlik uitgelig: effektiewe ontwerpe van sulke toestelle is gewoonlik hoëspoed en lae wringkrag, dus vereis die meeste aandrywings die installering van ratkaste. Hierdie bewering is goed gegrondaangesien 'n elektriese masjien wat teen lae spoed georiënteer is gekenmerk word deur 'n onderskatte doeltreffendheid, asook verkoelingsprobleme wat hiermee gepaard gaan. Laasgenoemde is so dat dit moeilik is om 'n elegante oplossing vir hulle te vind.
Universele kommutatormotor
Hierdie variant is 'n soort GS-kommutatormasjien wat op beide GS en WS kan werk. Die toestel het wydverspreid in sommige soorte huishoudelike toestelle en handgereedskap geword as gevolg van sy klein grootte, lae gewig, lae koste en gemak van spoedbeheer. Dikwels gevind as 'n trekvoertuig op die spoorweë van die Verenigde State en Europa. Jy kan die toestel van die elektriese motor oorweeg.
Ontwerpkenmerke
Vir 'n beter begrip van hierdie kwessie, moet jy in meer besonderhede oorweeg wat die basis van die voorgestelde toestel gevorm het. Die universele kommutatormotortipe is 'n gelykstroomtoestel met opwekkingswikkelings wat in serie gekoppel is, geoptimaliseer vir werking op wisselstroom van 'n huishoudelike kragtoevoernetwerk. Die motor draai in een rigting, ongeag die polariteit. Dit is te wyte aan die feit dat die serieverbinding van die stator- en rotorwikkelings tot 'n gelyktydige verandering in hul magnetiese pole lei, en as gevolg hiervan word die gevolglike wringkrag in een rigting gerig.
Waarvan is dit gemaak?
Die AC-kommutatormotor behels die gebruik van magnetiessagte materiaal met lae histerese. Om wervelstroomverliese te verminder, is hierdie element gemaak van gestapelde plate met isolasie. As 'n subset van WS-kollektormasjiene, is dit gebruiklik om pulserende stroomeenhede uit te sonder, wat verkry word deur die stroom van 'n enkelfasestroombaan reg te stel sonder om rimpel-afplatting te gebruik.
'n AC-kommutatormotor word meestal gekenmerk deur die volgende kenmerk: in die laespoedmodus laat die induktiewe weerstand van die statorwikkelings nie toe dat stroom meer as sekere grense verbruik word nie, terwyl die maksimum motorwringkrag is ook beperk tot 3-5 van die nominale. Benadering van meganiese kenmerke word verkry deur die gebruik van deursnede van die statorwikkelings - aparte uitsette word gebruik om wisselstroom te verbind.
'n Nogal moeilike taak behels die oorskakeling van 'n kragtige wisselstroom-kollektormasjien. Op die oomblik wanneer die seksie die neutraal verbysteek, verander die magneetveld, wat in inskakeling met die rotor is, sy rigting na die teenoorgestelde, en dit veroorsaak die opwekking van reaktiewe EMK in die seksie. Dit gebeur wanneer dit op AC-krag gebruik word. In wisselstroomkollektormasjiene vind reaktiewe EMF ook plaas. Die transformator-EMK word ook hier opgemerk, aangesien die rotor in die statormagnetiese veld is, wat betyds pulseer. 'N Gladde aanvang van die versamelmotor is nie moontlik nie, aangesien die amplitude van die masjien op hierdie oomblik maksimum sal wees, en as dit die spoed van sinchronisasie nader, sal dit proporsioneel afneem. Soos verderversnelling, sal 'n nuwe toename opgemerk word. Om die skakelprobleem in hierdie geval op te los, word verskeie opeenvolgende stappe voorgestel:
- Enkeldraaigedeelte moet in ontwerp verkies word om koppelaarvloei te verminder.
- Die aktiewe weerstand van die seksie moet verhoog word, waarvoor die mees belowende elemente resistors in die kollektorplate is, waar goeie verkoeling waargeneem word.
- Die kommutator moet aktief gemaal word met borsels van maksimum hardheid met die grootste weerstand.
