Устройство якоря электродвигателя постоянного тока: Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока

Содержание

Электродвигатель постоянного тока. Принцип действия и устройство. – www.motors33.ru

На рис. 1-1 представлена простейший электродвигатель постоянного тока, а на рис. 1-2 дано его схематическое изображение в осевом направлении. Неподвижная часть двигателя, называемая индуктор, состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому прикрепляются полюсы. Назначением индуктора является создание в электродвигателе основного магнитного потока. Индуктор изображенной на рис. 1-1 имеет два полюса 1 (ярмо индуктора на рис. 1-1 не показано).
Вращающаяся часть электродвигателя состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря 2 и коллектора. 3. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Обмотка якоря в показанном на рис. 1-1 и 1-2 простейшем электродвигателе имеет один виток. Концы витка соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, число которых в рассматриваемом случае равно двум. На коллектор налегают две неподвижные щетки 4, с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью.
Основной магнитный поток в нормальных электродвигателях постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов.

Рис. 1-1. Простейший электродвигатель постоянного тока
Рис. 1-2. Работа простейшего электродвигателя постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б).

Генератор постоянного тока.

Рассмотрим сначала работу электродвигателя в режиме генератора.

Предположим, что якорь электродвигателя (рис. 1-1 и 1-2, а) приводится во вращение по часовой стрелке. Тогда в проводниках обмотки якоря индуктируется Э. Д. С., направление которой может быть определено по «правилу правой руки» и показано на рис. 1-1 и 1-2, а. Поскольку поток полюсов предполагается неизменным, то эта Э. Д. С. индуктируется только вследствие вращения якоря и называется Э. Д. С. вращения. В обоих проводниках вследствие симметрии индуктируются одинаковые Э. Д. С., которые по контуру витка складываются. Частота Э. Д. С. f в двухполюсном электродвигателе равна скорости вращения якоря n, выраженной в оборотах в секунду:
f = n,
а в общем случае, когда машина имеет р пар полюсов с чередующейся полярностью:
f = pn

Таким образом, в генераторе коллектор является механическим выпрямителем, который преобразовывает переменный ток обмотки якоря в постоянный ток во внешней цепи.

Двигатель постоянного тока.

Рассматриваемая простейшая машина может работать также двигателем, если к обмотке ее якоря подвести постоянный ток от внешнего источника. При этом на проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы и возникнет электромагнитный момент. Величины силы и момента определяются как и для генератора. При достаточной величине Мэм якорь электродвигателя придет во вращение и будет развивать механическую мощность. Момент Мэм при этом является движущим и действует в направлении вращения.
Если мы желаем, чтобы при той же полярности полюсов направления вращения генератора (рис. 1-2, а) и двигателя (рис. 1-2, б) были одинаковы, то направление действия а следовательно, и направление тока у двигателя должны быть обратными по сравнению с генератором (рис. 1-2, б).
В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный ток в обмотке якоря и работает, таким образом, в качестве механического инвертора тока.
Принцип обратимости. Из изложенного выше следует, что каждый электродвигателя постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Такое свойство присуще всем типам вращающихся электрических машин и называется обратимостью.
Для перехода машины постоянного тока из режима генератора в режим двигателя и обратно, при неизменной полярности полюсов и щеток и при неизменном направлении вращения требуется только изменение направления тока в обмотке якоря.
Поэтому такой переход может осуществляться весьма просто и в определенных условиях даже автоматически.
Аналогичным образом может происходить изменение режима работы также в электродвигателях переменного тока.

Устройство электродвигателя постоянного тока

Электрический двигатель – это электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии, поступающей от источника тока в механическую энергию. Часть потребляемой электроэнергии расходуется на перемагничивание ферромагнетиков, преодоление электрического сопротивления и силы трения, что сопровождается образованием тепла.

Электродвигатель, работающий от источника постоянного тока, называют двигателем постоянного тока. В зависимости от особенностей конструкции электрические двигатели постоянного тока подразделяются на коллекторные и бесколлекторные. Рассмотрим устройство двигателя постоянного тока на примере изделия коллекторной конструкции. Основные элементы электродвигателя постоянного тока: статор, ротор, коллектор и токопроводящие щетки.

Статор, он же индуктор, – неподвижная часть машины, в большинстве вариантов исполнения – внешняя. Статор состоит из станины и магнитных полюсов. В зависимости от конструкции двигателя на статоре могут устанавливаться постоянные магниты, электромагниты с обмотками возбуждения или короткозамкнутые обмотки. Кроме основных магнитных полюсов на статоре могут устанавливаться дополнительные полюса. Статор необходим для создания магнитного потока в системе.

Подвижная вращающаяся часть машины, как правило, внутренняя – ротор или якорь. Ротор электродвигателя постоянного тока состоит из многочисленных катушек с токопроводящими обмотками, по которым проходит электрический ток. Количество катушек в конструкции ротора может достигать нескольких десятков. Таким образом частично устраняется неравномерность крутящего момента, уменьшается коммутируемый ток, обеспечивается оптимальное взаимодействие магнитных полей статора и ротора.

Щеточно-коллекторный узел представляет собой связующее звено между ротором и статором. В коллекторе объединены выводы всех катушек ротора. Этот узел служит переключателем тока со скользящими контактами и дополнительно выполняет функции датчика углового положения ротора.

Щетки – неподвижные контакты, подводящие ток к ротору. Чаще всего в двигателях применяются медно-графитовые и графитовые щетки. При вращении ротора происходит замыкание и размыкание контактов коллектора. При этом в обмотках ротора происходят переходные процессы, приводящие к искрению. Искрение и трение при работе двигателя постоянного тока приводят к тому, что щеточно-коллекторный узел является самым уязвимым элементом конструкции. Для уменьшения искрения чаще всего используется установка дополнительных полюсов. Порядка 25% поломок электродвигателей происходит по причине неисправности щеточно-коллекторного узла. В некоторых областях применения электродвигателей постоянного тока поломки по причине износа щеточно-коллекторного узла составляют свыше 60% от общего количества.

При подаче тока на ротор, помещенный в магнитное поле статора, в системе возникает момент силы, под действием которого ротор начинает вращаться. Направление вращения ротора зависит от направления тока. Чтобы ротор вращался в одном и том же направлении, направление тока в нем должно оставаться постоянным. Это условие выполняется с помощью коллекторного узла. Механическая энергия вращения ротора передается другим механизмам посредством присоединенного к ротору шкива и ременной передачи.

Схема электродвигателя постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока — проблема выбора

Электродвигатель постоянного тока, как известно, работает на основе использования принципа магнитной индукции. При этом

основное и важнейшее преимущество электродвигателя постоянного тока заключается в возможности плавной регулировки в нем скорости вращения в различных диапазонах с высокой точностью.

Вследствие этого данный тип электродвигателя приобрел широкое распространение на рельсовом и безрельсовом электрифицированном транспорте, в подъемных кранах, на прокатных станах, в устройствах автоматики и т. п. И, хотя сфера распространения электродвигателя постоянного ока выглядит достаточно внушительной, нельзя не заметить, что данный тип электродвигателя применяют только там, где применение другого типа двигателя — переменного тока невозможно или крайне нецелесообразно. Отсюда неудивительно, что в среднем, на каждые 70 двигателей переменного тока сегодня приходится всего лишь 1 электродвигатель постоянного тока.

Этот момент, кстати, так же резко снижает и выбор производителей данного типа электродвигателей на мировом рынке. Тем более, если мы говорим о качественном выборе. И здесь выбор электродвигателей постоянного тока от такого известного европейского производителя как T-T Electric может оказаться порой реально безальтернативным.

Разумеется, лишь в том случае, если Вам нужен именно электродвигатель постоянного тока. Но как понять, что этот именно тот выбор? Как же здесь не ошибиться?

Для этого давайте рассмотрим устройство электродвигателя постоянного тока, проанализируем схему электродвигателя постоянного тока и принципы его работы.

Отличия электродвигателей постоянного и переменного тока

На сегодняшний день фактом является то, что довольно длительное противостояние двух видов тока, развернувшееся в мировой экономике и производстве в конце XIX — начале ХХ веков, привело к практически безоговорочной победе двигателя переменного тока и постепенной капитуляции электродвигателя постоянного тока.

Причины здесь многогранны и связаны как отчасти с относительной дороговизной электродвигателя постоянного тока, необходимостью его постоянного ремонта, так и с факторами прогресса самих «переменников» активно отвоевывающих все новые и новые ниши у электродвигателя постоянного тока. За электродвигатели переменного тока говорит простота их технологичной конструкции, высокие энергетическим показателям, надежность и стабильность работы.

Однако электродвигатели постоянного тока до сих пор также активно совершенствуются, здесь все также разрабатываются новые модели. И они все еще активно используются на производстве и в быту. Для того, чтобы понять, что это так достаточно просто пройтись по каталогу продукции T-T Electric, представленному на нашем сайте.

При этом основное технологическое отличие электродвигателя постоянного тока от двигателя переменного тока заключается наличие у первого коллектора — устройства переключающего обмотки во время вращения, и представляющего собой выведенные на изолированную часть вала начала и концы обмоток ротора двигателя. Тем самым устройство электродвигателя постоянного тока таково, что выводы якоря и выводы обмоток возбуждения здесь выводятся, как правило, на свои клеммы в клеммной коробке двигателя. На якорь поступает полное напряжение питания, в то время как на обмотку возбуждение регулируемый ток, например, от реостата, а в современных приводных системах, с платы обмотки возбуждения. Причем именно благодаря изменению силы этого тока и происходит вращение двигателя. Принцип работы здесь такой — чем больше ток на обмотке якоря, тем выше скорость двигателя.

Правда стоит заметить, что у электродвигателей переменного тока также бывают выводы роторных обмоток, но в отличие от устройства электродвигателя постоянного тока, здесь они представляют из себя три сплошных кольца, на которые через коллекторный аппарат постоянно подаются фазовые напряжения.

Типы электродвигателя постоянного тока

В зависимости от подключения обмотки якоря и обмотки возбуждения двигатели постоянного тока делятся на электродвигатели с независимым возбуждением — обмотка возбуждения питается от своего источника, и с самовозбуждением — параллельное возбуждение, последовательное возбуждение и смешанное.

В промышленности применяются двигатели с независимым возбуждением. В этих двигателях обмотка возбуждения питается от независимого источника напряжения. Обмотки якоря и возбуждения независимы друг от друга.

Схема подключения двигателя с последовательным возбуждением, по сути, является аналогом схемы с независимым возбуждением. Разница в том, что и якорь, и обмотка возбуждения (через сопротивление) подключены к одному источнику питания.

Двигатели с такой схемой подключения применяются в системах с четким механическими характеристиками, как-то: станки, вентиляторы и т.п.

Моторы постоянного тока с последовательным возбуждением применяется в тех случаях, когда необходим большой пусковой ток, а, следовательно, и момент, а также мягкая механическая характеристика.

Двигатели с таким способом подключения применяются на транспорте: электровозы, трамваи, троллейбусы. По этой схеме обмотка якоря и возбуждения подключены последовательно.

Если подать напряжение на двигатель, то токи в обмотках будут одинаковы. Основной недостаток этих двигателей заключается в том, что при уменьшении нагрузки на валу двигателя до 25% от номинального значения, происходит резкое увеличение оборотов двигателя, чреватое для двигателя постоянного тока. Поэтому для предотвращения этого недостатка двигатель все время приходится нагружать.

Очень редко применяется схема подключения двигателя со смешанным возбуждением. В этой схеме одна обмотка возбуждения включена последовательно, а другая параллельно якоря.

Таким образом на сегодняшний день существует множество вариантов исполнения электродвигателей постоянного тока, однако наиболее распространенным является двигатели с независимым возбуждением, подключаемые через особые приводы постоянного тока обеспечивающие не только рекуперацию энергии, но и точное поддержание скорости и стабильный момент на валу во всем диапазоне регулирования скорости.

Приводы такого типа широко представлены на данном сайте: это приводы постоянного тока серии DCS550 и приводы постоянного тока серии DCS800.

Электродвигатель постоянного тока — устройство, принцип работы, управление двигателем и его пуск

Исторически первый электродвигатель работал именно на постоянном токе, так как во времена его изобретения в 1834 году Борисом Якоби единственным источником тока были гальванические батареи.

Принцип работы электродвигателя постоянного тока прост: в простейшем случае он имеет по одной паре полюсов на статоре и роторе, при этом направление тока в обмотке ротора дважды за оборот изменяется при помощи специального устройства – коллектора, представляющего собой набор пластин, соответствующий числу роторных обмоток.

При вращении ротора различные участки обмотки последовательно соединяются через щетки с внешним источником постоянного тока.

Так как электродвигатель с двухполюсным ротором имеет две мертвые точки, где запуск без внешнего импульса невозможен (полюса ротора находятся точно напротив полюсов статора, и равнодействующая сил отталкивания равна нулю), на практике используются только многополюсные роторы.

Кроме того, увеличение числа полюсов увеличивает равномерность вращения ротора.

Подключение обмотки якоря может быть различным:

Независимое.: Обмотка ротора не имеет прямого соединения со статором, такое подключение используется в схемах с регулировкой оборотов.
Сериесное.: Обмотка якоря включена последовательно со статором. При увеличении нагрузки на сериесный электродвигатель его обороты резко падают (но возрастает крутящий момент), при уменьшении нагрузки возможен разнос. По этой причине сериесное возбуждение не используется там, где возможен холостой ход электродвигателя. Классический пример сериесного мотора – автомобильный электростартер.
Шунтовое.: Якорь подключается параллельно статору. При перегрузке крутящий момент на роторе не изменяется, при отсутствии нагрузки не возникает разнос.
Смешанное.: Якорь имеет две обмотки, подключенных последовательно статору и параллельно с ним. По своим электромеханическим характеристикам компаундные электромоторы находятся между сериесными и шунтовыми – они способны поднимать крутящий момент при увеличении нагрузки и вместе с тем не склонны к разносу на холостом ходу.

Компаундное возбуждение часто используется в электроинструменте, где необходимо и ограничение максимальных оборотов, и устойчивость к росту нагрузок.

В зависимости от взаимного направления магнитных потоков обеих обмоток различают прямое и обратное компаундное включение: при обратном включении и правильном конструировании ротора возможно поддержание стабильных оборотов при изменении нагрузки, но такая схема склонна к периодическим колебаниям частоты вращения.

Магнитное поле статора является постоянным, поэтому статор может выполняться из мощных магнитов, не имея обмотки. Благодаря этому снижаются затраты меди на производство электродвигателя и уменьшается его стоимость.

Сфера применения электродвигателей постоянного тока – это в первую очередь устройства и системы с батарейным питанием: от микромоторов карманных плейеров до мощных автомобильных электростартеров, тяговые двигатели легких электромобилей и электрокаров, аккумуляторный электроинструмент.

При всех своих достоинствах (простота устройства, высокий КПД, легкость реверса) электродвигатели постоянного тока имеют ряд серьезных недостатков:

При вращении ротора в питающей цепи возникают импульсные помехи в момент перехода ламелей коллектора мимо щеток, к которым добавляются радиопомехи из-за искрения на коллекторе.
Сам коллектор и токопроводящие щетки неизбежно изнашиваются. Неравномерный износ ламелей коллектора и изолятора между ними может приводить к нарушению контакта щеток и коллектора, снижению мощности и обгоранию ламелей.
В ряде случаев искрение щеток усиливается настолько, что возникает так называемое «кольцевое пламя» — сплошная область ионизированного воздуха, окружающая коллектор с разрушительными последствиями. Для противодействия этому чаще всего используется принудительная вентиляция области коллектора, выносящая ионизированный воздух наружу.

УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Наиболее очевидный способ управления оборотами электродвигателя постоянного тока – это изменение тока в его обмотках и, следовательно, магнитного потока. Изначально в цепь питания ротора включался мощный реостат, однако этот способ управления имел явные недостатки:

Сложность автоматического поддержания оборотов.

Движок реостата приводился либо вручную, либо присоединялся к центробежному регулятору. В любом случае резкое увеличение нагрузки не могло быть быстро скомпенсировано.

Высокие потери мощности.

На мощных электродвигателях реостат значительно нагревался, снижая КПД двигательной установки и требуя введения дополнительного охлаждения.

Применение линейного стабилизатора для управления электродвигателем – это, по сути, замена механического реостата электронным: изменяя мощность, рассеиваемую линейным стабилизатором, изменяют ток в обмотках электродвигателя.

Главное преимущество такой схемы – возможность создания устройств для поддержания оборотов с высокой скоростью реакции. Как известно, при вращении коллектора возникают броски тока в момент подключения очередной секции обмотки ротора.

Частота этих импульсов строго пропорциональна оборотам двигателя, что широко используется в устройствах правления коллекторными двигателями.

Например, автомобильный доводчик стеклоподъемников автоматически отключает питание мотора, перестав фиксировать пульсацию тока в цепи питания стеклоподъемника (обнаружение момента остановки электродвигателя).

Совершенствование силовой электроники и в частности создание ключей с низким собственным падением напряжения в открытом состоянии (IGBT, MOSFET) позволило создать системы электронного управления широтно-импульсной модуляцией.

Суть широтно-импульсной модуляции (сокращенно ШИМ) состоит в изменении длительности импульсов тока при сохранении их постоянной частоты.

Такой метод регулировки имеет значительно больший КПД, так как отсутствует элемент, на котором рассеивается излишняя мощность, как это было бы в случае использования реостата или линейного стабилизатора напряжения.

Основной проблемой схем с широтно-импульсной является индуктивность обмоток электродвигателя. Она делает невозможным моментальное нарастание и падение тока, искажая форму прямоугольного сигнала, подаваемого на электродвигатель. В свою очередь, при неправильном проектировании силового каскада ШИМ-контроллера это способно привести к перегреву силовых ключей и резкому падению КПД.

ПУСК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В момент включения электродвигателя постоянного тока в питающую сеть возникает значительный бросок тока, так как пусковой ток электродвигателя в несколько раз (при мощностях, измеряемых киловаттами – до 20) превосходит номинальный. По этой причине прямой пуск электродвигателей используется только при небольших мощностях.

Распространенный способ снижения нагрузки на сеть при пуске электродвигателей высокой мощности – это реостатный запуск. В данном случае в момент включения мотора цепь ротора питается через мощный резистор или набор резисторов, по мере набора оборотов закорачиваемых специальными контакторами.

Осциллограмма тока якоря при этом становится близкой к пилообразной, а амплитуда пульсаций зависит от числа ступеней пускового реостата.

В тех случаях, когда нагрузка на электродвигатель находится в определенном заданном диапазоне, реостатный пуск производится в автоматическом режиме с помощью реле времени. Эта схема используется на ряде электропоездов, однако распространены и ручные контроллеры, управляемые машинистами.