- Reaktiewe EMK kan vergoed word deur bykomende pole met seriewikkelings te gebruik, en parallelle wikkelings is van toepassing vir transformator-EMK-kompensasie. Aangesien die waarde van laasgenoemde parameter 'n funksie is van die hoeksnelheid van die rotor en die magnetiseringsstroom, vereis sulke windings die gebruik van slawebeheerstelsels, wat nog nie bestaan nie.
- Die frekwensie van die toevoerkringe moet so laag as moontlik wees. Die gewildste opsies is 16 en 25 Hz.
- Die omkering van die UKD word uitgevoer deur die polariteit van die stator- of rotorwikkelings te verander.
Voor- en nadele
Die volgende voorwaardes word vir vergelyking gebruik: die toestelle word aan 'n huishoudelike elektriese netwerk gekoppel met 'n spanning van 220 volt en 'n frekwensie van 50 Hz, terwyl die enjinkrag dieselfde is. Die verskil in die meganiese eienskappe van toestelle kan 'n nadeel of 'n voordeel wees inafhangende van die vereistes van die aandrywer.
Dus, 'n AC-kommutatormotor: voordele in vergelyking met 'n DC-eenheid:
- Die verbinding met die netwerk word direk gemaak, en dit is nie nodig om bykomende komponente te gebruik nie. In die geval van 'n GS-eenheid word regstelling vereis.
- Beginstroom is baie minder, wat baie belangrik is vir toestelle wat in die alledaagse lewe gebruik word.
- As daar 'n beheerkring is, is die toestel baie eenvoudiger - 'n reostaat en 'n tiristor. As die elektroniese komponent misluk, sal die versamelmotor, waarvan die prys afhang van die krag en wissel van 1 400 roebels of meer, in werking bly, maar sal dadelik op volle krag aanskakel.
Daar is ook sekere nadele:
- As gevolg van verliese as gevolg van stator-omkering en induktansie, word die algehele doeltreffendheid merkbaar verminder.
- Die maksimum wringkrag is ook verminder.
Enkelfase-kollektor-elektriese motors het sekere voordele in vergelyking met asinchroniese motors:
- kompaktheid;
- gebrek aan binding aan die netwerkfrekwensie en spoed;
- aansienlike aanvangswringkrag;
- proporsionele afname en toename in spoed in outomatiese modus, sowel as 'n toename in wringkrag met toenemende las, terwyl die toevoerspanning onveranderd bly;
- spoedbeheer kan glad oor 'n redelik wye reeks wees deur die toevoerspanning te verander.
Nadele in vergelyking met induksiemotor
- wanneer die vrag verander, sal die spoed onstabiel wees;
- die borsel-versamelaar-samestelling maak die toestel nie baie betroubaar nie (die behoefte om die mees rigiede borsels te gebruik verminder die hulpbron aansienlik);
- AC-skakeling veroorsaak 'n sterk vonk op die versamelaar, en radio-interferensie word gevorm;
- hoë geraasvlak tydens werking;
- die spruitstuk word gekenmerk deur 'n groot aantal onderdele, wat die enjin redelik massief maak.
Moderne kommutatormotor word gekenmerk deur 'n hulpbron wat vergelykbaar is met die vermoëns van meganiese ratte en werkende liggame.
Ander vergelykings
Wanneer versamelaar- en asinchroniese motors met dieselfde drywing vergelyk word, ongeag die aangewese frekwensie van laasgenoemde, word 'n ander eienskap verkry. Dit sal hieronder in meer besonderhede beskryf word. Die universele versamelaar elektriese motor implementeer 'n "sagte" eienskap. In hierdie geval is die oomblik direk eweredig aan die las op die as, terwyl die omwentelinge omgekeerd eweredig daaraan is. Die gegradeerde wringkrag is gewoonlik 3-5 keer minder as die maksimum. Lugspoedbeperking word uitsluitlik gekenmerk deur verliese in die enjin, terwyl 'n kragtige eenheid sonder vrag aangeskakel word, kan dit ineenstort.
Die kenmerk van 'n asinchrone motor is "waaier", dit wil sê, die eenheid handhaaf 'n spoed naby aan die nominale, wat die wringkrag so skerp as moontlik verhoog met 'n effense afname in spoed. As ons praat oor 'n beduidende verandering in hierdie aanwyser, dan verhoog die enjinwringkrag nie net nie, maar neem ook aftot nul, wat lei tot 'n volledige stop. Die luierspoed is effens hoër as die nominale, terwyl dit konstant bly. 'n Kenmerk van 'n enkelfase-induksiemotor is 'n bykomende stel probleme wat met aansit geassosieer word, aangesien dit nie aansitwringkrag onder normale toestande ontwikkel nie. Die magneetveld van 'n enkelfase stator, wat in tyd pulseer, breek op in twee velde met teenoorgestelde fases, wat dit onmoontlik maak om sonder allerhande truuks te begin:
- kapasitansie wat 'n kunsmatige fase skep;
- gesplete groef;
- aktiewe weerstand wat 'n kunsmatige fase vorm.
Teoreties verminder 'n anti-fase roterende veld die maksimum doeltreffendheid van 'n enkelfase asinchroniese eenheid tot 50-60% as gevolg van verliese in 'n oorversadigde magnetiese stelsel en windings wat met teenveldstrome gelaai is. Dit blyk dat daar twee elektriese masjiene op dieselfde as is, terwyl een in die motormodus werk, en die tweede in die opposisiemodus. Dit blyk dat enkelfase-kollektor elektriese motors nie mededingers in die onderskeie netwerke ken nie. Dit is wat sulke hoë gewildheid verdien het.
Die meganiese kenmerke van die elektriese motor bied dit 'n sekere gebruiksomvang. Lae snelhede, beperk deur die frekwensie van die AC-hoofleiding, maak asinchroniese eenhede van soortgelyke krag groot in gewig en grootte in vergelyking met universele versamelaars. Wanneer dit egter ingesluit word in die kragkring van die omskakelaar met 'n hoë frekwensie, kan vergelykbare afmetings en gewig bereik word. Die rigiditeit van die meganiese eienskap blymotor, waarby stroomomsettingsverliese gevoeg word, asook 'n toename in frekwensie, neem magnetiese en induktiewe verliese toe.
Analoë sonder spruitstuksamestelling
'n AC-kommutatormotor het 'n analoog wat die naaste daaraan is in terme van meganiese eienskappe - 'n klep een, waar die borsel-kollektor-samestelling vervang is met 'n omskakelaar toegerus met 'n rotorposisie-sensor. Die volgende stelsel word as 'n elektroniese analoog van hierdie eenheid gebruik: 'n gelykrigter, 'n sinchrone motor met 'n rotorhoekposisiesensor, gekombineer met 'n omskakelaar. Die teenwoordigheid van permanente magnete in die rotor verminder egter die maksimum wringkrag terwyl die afmetings behou word.
Bedryfsbeginsel
Die versamelaar elektriese motor toestel demonstreer hoe die toestel elektriese energie omskakel in meganiese energie en omgekeerd. Dit dui op sy vermoë om as 'n kragopwekker gebruik te word. Dit is die moeite werd om die versamelaar elektriese motor in meer besonderhede te oorweeg, waarvan die diagram sy vermoëns sal demonstreer.
Die wette van fisika stel dit duidelik dat wanneer 'n elektriese stroom deur 'n geleier in 'n magnetiese veld gevoer word, 'n sekere krag daarop uitgeoefen word. In hierdie geval werk die regterhandreël, wat 'n direkte impak op die krag van die elektriese motor het. Die kommutatormotor werk presies op hierdie basiese beginsel.