Недостаток реостатного пуска – большие потери на нагрев реостатов, из-за чего они должны иметь высокую мощность и в ряде случаев искусственное охлаждение.

Этого лишен пуск изменением питающего напряжения, применяемый в тех случаях, когда возможно управление источником тока, например, в электро трансмиссиях постоянного тока: в момент пуска приводящий генератор двигатель работает на минимальных оборотах, плавно набирая их по мере разгона.

Также могут применяться управляемые выпрямители, но этот способ более применим для электродвигателей низкой мощности.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

ЭД Постоянного тока управляемые с дисковым якорем

На сегодняшний день очень данный вид устройств явлется очень популярным и распространенным. Особенно широко они используются для привода станков с ЧПУ (числовым программным управлением), а также применяются для мехатронных модулей и различных промышленных устройств.

Стоит отметить, что обычно электродвигатели с дисковым якорем поставляются с тахогенератором, однако возможна поставка и без него. Устройство обладает валом со шпонкой или с лыской.

Главной особенностью устройств заключается в обеспечении повышения перегрузочной способности и в обеспечении быстродействия в переходных режимах. Также очень важной отличительной чертой является уменьшенная масса дискового ротора и, как результат, уменьшенная масса самого двигателя.

Эти приборы обладают некоторыми очень важными достоинствами, которые делают их очень востребованными.

Они имеют независимое возбуждение и плоский якорь.
Такие приборы обладают высоким быстродействием и безэнерционность. Безэнерционность обеспечивается небольшим якорем. Обеспечивая безэнерционность, якорь также обеспечивает более быстрый разгон самого устройства и, как следствие, — лучшую скорость работы самой машины.
Устройства имеют уменьшенный осевой размер. Такой уменьшенный размер позволяет компактно вмонтировать электродвигатель в любое устройство.

Основной областью применения этого устройства является промышленные приборы. Они широко используются в плоскошлифовальных, режущих, фрезерных, и штрицевых станках, а также в станках для плазменной резки, мехатронных модулях, следящих приводах, автоматических линиях, крутильных машинах и в другом высокоточном оборудовании.

Такие приборы хорошо подходят и применяются там, где есть необходимость точного регулирования положения и скорости движений. Хорошим примером может послужить работизированное оборудование.

Плоские штампованные якоря, которые используются в двигателях данного типа, обеспечивают минимальную наработку часов от 8000 до 10000.

Устройства имеют достаточно большую частоту вращения. Они может составлять более 3000 оборотов в минуту.

Полезная мощность прибора колеблется в пределах 1000-1100 Вт, а номинальный объём может составить 3 и более Н.м.

Электротехнический завод «МиассЭлектроАппарат» уже более 70 лет занимается разработкой и производством различных видов электрических устройств, в том числе электродвигателей постоянного тока, управляемых дисковым якорем. На заводе «МиассЭлектроАппарат» трудятся высококвалифицированные специалисты, что обеспечивает отличное качество продукции. Также предприятие обладает очень важными международными и отечественными сертификатами качества, которые позволяют давать гарантию на свой товар более чем на 3 года. Помимо гарантий, предприятие предоставляет лицензии.

Всю изготавливаемую продукцию: электродвигатели, реле электромагнитные, электроспуски, МЗН и пр. вы можете купить в Челябинске, Миассе, Магнитогорске, Троицке и других городах Челябинской области вы можете на cайте предпрития.

Балансировка якоря электродвигателя. Электрический двигатель — принцип работы электродвигателя

Любой электрический двигатель предназначен для совершения механической работы за счет расхода приложенной к нему электроэнергии, которая преобразуется, как правило, во вращательное движение. Хотя в технике встречаются модели, которые сразу создают поступательное движение рабочего органа. Их называют линейными двигателями.

В промышленных установках электромоторы приводят в действие различные станки и механические устройства, участвующие в технологическом производственном процессе.

Внутри бытовых приборов электродвигатели работают в стиральных машинах, пылесосах, компьютерах, фенах, детских игрушках, часах и многих других устройствах.

Основные физические процессы и принцип действия

На движущиеся внутри электрические заряды, которые называют электрическим током, всегда действует механическая сила, стремящаяся отклонить их направление в плоскости, расположенной перпендикулярно ориентации магнитных силовых линий. Когда электрический ток проходит по металлическому проводнику или выполненной из него катушке, то эта сила стремится подвинуть/повернуть каждый проводник с током и всю обмотку в целом.

На картинке ниже показана металлическая рамка, по которой течет ток. Приложенное к ней магнитное поле создает для каждой ветви рамки силу F, создающую вращательное движение.

Это свойство взаимодействия электрической и магнитной энергии на основе создания электродвижущей силы в замкнутом токопроводящем контуре положено в работу любого электродвигателя. В его конструкцию входят:

обмотка, по которой протекает электрический ток. Ее располагают на специальном сердечнике-якоре и закрепляют в подшипниках вращения для уменьшения противодействия сил трения. Эту конструкцию называют ротором;

статор, создающий магнитное поле, которое своими силовыми линиями пронизывает проходящие по виткам обмотки ротора электрические заряды;

корпус для размещения статора. Внутри корпуса сделаны специальные посадочные гнезда, внутри которых вмонтированы внешние обоймы подшипников ротора.

Упрощенно конструкцию наиболее простого электродвигателя можно представить картинкой следующего вида.

При вращении ротора создается крутящий момент, мощность которого зависит от общей конструкции устройства, величины приложенной электрической энергии, ее потерь при преобразованиях.

Величина максимально возможной мощности крутящего момента двигателя всегда меньше приложенной к нему электрической энергии. Она характеризуется величиной коэффициента полезного действия.

Виды электродвигателей

По виду протекающего по обмоткам тока их подразделяют на двигатели постоянного или переменного тока. Каждая из этих двух групп имеет большое количество модификаций, использующих различные технологические процессы.

Электродвигатели постоянного тока

У них магнитное поле статора создается стационарно закрепленными либо специальными электромагнитами с обмотками возбуждения. Обмотка якоря жестко вмонтирована в вал, который закреплен в подшипниках и может свободно вращаться вокруг собственной оси.

Принципиальное устройство такого двигателя показано на рисунке.

На сердечнике якоря из ферромагнитных материалов расположена обмотка, состоящая из двух последовательно соединенных частей, которые одним концом подключены к токопроводящим коллекторным пластинам, а другим скоммутированы между собой. Две щетки из графита расположены на диаметрально противоположных концах якоря и прижимаются к контактным площадкам коллекторных пластин.

На нижнюю щетку рисунка подводится положительный потенциал постоянного источника тока, а на верхнюю — отрицательный. Направление протекающего по обмотке тока показано пунктирной красной стрелкой.

Ток вызывает в нижней левой части якоря магнитное поле северного полюса, а в правой верхней — южного (правило буравчика). Это приводит к отталкиванию полюсов ротора от одноименных стационарных и притяжению к разноименным полюсам на статоре. В результате приложенной силы возникает вращательное движение, направление которого указывает коричневая стрелка.

При дальнейшем вращении якоря по инерции полюса переходят на другие коллекторные пластины. Направление тока в них изменяется на противоположное. Ротор продолжает дальнейшее вращение.

Простая конструкция подобного коллекторного устройства приводит к большим потерям электрической энергии. Подобные двигатели работают в приборах простой конструкции или игрушках для детей.

Электродвигатели постоянного тока, участвующие в производственном процессе, имеют более сложную конструкцию:

обмотка секционирована не на две, а на большее количество частей;

каждая секция обмотки смонтирована на своем полюсе;

коллекторное устройство выполнено определенным количеством контактных площадок по числу секций обмоток.

В результате этого создается плавное подключение каждого полюса через свои контактные пластины к щеткам и источнику тока, снижаются потери электроэнергии.

Устройство подобного якоря показано на картинке.

У электрических двигателей постоянного тока можно реверсировать направление вращения ротора. Для этого достаточно изменить движение тока в обмотке на противоположное сменой полярности на источнике.

Электродвигатели переменного тока

Они отличаются от предыдущих конструкций тем, что электрический ток, протекающий в их обмотке, описывается по , периодически изменяющему свое направление (знак). Для их питания напряжение подается от генераторов со знакопеременной величиной.

Статор таких двигателей выполняется магнитопроводом. Его делают из ферромагнитных пластин с пазами, в которые помещают витки обмотки с конфигурацией рамки (катушки).

Синхронные электродвигатели

На картинке ниже показан принцип работы однофазного двигателя переменного тока
с синхронным вращением электромагнитных полей ротора и статора.

В пазах статорного магнитопровода по диаметрально противоположным концам размещены проводники обмотки, схематично показанные в виде рамки, по которой протекает переменный ток.

Рассмотрим случай для момента времени, соответствующего прохождению положительной части его полуволны.

В обоймах подшипника свободно вращается ротор с вмонтированным постоянным магнитом, у которого ярко выражены северный «N рот» и южный «S рот» полюса. При протекании положительной полуволны тока по обмотке статора в ней создается магнитное поле с полюсами «S ст» и «N ст».

Между магнитными полями ротора и статора возникают силы взаимодействия (одноименные полюса отталкиваются, а разноименные — притягиваются), которые стремятся повернуть якорь электродвигателя из произвольного положения в окончательное, когда осуществляется максимально близкое расположение противоположных полюсов относительно друг друга.

Если рассматривать этот же случай, но для момента времени, когда по рамочному проводнику протекает обратная — отрицательная полуволна тока, то вращение якоря будет происходить в противоположную сторону.

Для придания непрерывного движения ротору в статоре делают не одну обмотку-рамку, а определенное их количество с таким учетом, чтобы каждая их них питалась от отдельного источника тока.

Принцип работы трехфазного двигателя переменного тока с синхронным вращением

электромагнитных полей ротора и статора показан на следующей картинке.

В этой конструкции внутри магнитопровода статора смонтированы три обмотки А, В и С, смещенные на углы 120 градусов между собой. Обмотка А выделена желтым цветом, В — зеленым, а С — красным. Каждая обмотка выполнена такими же рамками, как и в предыдущем случае.

На картинке для каждого случая ток проходит только по одной обмотке в прямом или обратном направлении, которое показано значками «+» и «·».

При прохождении положительной полуволны по фазе А в прямом направлении ось поля ротора занимает горизонтальное положение потому, что магнитные полюса статора формируются в этой плоскости и притягивают подвижный якорь. Разноименные полюса ротора стремятся приблизиться к полюсам статора.

Когда положительная полуволна пойдет по фазе С, то якорь повернется на 60 градусов по ходу часовой стрелки. После подачи тока в фазу В произойдет аналогичный поворот якоря. Каждое очередное протекание тока в очередной фазе следующей обмотки будет вращать ротор.

Если к каждой обмотке подвести сдвинутое по углу 120 градусов напряжение трехфазной сети, то в них будут циркулировать переменные токи, которые раскрутят якорь и создадут его синхронное вращение с подведенным электромагнитным полем.

Эта же механическая конструкция успешно применяется в трехфазном шаговом двигателе
. Только в каждую обмотку с помощью управления подаются и снимаются импульсы постоянного тока по описанному выше алгоритму.

Их запуск начинает вращательное движение, а прекращение в определенный момент времени обеспечивает дозированный поворот вала и остановку на запрограммированный угол для выполнения определенных технологических операций.

В обеих описанных трехфазных системах возможно изменение направления вращения якоря. Для этого надо просто поменять чередование фаз «А»-«В»-«С» на другое, например, «А»-«С»-«В».

Скорость вращения ротора регулируется продолжительностью периода Т. Его сокращение приводит к ускорению вращения. Величина амплитуды тока в фазе зависит от внутреннего сопротивления обмотки и значения приложенного к ней напряжения. Она определяет величину крутящего момента и мощности электрического двигателя.

Асинхронные электродвигатели

Эти конструкции двигателей имеют такой же статорный магнитопровод с обмотками, как и в ранее рассмотренных однофазных и трехфазных моделях. Они получили свое название из-за несинхронного вращения электромагнитных полей якоря и статора. Сделано это за счет усовершенствования конфигурации ротора.

Его сердечник набран из пластин электротехнических марок стали с пазами. В них вмонтированы алюминиевые либо медные тоководы, которые по концам якоря замкнуты токопроводящими кольцами.

Когда к обмоткам статора подводится напряжение, то в обмотке ротора электродвижущей силой наводится электрический ток и создается магнитное поле якоря. При взаимодействии этих электромагнитных полей начинается вращение вала двигателя.

У этой конструкции движение ротора возможно только после того, как возникло вращающееся электромагнитное поле в статоре и оно продолжается в несинхронном режиме работы с ним.

Асинхронные двигатели проще в конструктивном исполнении. Поэтому они дешевле и массово применяются в промышленных установках и бытовой домашней технике.

Линейные электродвигатели

Многие рабочие органы промышленных механизмов выполняют возвратно-поступательное или поступательное движение в одной плоскости, необходимое для работы металлообрабатывающих станков, транспортных средств, ударов молота при забивании свай …

Перемещение такого рабочего органа с помощью редукторов, шариковинтовых, ременных передач и подобных механических устройств от вращательного электродвигателя усложняет конструкцию. Современное техническое решение этой проблемы — работа линейного электрического двигателя.

У него статор и ротор вытянуты в виде полос, а не свернуты кольцами, как у вращательных электродвигателей.

Принцип работы заключается в придании возвратно-поступательного линейного перемещения бегуну-ротору за счет передачи электромагнитной энергии от неподвижного статора с незамкнутым магнитопроводом определенной длины. Внутри него поочередным включением тока создается бегущее магнитное поле.

Оно воздействует на обмотку якоря с коллектором. Возникающие в таком двигателе силы перемещают ротор только в линейном направлении по направляющим элементам.

Линейные двигатели конструируются для работы на постоянном или переменном токе, могут работать в синхронном либо асинхронном режиме.

Недостатками линейных двигателей являются:

сложность технологии;

высокая стоимость;

низкие энергетические показатели.

Электрические двигатели предназначены для преобразования электрической энергии в механическую. Первые их прототипы были созданы в 19 веке, а сегодня эти устройства максимально интегрированы в жизнь современного человечества. Примеры их использования можно встретить в любой сфере жизнедеятельности: от общественного транспорта до домашней кофемолки.

Электрический двигатель: вид в разрезе

Принцип преобразования энергии

Принцип работы электродвигателя любого типа заключается в использовании электромагнитной индукции, возникающей внутри устройства после подключения в сеть. Для того чтобы понять, как эта индукция создается и приводит элементы двигателя в движение, следует обратиться к школьному курсу физики, объясняющему поведение проводников в электромагнитном поле.

Итак, если мы погрузим проводник в виде обмотки, по которому движутся электрические заряды, в магнитное поле, он начнет вращаться вокруг своей оси. Это связано с тем, что заряды находятся под влиянием механической силы, изменяющей их положение на перпендикулярной магнитным силовым линиям плоскости. Можно сказать, что эта же сила действует на весь проводник.

Схема, представленная ниже, показывает токопроводящую рамку, находящуюся под напряжением, и два магнитных полюса, придающие ей вращательное движение.

Именно эта закономерность взаимодействия магнитного поля и токопроводящего контура с созданием электродвижущей силы лежит в основе функционирования электродвигателей всех типов. Для создания аналогичных условий в конструкцию устройства включают:

Ротор (обмотка) – подвижная часть машины, закрепленная на сердечнике и подшипниках вращения. Она исполняет роль токопроводящего вращательного контура.
Статор – неподвижный элемент, создающий магнитное поле, воздействующее на электрические заряды ротора.
Корпус статора. Оснащен посадочными гнездами с обоймами для подшипников ротора. Ротор размещается внутри статора.

Для представления конструкции электродвигателя можно создать принципиальную схему на основе предыдущей иллюстрации:

После включения данного устройства в сеть, по обмоткам ротора начинает идти ток, который под воздействием магнитного поля, возникающего на статоре, придает ротору вращение, передаваемое на крутящийся вал. Скорость вращения, мощность и другие рабочие показатели зависят от конструкции конкретного двигателя и параметров электрической сети.

Классификация электрических двигателей

Все электродвигатели между собой классифицируют в первую очередь по типу тока, протекающему через них. В свою очередь, каждая из этих групп тоже делить на несколько видов, в зависимости от технологических особенностей.
Двигатели постоянного тока

На маломощных двигателях постоянного тока магнитное поле создается постоянным магнитом, устанавливаемым в корпусе устройства, а обмотка якоря закрепляется на вращающемся валу. Принципиальная схема ДПТ выглядит следующим образом:

Обмотка, расположенная на сердечнике, изготавливается из ферромагнитных материалов и состоит из двух частей, последовательно соединенных между собой. Своими концами они подсоединяются к коллекторным пластинам, к которым прижимаются графитовые щетки. На одну из них подается положительный потенциал от источника постоянного тока, а на другую – отрицательный.

После подачи питания на двигатель происходит следующее:

Ток от нижней «плюсовой» щетки подается на ту коллекторную пластину, к контактной платформе которой она подключена.
Прохождение тока по обмотке на коллекторную пластину (обозначено пунктирной красной стрелкой), подключенную к верхней «отрицательной» щетке создает электромагнитное поле.
Согласно правилу буравчика, в правой верхней части якоря возникает магнитное поле южного, а в левой нижней — северного магнитного полюса.
Магнитные поля с одинаковым потенциалом отталкиваются друг от друга и приводят ротор во вращательное движение, обозначенное на схеме красной стрелкой.
Устройство коллекторных пластин приводит к смене направления протекания тока по обмотке во время инерционного вращения, и рабочий цикл повторяется вновь.

Самый простой электрический двигатель

При очевидной простоте конструкции существенным недостатком таких двигателей является низкий КПД, обусловленный большими потерями энергии. Сегодня ДПТ с постоянными магнитами используются в простых бытовых приборах и детских игрушках.

Устройство двигателей постоянного тока большой мощности, используемых в производственных целях, не предусматривает использование постоянных магнитов (они занимали бы слишком много места). В этих машинах используется следующая конструкция:

обмотка состоит из большего количества секций, представляющих собой металлический стержень;
каждая обмотка отдельно подключается к положительному и отрицательному полюсу;
количество контактных площадок на коллекторном устройстве соответствует количеству обмоток.

Таким образом, снижение потерь электроэнергии обеспечивается плавным подключением каждой обмотки к щеткам и источнику питания. На следующей картинке представлена конструкция якоря такого двигателя:

Устройство электрических двигателей постоянного тока позволяет легко обратить направление вращения ротора с помощью простой смены полярности на источнике питания.

Функциональные особенности электродвигателей определяются наличием некоторых «хитростей», к которым относится сдвиг токосъемных щеток и несколько схем подключения.