Fisika leer ons dat die basisom die regte dinge te skep is klein reëls. Dit het gedien as die basis vir die skep van 'n raam wat in 'n magnetiese veld roteer, wat dit moontlik gemaak het om 'n versamelaar elektriese motor te skep. Die diagram toon dat 'n paar geleiers in 'n magneetveld geplaas word, waarvan die stroom in teenoorgestelde rigtings gerig word, en dus ook die kragte. Hul som gee die vereiste wringkrag. Die toestel van 'n elektriese motor is baie meer ingewikkeld, aangesien 'n hele kompleks van nodige elemente daarby gevoeg is, veral 'n versamelaar wat dieselfde rigting van stroom oor die pole verskaf. Die ongelyke beweging is uitgeskakel deur meer spoele op die anker te plaas, terwyl die permanente magnete deur spoele vervang is, wat die behoefte aan gelykstroom uitgeskakel het. Dit het dit moontlik gemaak om die wringkrag 'n enkele rigting te gee.
Doen-dit-self elektriese motorherstel
Soos enige ander toestel, kan hierdie eenheid om enige rede misluk. As die elektriese motor, waarvan u die foto in ons oorsig kan sien, nie die vereiste aantal omwentelinge kan kry nie, of die as nie draai wanneer dit begin word nie, moet u kyk of sy lont geblaas het, of daar inbreek is die anker elektriese stroombaan, as die toestel self oorlaai is. Baie dikwels lei oorlading tot abnormale stroomverbruik. Om hierdie wanfunksie uit te skakel, is dit nodig om die meganiese transmissie en rem noukeurig te inspekteer, en dan die oorsake van oorladings uit te skakel.
Die ontwerp van die elektriese motor is sodanig dat wanneer dit begin, dit verbruik'n sekere hoeveelheid stroom. As dit groter is as die nominale waarde, is dit nodig om die konsekwentheid van die verbinding van die parallelle en serie wikkelings relatief tot mekaar te kontroleer, sowel as in verhouding tot die reostaat. Wanneer doen-dit-self-elektriese motorherstelwerk uitgevoer word, word baie spesifieke foute meestal gemaak. Die shunt-wikkeling kan veral in serie met die elektriese weerstand van die reostaat gekoppel word, of aan een pool van die elektriese netwerk gekoppel word.
Die nagaan van die konsekwentheid van die verbinding van die werkende opwekkingswikkeling word uitgevoer deur een van die ente van die shunt-wikkeling met die ankerkant te verbind, en die tweede - met 'n elektriese geleier wat van die reostaatboog af kom. Gewoonlik is die deursnit van hierdie elektriese geleier effens kleiner as die ander, dus kan dit sonder 'n megger opgespoor word. Nadat die kragskakelaar aangeskakel is en die reostaat-skuifbalk na die middelposisie geskuif is, word krag aan die vrye punte verskaf. Deur middel van 'n beheerlamp word 'n opeenvolgende kontrolering van alle geleidende punte uitgevoer. Wanneer jy aan een van hulle raak, moet die lamp brand, maar nie by die ander nie. Dit is hoe die hele motor getoets word. Die prys van die werk wat uitgevoer word, sal afhang van die tipe onklaarraking van die eenheid.
As daar tydens die werking van die toestel 'n aantal omwentelinge is wat minder as die nominale is, dan is die hoofredes hiervoor gewoonlik die volgende: lae hoofspanning, oorlading van die toestel, groot opwindende stroom. As 'n onwerkbaarheid van die teenoorgestelde aard opgemerk word, is dit nodig om die opwekkingskring na te gaan, alle geïdentifiseerde defekte uit te skakel, waarnajy kan die normale waarde van die opwekkingsstroom instel. In sommige gevalle mag dit nodig wees om die motors terug te spoel.
Wanneer die rede vir die onwerkbaarheid van die eenheid die foutiewe paring van die parallelle en serie-veldwikkelings is, is dit nodig om die korrekte verbindingsvolgorde te herstel. As dit nie moontlik is om so 'n probleem op 'n eenvoudige manier uit te skakel nie, kan dit nodig wees om die elektriese motors terug te draai. Dit is ook nodig om die grootte van die spanning in die elektriese netwerk na te gaan, aangesien met 'n toename in sy nominale waarde, die toestel se omwentelings kan toeneem.