Сдвиг узла токосъемных щеток относительно вращения вала происходит после запуска двигателя и изменения подаваемой нагрузки. Это позволяет компенсировать «реакцию якоря» — эффект, снижающий эффективность машины за счет торможения вала.

Есть три способа подключения ДПТ:

Схема с параллельным возбуждением предусматривает параллельное подключение независимой обмотки, как правило, регулируемой реостатом. Так обеспечивается максимальная стабильность скорости вращения и её плавная регулировка. Именно благодаря этому двигатели с параллельным возбуждением находят широкое применение в грузоподъемном оборудовании, на электрическом транспорте и станках.
Схема с последовательным возбуждением тоже предусматривает использование дополнительной обмотки, но подключается она последовательно с основной. Это позволяет при необходимости резко увеличить крутящий момент двигателя, к примеру, на старте движения железнодорожного состава.
Смешанная схема использует преимущества обоих способов подключения, описанных выше.

Биполярный электрический двигатель

Двигатели переменного тока

Главным отличием этих двигателей от описанных ранее моделей заключается в токе, протекающем по их обмотке. Он описывает по синусоидальному закону и постоянно меняет свое направление. Соответственно и питание этих двигателей осуществляется от генераторов со знакопеременной величиной.

Одним из главных конструктивных отличий является устройство статора, представляющего собой магнитопровод со специальными пазами для расположения витков обмотки.

Двигатели переменного тока классифицируют по принципу работы на синхронные и асинхронные. Коротко говоря, это означает, что в первых частота вращения ротора совпадает с частотой вращения магнитного поля в статоре, а во вторых – нет.

Синхронные двигатели

В основе работы синхронных электродвигателей переменного тока тоже лежит принцип взаимодействия полей, возникающих внутри устройства, однако в их конструкции постоянные магниты закрепляются на роторе, а по статору проводится обмотка. Принцип их действия демонстрирует следующая схема:

Проводники обмотки, по которой проходит ток, показанные на рисунке в виде рамки. Вращение ротора происходит следующим образом:

На определенный момент времени ротор с закрепленным на нем постоянным магнитом находится в свободном вращении.
На обмотке в момент прохождения через нее положительной полуволны формируется магнитное поле с диаметрально противоположными полюсами Sст и Nст. Оно показано на левой части приведенной схемы.
Одноименные полюса постоянного магнита и магнитного поля статора отталкиваются друг от друга и приводят двигатель в положение, показанное на правой части схемы.

В реальных условиях для создания постоянного плавного вращения двигателя используется не одна катушка обмотки, а несколько. Они поочередно пропускают через себя ток, благодаря чему создается вращающееся магнитное поле.

Асинхронные двигатели

А асинхронном двигателе переменного тока вращающееся магнитное поле создается тремя (для сети 380 В) обмотками статора. Их подключение к источнику питания осуществляется через клеммную коробку, а охлаждение — вмонтированным в двигатель вентилятором.

Ротор, собранный из нескольких замкнутых между собой металлических стержней, жестко соединен с валом, составляя с ним одно целое. Именно из-за соединения стержней межу собой этот тип ротора называется короткозамкнутым. Благодаря отсутствию токопроводящих щеток в данной конструкции значительно упрощается техническое обслуживание двигателя, увеличивается срок службы и надежность. Главной причиной выхода из строя двигателей этого типа является износ подшипников вала.

Принцип работы асинхронного двигателя основывается на законе электромагнитной индукции – если частота вращения электромагнитного поля обмоток статора превышает частоту вращения ротора, в нем наводится электродвижущая сила. Это важно, поскольку при одинаковой частоте ЭДС не возникает и, соответственно, не возникает вращения. В действительности нагрузка на вал и сопротивление от трения подшипников всегда замедляет ротор и создает достаточные для работы условия.

Главным недостатком двигателей данного типа является невозможность получения постоянной частоты вращения вала. Дело в том, что рабочие характеристики устройства изменяются в зависимости от различных факторов. К примеру, без нагрузки на вал циркулярная пила вращается с максимальной скоростью. Когда мы подводим к пильному полотну доску и начинаем её резать, частота вращения диска заметно снижается. Соответственно, снижается и скорость вращения ротора относительно электромагнитного поля, что приводит к наведению еще большей ЭДС. Это увеличивает потребляемый ток и рабочая мощность мотора увеличивается до максимальной.

Принцип работы электрического мотора

Важно подбирать двигатель подходящей мощности – слишком низкая приведет к повреждению короткозамкнутого ротора из-за превышения расчетного максимума ЭДС, а слишком высокая приводит к необоснованным энергозатратам.

Асинхронные двигатели переменного тока рассчитаны на работу от трехфазной электрической сети, однако могут быть подключены и в однофазную сеть. Так, например, они используются в стиральных машинах и станках для домашних мастерских. Однофазный двигатель имеет примерно на 30% более низкую мощность, по сравнению с трехфазным – от 5 до 10 кВт.

Ввиду простоты исполнения и надежности асинхронные двигатели переменного тока наиболее распространены не только в производственном оборудовании, но и в бытовой технике.

Универсальные коллекторные двигатели

Во многих бытовых электроприборах необходимо наличие высокой скорости вращения двигателя и крутящего момента при малых пусковых токах и плавной регулировке. Всем этим требования удовлетворяют коллекторные двигатели, называемые универсальными. По своему устройству они очень похожи на двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением.

Главным отличием от ДПТ является магнитная система, комплектуемая несколькими изолированными друг от друга листами электротехнической стали, к полюсам которых подсоединены по две секции обмотки. Такая конструкция снижает нагрев элементов токами Фуко и перемагничивание.

Высокая синхронность магнитных полей в универсальных коллекторных двигателях сохраняет высокую скорость вращения даже под большой нагрузкой на вал. Поэтому их используют в маломощном быстроходном оборудовании и домашней технике. При подключении в цепь регулируемого трансформатора появляется возможность плавной настройки частоты вращения.

Главный недостаток таких электромоторов заключается в низком моторесурсе, обусловленном быстрым стиранием графитовых щеток.

Коллекторные электродвигатели
стоят в стиральных машинах (но не во всех моделях), пылесосах, электроинструменте, детских игрушках и т. д. Главной отличительно их особенностью является наличие неподвижных обмоток статора и обмоток на валу (якорь), на которые подается напряжение при помощи коллектора и графитных щеток.

Если у Вас сломался или барахлит
мотор в электроинструменте и других устройствах, то не спешите его выкидывать, потому что в большинстве случаев его можно быстро и недорого отремонтировать своими руками. Как определить и устранить неисправность Вы узнаете далее из этой статьи.

Перед тем как начать искать причину
в электродвигателях, сначала проверьте исправность шнура питания, кнопок включения и при наличии пуск-регулировочных устройств.

Как проверить коллекторный электродвигатель- наиболее частые поломки

Для определения и устранения неисправностей
придется разбирать сам электроинструмент или электродвигатель других бытовых устройств по . Только перед тем как приступить к разборке, обратите внимание на искрение в контактно-щеточном механизме. Если оно будет повышенным (как на рисунке у нижней щетки), то это может свидетельствовать об износе или плохом контакте щеток, реже о межвитковом замыкании в коллекторе.

В большинстве случаев
причиной поломок коллекторных двигателей является износ щеток и почернение коллектора. Изношенные щетки необходимо заменить новыми одинаковыми по форме и размерам, лучше конечно оригинальными. Меняются они очень просто- либо нужно снять или сдвинуть фиксатор или открутить болт. В некоторых моделях меняются не сами щетки, а в сборе с щеткодержателем. Не забываем подключить к контакту медный поводок. Если же щетки целы, тогда растяните прижимающие их пружины.

Если контактная часть коллектора потемнела
, тогда ее необходимо обязательно почистить мелкой наждачной бумагой (нулевкой).

Иногда вместе контакта щеток с коллектором образовывается канавка. Ее необходимо проточить на станке.

На втором месте
по количеству неисправностей стоит износ подшипников. О необходимости их замены в электроинструменте свидетельствует биение патрона и повышенная вибрация корпуса при работе. Как проверить и заменить подшипники подробно рассказано в . В самых запущенных случаях начинают при вращении касаться якорь и статор- придется как минимум менять якорь.

Как проверить коллекторный электродвигатель- редкие поломки

Гораздо реже происходит обрыв или выгорание в обмотках или в местах их подключения, оплавление или замыкание графитовой пылью ламелей коллектора.
В большинстве случаев это удается определить внешним осмотром. При этом обращайте внимание на:

Целостность обмоток.
Почернение обмоток либо всей, либо ее части.
Надежность контактов выводов проводов с ламелями коллектора. При необходимости перепаяйте.
Забита ли графитовой пылью пространство между ламелями. Если да то почистите.
Наличие характерного запаха горения изоляции проводов.

Если обнаружено
визуально повреждение обмотки стартера или якоря, то их потребуется заменить на новые или сдать в перемотку.

Но не всегда визуально возможно определить повреждение обмоток, поэтому следует воспользоваться мультиметром для этих целей.

Как прозвонить электродвигатель мультиметром

Включите мультиметр в режим прозвонки или омметра с пределом измерения 50-100 Ом. Как это сделать читаем а .

Иногда возникает межвитковое замыкание
в обмотке, тогда определить его возможно только при помощи специального устройства- прибора проверки якорей.

Особенности использования асинхронных двигателей в однофазной цепи

Несмотря на то, что вращающееся магнитное поле статора проще всего получить от трехфазного напряжения, принцип действия асинхронного электродвигателя позволяет ему работать и от однофазной, бытовой сети, если в их конструкцию будут внесены некоторые изменения.

Для этого на статоре должно быть две обмотки, одна из которой является «пусковой». Ток в ней сдвигается по фазе на 90° за счет включения в цепь реактивной нагрузки. Чаще всего для этого

Практически полная синхронность магнитных полей позволяет двигателю набирать обороты даже при значительных нагрузках на валу, что и требуется для работы дрелей, перфораторов, пылесосов, «болгарок» или полотерных машин.

Если в питающую цепь такого двигателя включен регулируемый , то частоту его вращения можно плавно менять. А вот направление, при питании от цепи переменного тока, изменить не удастся никогда.

Такие электромоторы способны развивать очень высокие обороты, компактны и имеют больший вращающий момент. Однако наличие коллекторно-щеточного узла снижает их моторесурс – графитовые щетки достаточно быстро истираются на высоких оборотах, особенно если коллектор имеет механические повреждения.

Электродвигатели имеют самый большой КПД (более 80 %) из всех устройств, созданных человеком. Их изобретение в конце XIX века вполне можно считать качественным цивилизационным скачком, ведь без них невозможно представить жизнь современного общества, основанного на высоких технологиях, а чего-либо более эффективного пока еще не придумано.

Синхронный принцип работы электродвигателя на видео

В отличие от асинхронных двигателей, некоторые виды двигателей имеют в конструкции подвижные элементы, изнашивающиеся в процессе трения. Без замены истершихся деталей функционирование эл двигателя невозможно. В этом случае есть два варианта: купить электродвигатель или его отремонтировать. Если причина выхода из строя оборудования — замыкание или обрыв обмотки якоря, то ремонт электродвигателя осуществляется при помощи перемотки якоря
.

Самостоятельно определить неисправность якоря довольно трудно. Зачастую аварийные ситуации или износ одного узла или детали, могут привести сразу к нескольким поломкам или возникновению сопутствующих дефектов. Необходима проверка с помощью специального инструмента и проведение испытаний на стендах. Поэтому для ремонта якоря промышленных электродвигателей
даже производственным и машиностроительным организациям, имеющим свои сервисные и ремонтные службы, рекомендуется обращаться в специализированные фирмы.

Ремонт якоря электродвигателя включает следующие операции:

перемотку якоря электродвигателя;
балансировку.

Балансировка якоря электродвигателя

Вращение якоря электродвигателя происходит постоянно с высокой угловой скоростью, а равнодействующее сил не скомпенсировано. Разбалансировка приводит к быстрому выходу из строя подшипников и разрушения якоря электродвигателя. Поэтому кроме устранения механических повреждений и восстановления функционирования обмотки работы по ремонту якоря электродвигателя
должны осуществляться с его последующей обязательной балансировкой.

Балансировка якоря электродвигателя осуществляется на балансировочном станке после проведения всех операций по ремонту обмотки якоря
. Качество балансировочных работ зависит от опыта, знаний и умений специалиста, поэтому операцию должен проводить специально обученный ремонтный персонал. Несоблюдение этих требований: отсутствие специального оборудования, необученный персонал или организация ремонта якоря электродвигателя
без последующей балансировки приводит к необходимости проведения ремонта после ремонта.

Качественно выполнить ремонт якоря электродвигателя, произвести его балансировку, восстановить работоспособность эл двигателя после некачественного ремонта якоря поможет ООО ПТК «Электропромремонт». Компания ЭЛЕКТРОПРОМРЕМОНТ осуществляет перемотку якоря промышленных электродвигателей любого типоразмера и мощности в Москве и Московской области. Благодаря собственным производственным мощностям, наличию станков, стендов и специального инструмента, обученного и квалифицированного персонала, перемотка якоря даже крупных партий электродвигателей в рамках плановых мероприятий производится качественно и в сжатые сроки.

Заказать перемотку якоря электродвигателя можно просто, обратившись к специалистам компании ООО ПТК «Электропромремонт».

Принцип действия двигателя постоянного тока

Хотя в современном электроприводе преобладают машины переменного тока (асинхронные электродвигатели), двигатели постоянного тока все еще используют и не только в предыдущих решениях.

Устройство простейшего электродвигателя постоянного тока

На рисунке ниже приведена простейшая машина постоянного тока:

Рисунок 1

Схематическое отображение электродвигателя постоянного тока в осевом направлении показано ниже:

Рисунок 2

Неподвижная часть двигателя постоянного тока называется индуктором или статором. Состоит он из полюсов и круглого стального ярма, к которому крепятся полюса. Главным назначением индуктора является генерация постоянного (основного) магнитного потока машины. Индуктор простейшей машины, отображенный выше, имеет два полюса 1 (ярмо индуктора не показано).

Вращающаяся часть машины состоит из цилиндрического якоря 2, укрепленного на валу, и коллектора 3. Якорь состоит из набранного из листов электротехнической стали сердечника и обмотки, укрепленной на сердечника якоря. Обмотка якоря в показанном на рисунке простейшем двигателе имеет один виток. Концы витка соединяются с изолированными
от вала медными пластинами коллектора, число которых в рассматриваемом случае равно двум. Две неподвижные щетки 4 налегают на коллектор. С помощью щеток обмотка якоря соединяется с внешней цепью.

Основной магнитный поток в электродвигателях постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая запитывается постоянным напряжением и располагается на сердечниках полюсов. Магнитный поток «идет» через якорь от северного полюса N к южному полюсу S, а от него через ярмо снова к северному. Ярмо и сердечники полюсов также изготавливаются из ферромагнитных материалов.

Рисунок 3

Генераторный режим двигателя постоянного тока

Предположим, что в нашем случае якорь электрической машины (рисунок 1 и рисунок 2 а)) движется по часовой стрелке. Тогда в проводниках обмотки якоря будет индуцироваться ЭДС, направление которой можно определить используя правило правой руки (рисунок 3 а)), что и показано на рисунках 1 и 2а). Поскольку поток полюсов является неизменным, то ЭДС сможет индуцироваться только в случае вращения якоря электродвигателя постоянного тока и называется ЭДС вращения.

Величина индуктируемой в проводнике обмотки якоря ЭДС будет равна:

Где: B – магнитная индукция воздушного зазора между якорем и полюсом в месте расположения проводника; l – активная длина проводника с током, то есть это длина, на протяжении которой проводник расположен в магнитном поле; υ – скорость движения проводника в магнитном поле (линейная).

В обоих проводниках из-за симметрии индуктируются одинаковые ЭДС, которые складываются по контуру витка, и поэтому полная ЭДС якоря двигателя постоянного тока будет равна:

ЭДС Е_а является величиной переменной, так как проводники якорной обмотки попеременно проходят под южным и северным полюсами, в результате чего направление ЭДС в проводниках изменяется. Кривая ЭДС проводника по форме повторяет кривую распределения индукции B вдоль воздушного зазора в зависимости от времени t (рисунок 4 а)).

Рисунок 4

В двухполюсной машине частота ЭДС f равна скорости вращения якоря n, выраженной в оборотах в секунду: f = n. А вот в общем случае, когда двигатель постоянного тока имеет p пар полюсов с чередующеюся полярностью:

Обмотка якоря с помощью щеток замыкается через внешнюю цепь и, соответственно, в этой цепи начинает протекать ток I_a. В обмотке якоря будет протекать переменный ток и его кривая аналогична кривой ЭДС (рисунок 4). Однако во внешней цепи протекает постоянный ток, это объясняется действием коллектора. При повороте коллектора и якоря на 90⁰ (рисунок 1) происходит смена коллекторных пластин под щетками и изменение направления ЭДС в проводниках. Вследствие чего под верхней щеткой всегда будет находиться пластина соединенная с проводником северного полюса, а под нижней щеткой пластина соединенная с проводником южного полюса. В результате такого соединения направление тока и полярность щеток для внешней цепи остаются неизменными.

Таким образом, коллекторный узел является механическим
выпрямителем, который преобразовывает переменный ток якоря в постоянный ток внешней цепи.

Изменив знак второго полупериода кривой на рисунке 4 а), получим форму кривой напряжения и тока внешней цепи (рисунок 4 б)). Пульсирующий ток внешней цепи малопригоден для практических целей. Для избавления от пульсаций применяют более сложные по своему устройству коллектор и якорь двигателя постоянного напряжения, однако основные свойства машины постоянного тока могут быть рассмотрены на примере рассматриваемого нами простейшего двигателя постоянного тока.

Постоянное напряжение на зажимах якоря генератора будет меньше Е_а на величину падения напряжения в сопротивлении обмотки якоря r_a:

Поскольку проводники якоря находятся в магнитном поле и через них протекает ток I_a, то на них будут действовать электромагнитные силы (рисунки 1, 2 а)):

Направление этих сил определяют с помощью правила левой руки (рисунок 3 б)). Данные силы и создают электромагнитный вращающий момент, который будет равен:

Здесь D_a это диаметр якоря машины. Из рисунков 1-2 а) можно увидеть, что в генераторном режиме данный момент действует против направления вращения якоря и является тормозящим.

Режим двигателя

Простейший двигатель постоянного напряжения может работать не только в режиме генератора, но и в режиме двигателя, если к обмотке якоря подвести напряжение от внешнего источника. На проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы F_пр в результате чего создается электромагнитный момент М_эм. Как и для режима генератора, величины F_пр и М_эм вычисляются из равенств (4) и (5). При достаточной величине М_эмякорь
электрической машины придет в движение и будет развивать механическую мощность. Момент М_эм в таком случае будет являться движущим, и приводить в движение якорь в направлении вращения.

Если мы хотим, чтобы при той же полярности полюсов направление вращения генератора (рисунок 1-2 а)) и двигателя (рисунок 1-2 б)) были одинаковы, то направление действия М_эм, а также тока I_а у электродвигателя постоянного напряжения должны быть обратными по сравнению с генератором (рисунок 1-2 б)).

Коллектор превращает постоянный ток из внешней цепи в переменный ток якоря в режиме двигателя, что смело можно назвать механическим
инвертором тока.

Проводники обмотки якоря электрической машины тоже вращаются в магнитном поле, из-за чего в обмотке якоря двигателя индуцируется ЭДС Е_а, величину которой можно определить из формулы (1). В электродвигателе направление этой ЭДС (рисунок 1-2 б)) такое же, как и в генераторе (рисунок 1-2 а)). Таким образом, ЭДС якоря Е_а
в двигателе направлена против тока I_a и приложенного напряжения U_a к зажимам якоря. Поэтому довольно часто ЭДС якоря называют противоэлектродвижущей силой.

Напряжение, приложенное к якорю электрической машины, уравновешивается падением напряжения на обмотке якоря и ЭДС Е_а:

Если сравнить уравнения (3) и (6) можно увидеть одну очень важную особенность – в режиме генератора U_a< E_a, в режиме двигателя U_a> E_a.

Принцип обратимости электродвигателя

Из изложенных выше формул и описаний следует вывод, что каждая машина постоянного тока (и не только постоянного) может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Такое свойство имеют все электрические машины, и оно носит название обратимость.

Для перехода двигателя постоянного тока из режима генератора в режим двигателя и обратно при неизменной полярности щеток и полюсов, а также при неизменном направлении вращения необходимо всего лишь изменить направление тока в обмотке якоря (что сейчас легко делается с помощью тиристорных преобразователей и других управляемых выпрямителей).

В современных системах такой переход осуществляется автоматически.

Преобразование энергии в двигателе постоянного тока

На рисунке 5 показаны направления действия электрических и механических величин в якоре двигателя и генератора постоянного тока.

Рисунок 5

В соответствии с первым законом Ньютона в применении к вращающемуся телу, действующие на это тело тормозящие и вращающие моменты уравновешивают друг друга. Поэтому в установившемся режиме работы генератора электромагнитный момент будет равен:

Здесь М_в – момент на валу генератора, который развивает приводной двигатель, М_тр – момент трения на коллекторе электрической машины и в подшипниках, а также сопротивления воздуха, М_с – тормозящий момент, вызываемый потерями на вихревые токи и гистерезис в сердечнике якоря. Данные потери мощности возникают вследствие вращения сердечника якоря в неподвижном магнитном поле
полюсов. Электромагнитные силы, возникающие при вращении ротора электрической машины постоянного тока, оказывают на ротор тормозящее действие и в таком представлении ведут себя подобно силам трения.

Электромагнитный момент двигателя постоянного тока в установившемся режиме работы будет равен:

Здесь М_в – развиваемый рабочей машиной (насос, тележка, кран…) тормозящий момент на валу электродвигателя.

В режиме генератора электромагнитный момент М_эм является движущем, а в режиме двигателя наоборот, тормозящим. При этом в обеих случаях М_в и М_эм противоположны по направлению.

Электромагнитная мощность Р_эм, развиваемая электромагнитным моментом М_эм, будет равна:

Где:

В данном случае ω – это угловая скорость машины постоянного тока.

Подставив значения М_эм и ω в формулу (8) из формул (5) и (9) и учтем, что линейная скорость на окружности якоря:

Или же на основании выражения (1):

Под действием тока I_a и ЭДС Е_а в обмотке якоря развивается внутренняя электрическая мощность:

Исходя из формул (10) и (11), Р_эм = Р_а, то есть внутренняя электрическая мощность якоря равна электромагнитной мощности, которую развивает электромагнитный момент, что довольно наглядно демонстрирует процесс преобразования электрической энергии в механическую в режиме двигателя, и процесс преобразования механической энергии в электрическую в режиме генератора.

Умножив соотношения (3) и (6) на I_a получим следующие выражения для генератора:

Левые части приведенных выше формул представляют собой электрическую мощность на зажимах якоря, первые члены первых частей электромагнитную мощность все того же якоря, и последние выражение мощность потерь в якорной цепи.

Хотя полученные формулы приведены для простейшей машины постоянного тока (рисунок 1), они все равно будут действовать и в более сложной обмотке якоря, так как моменты отдельных проводников и ЭДС складываются. Данные формулы являются выражением закона сохранения энергии и отражают процесс преобразования энергии в машине постоянного тока.

Подведем итоги

Развиваемая на валу генератора приводным электродвигателем механическая мощность, за вычетом магнитных и механических потерь, превращается в электрическую мощность (с вычетом потерь в обмотке) и передается во внешнюю цепь. В режиме двигателя электрическая мощность, подающаяся на якорь электрической машины, частично расходуется на потери, а остальная ее часть преобразуется в мощность электромагнитного поля – потом в механическую мощность, которая после вычета потерь в стали якоря и сил трения с помощью вала передается рабочей машине (лифт, станок, тяговый привод электротранспорта и другие).

Общие закономерности превращения энергии для двигателей постоянного тока также актуальны и для двигателей переменного
тока.

Компоненты, работа и их применение

Первый якорь использовался хранителями магнитов в 19 веке. Связанные части оборудования выражаются как электрические, так и механические. Хотя эти два набора терминов определенно разделены, они обычно используются одинаково, включая один электрический термин, а также один механический термин. Это может быть причиной путаницы при работе со сложными машинами, такими как бесщеточные генераторы .В большинстве генераторов частью ротора является полевой магнит, который будет активен, что означает вращение, тогда как часть статора — это якорь, который будет неактивен. И генераторы, и двигатели могут быть спроектированы с неактивным якорем и активным (вращающимся) полем, в противном случае активный якорь является неактивным полем. Вал стабильного магнита, иначе электромагнита, а также подвижный металлический элемент соленоида, особенно если последний работает как переключатель или реле, можно называть якорями.В этой статье обсуждается обзор арматуры и ее работа с приложениями.

Что такое арматура?

Якорь можно определить как элемент, генерирующий энергию в электрической машине, где якорь может быть вращающейся частью, в противном случае — неподвижной частью машины. Взаимодействие якоря с магнитным потоком может осуществляться в воздушном зазоре, полевой элемент может включать в себя любые стабильные магниты, в противном случае электромагниты, которые имеют форму проводящей катушки, подобной другому якорю, который известен как электрическая машина с двойным питанием.Якорь всегда работает как проводник, наклоняясь перпендикулярно как полю, так и направлению движения, в противном случае — к силе. Схема якоря приведена ниже.

Арматура

Основная роль арматуры универсальна. Основная роль заключается в передаче тока через поле, таким образом создавая крутящий момент на валу в активной машине, иначе — в линейной машине. Вторая роль якоря заключается в создании ЭДС (электродвижущей силы) .При этом ЭДС может возникать как при относительном движении якоря, так и в поле. Поскольку машина используется в качестве двигателя, ЭДС будет противодействовать току якоря и преобразует электрическую энергию в механическую, которая имеет форму крутящего момента, и, наконец, передает ее через вал.

Всякий раз, когда машина используется как генератор, электродвижущая сила якоря управляет током якоря, а также движение вала будет изменено на электрическую энергию.В генераторе вырабатываемая мощность будет поступать от статора. Гроулер в основном используется для обеспечения арматуры, предназначенной для открытия, площадки, а также шорт.

Компоненты якоря

Якорь может быть спроектирован с использованием ряда компонентов, а именно сердечника, обмотки, коллектора и вала.

Детали якоря

Сердечник

Сердечник якоря может быть спроектирован с множеством тонких металлических пластин, которые называются слоистыми. Толщина пластин примерно равна 0.5 мм, и это зависит от частоты, на которую будет рассчитана работа якоря. Металлические пластины штампуются при нажатии.

Они имеют круглую форму с отверстием, выбитым в сердечнике, когда вал запрессован, а также пазами, которые выбиты в области кромки, где катушки будут окончательно сидеть. Металлические пластины соединяются вместе, образуя сердечник. Сердечник может быть построен из уложенных друг на друга металлических пластин вместо использования стальной детали для получения суммы потерянной энергии при нагревании сердечника.

Потери энергии известны как потери в стали, которые возникают из-за вихревых токов. Это мельчайшие вращающиеся магнитные поля, образующиеся в металле из-за вращающихся магнитных полей, которые могут быть обнаружены всякий раз, когда устройство работает. Если в металлических пластинах используются вихревые токи, они могут формироваться в одной плоскости, что значительно снижает потери.

Обмотка

Перед тем, как начнется процесс намотки, прорези сердечника будут защищены от медного провода внутри прорезей, контактирующих с ламинированным сердечником.Катушки вставляются в пазы якоря, а также прикрепляются к коммутатору по-другому. Это можно сделать разными способами в зависимости от конструкции арматуры.

Якоря подразделяются на два типа, а именно якорь с внахлесткой и волновой якорь . При намотке внахлест последний конец одной катушки прикреплен к сегменту коммутатора, а также к первичному концу соседней катушки. В волновой намотке два конца катушки будут связаны с сегментами коммутатора, которые разделены на некоторое расстояние между полюсами.

Это позволяет последовательно складывать напряжения внутри обмоток между щетками. такая намотка требует всего одной пары щеток. В первой арматуре количество дорожек равно количеству полюсов и щеток. В некоторых конструкциях якоря они будут иметь две или более разных катушек в одном слоте, прикрепленных к соседним сегментам коммутатора. Это можно сделать, если требуемое напряжение на катушке будет считаться высоким.

При распределении напряжения по трем отдельным сегментам, так как катушки будут в одном слоте, напряженность поля в слоте будет высокой, однако это уменьшит искрение на коммутаторе, а также сделает устройство более мощным. компетентный.В некоторых арматурах щели также перекручены, это достигается за счет того, что каждая пластина несколько не совпадает. Это может быть сделано для уменьшения зубчатого зацепления, а также для обеспечения перехода уровня от одного полюса к другому.

Коммутатор

Коммутатор надвигается на верхнюю часть вала, а также удерживается крупной накаткой, похожей на сердечник. Конструкция коммутатора может быть выполнена с использованием медных шин, а изоляционный материал будет разделять шины. Обычно этот материал представляет собой термореактивный пластик, однако в старых арматурах использовалась листовая слюда.

Коммутатор должен быть точно соединен с пазами сердечника всякий раз, когда его нажимают на верхнюю часть вала, потому что провода от каждой катушки будут выходить из пазов, а также присоединяться к стержням коммутатора. Для эффективной работы магнитной цепи важно, чтобы катушка якоря имела точное угловое смещение от стержня коллектора, к которому она прикреплена.

Вал

Вал якоря представляет собой твердый стержень одного типа, установленный между двумя подшипниками, которые описывают оси компонентов, размещенных на нем.Он должен быть достаточно широким, чтобы передавать крутящий момент, необходимым для двигателя, и жестким, чтобы контролировать некоторые силы, которые находятся в неуравновешенном состоянии. Для гармонических искажений выбираются длина, скорость и точки опоры. Якорь может быть спроектирован с рядом основных компонентов , а именно сердечником, обмоткой, валом и коммутатором.

Функция якоря или работа якоря

Вращение якоря может быть вызвано взаимодействием двух магнитных полей .Одно магнитное поле может быть создано обмоткой возбуждения, а второе может быть создано с помощью якоря, в то время как напряжение прикладывается к щеткам, чтобы войти в контакт с коммутатором. Когда ток проходит через обмотку якоря, он создает магнитное поле. Это не соответствует полю, создаваемому катушкой возбуждения.

Это вызовет силу притяжения к одному полюсу, а также отвращение к другому. Когда коммутатор подключен к валу, он также будет перемещаться с такой же степенью, а также активирует полюс.Якорь будет продолжать преследовать полюс, чтобы вращаться.

Если на щетки не подается напряжение, то поле будет возбуждено, а якорь будет приводиться в движение механически. Приложенное напряжение переменное, поскольку оно приближается и течет от полюса. Однако коммутатор связан с валом и часто активирует полярность, потому что он вращается, подобно тому, как реальный выходной сигнал может наблюдаться через щетки в постоянном токе.

Обмотка якоря и реакция якоря

Обмотка якоря — это обмотка, в которой может индуцироваться напряжение.Точно так же обмотка возбуждения — это обмотка, в которой основной поток поля может генерироваться всякий раз, когда через обмотку протекает ток. Обмотка якоря имеет некоторые из основных терминов, а именно виток, катушку и обмотку.

Реакция якоря является результатом потока якоря поверх основного потока поля. Обычно двигатель постоянного тока включает в себя две обмотки, такие как обмотка якоря, а также обмотка возбуждения. Всякий раз, когда мы стимулируем обмотку возбуждения, она генерирует поток, который соединяется через якорь, и это вызывает ЭДС и, следовательно, поток тока в якоре.

Области применения арматуры

Области применения арматуры включают следующее.

Якорь используется в электрической машине для выработки энергии.
Якорь можно использовать как ротор, иначе статор.
Используется для контроля тока в двигателях постоянного тока.

Таким образом, это все о обзоре якоря , который включает в себя то, что такое якорь, компоненты, работа и приложения. Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что якорь является важным компонентом, используемым в электрической машине для выработки энергии.Он может быть как на вращающейся части, так и на неподвижной части машины. Вот вам вопрос, как работает арматура ?

Что такое арматура? (В электродвигателе и генераторе) | Electrical4U

Что такое якорь?

Якорь определяется как компонент электрической машины (т. Е. Двигателя или генератора), который проводит переменный ток (AC). Якорь проводит переменный ток даже в машинах с постоянным током через коммутатор (который периодически меняет направление тока) или за счет электронной коммутации (например.грамм. в бесщеточном двигателе постоянного тока).

Якорь обеспечивает корпус и поддержку обмотки якоря. В электрических машинах магнитное поле создается постоянным магнитом или электромагнитом. Обмотка якоря взаимодействует с магнитным полем, создаваемым в воздушном зазоре. Статор может быть вращающейся частью (ротор) или неподвижной частью (статор).

Типичный якорь электродвигателя

В 19, ^-м, веке, слово «арматура» было введено как технический аспект и означало « хранитель магнита ».

Как работает арматура?

Якорь используется как электродвигатель или генератор. Якорь используется для связи между двумя магнитными потоками.

Когда якорь используется в качестве электродвигателя, из-за относительного движения между потоком, создаваемым обмоткой возбуждения, и потоком, создаваемым обмоткой якоря, индуцируется ЭДС.

Эта ЭДС противодействует току якоря и крутящему моменту, создаваемому в роторе. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую.Крутящий момент, возникающий в роторе, передается для вращения других устройств через вал.

Когда якорь используется как электрический генератор, в большинстве случаев якорь используется как ротор. При этом якорь приводился в движение механически с помощью дизельного двигателя или тягача.

Обмотка возбуждения возбуждается для создания магнитного поля. ЭДС якоря управляет током якоря и, следовательно, механическая мощность вала преобразуется в электрическую.

Детали и схема якоря

Якорь состоит из сердечника, обмотки, коллектора и вала.Схема якоря представлена ниже.

Схема, иллюстрирующая части якоря.

Части якоря подробно обсуждаются ниже.

Сердечник якоря

Сердечник якоря состоит из ламинированных тонких металлических пластин, а не из цельной детали. Толщина пластин зависит от частоты питания. Его толщина составляет примерно 0,5 мм. Для сердечника якоря используется многослойная кремнистая сталь, чтобы уменьшить вихревые токи и гистерезисные потери.

Сердечник якоря обычно имеет полую цилиндрическую форму.А вал помещен внутрь сердечника якоря.

Ядро состоит из количества слотов. Обмотка якоря размещается в пазах на внешней поверхности сердечника якоря. Прорези в сердечнике якоря наклонены под некоторым углом, чтобы избежать магнитного запирания и обеспечить плавное вращение.

Обмотка якоря

Обмотка якоря вставляется в пазы сердечника якоря. Обмотка якоря изолирована, чтобы избежать прямого контакта катушки с сердечником.Как правило, обмотка состоит из меди. Но в некоторых случаях он сделан из алюминия, чтобы снизить стоимость машины. По конструкции обмотки якоря она может быть намотанной внахлест или волной.

В схеме намотки внахлест количество путей тока равно количеству полюсов и щеток. В этом типе обмотки конечный конец одной катушки подключается к сегменту коммутатора, а начальный конец следующей катушки подключается к тому же полюсу и сегменту коммутатора.

В схеме волновой обмотки количество путей тока всего два. В этом типе обмотки оба конца каждой катушки подключены к сегменту коммутатора с расстоянием между полюсами. Это обеспечивает последовательное соединение катушек и добавление напряжений в обмотке между щетками.

Чтобы узнать больше об этих схемах обмотки якоря, узнайте больше о шаге полюсов и размахе катушки.

Вал

Вал машины используется для передачи механической энергии.Это жесткий стержень, установленный между двумя подшипниками. Длина, скорость и точки опоры решены для минимизации гармонических искажений. Толщина вала выбрана достаточной для передачи крутящего момента, необходимого машине. и он должен быть достаточно жестким, чтобы контролировать любые дисбалансные силы.

Коммутатор

Коммутатор состоит из медных шин, каждая из которых отделена друг от друга с помощью изоляционных материалов, таких как слюда или пластик.

Он прижимается к валу, и провода от каждой катушки выходят из пазов и подключаются к стержням коммутатора.Когда коммутатор прижимается к валу, он должен быть точно совмещен с пазом.

Якорь должен быть размещен с точным угловым смещением от стержня коллектора для эффективной работы магнитной цепи.

Что заставляет якорь электродвигателя вращаться?

Электродвигатели используются для преобразования электрической энергии в механическую. Обычно якорь — это вращающаяся часть машины.

Проводник с током испытывает силу, когда он помещен в магнитное поле, а направление силы задается правилом левой руки Флеминга.

Когда питание подается на статор, в двигателе индуцируется вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле оказывает давление на якорь (ротор), и якорь вращается. Иногда это называют реакцией якоря синхронного двигателя.

Как проверить якорь?

Если якорь поврежден, двигатель не запустится. Итак, нам нужно протестировать арматуру. Для проверки якоря снимите его с двигателя.

Тест якоря 1

Сначала проверим обмотку якоря.С помощью этого теста мы можем определить, разомкнута ли обмотка якоря или короткозамкнута.

В этом тесте мы измерим сопротивление двух стержней коммутатора каждой катушки под углом 180 ° друг к другу с помощью омметра. Показания омметра зависят от размера двигателя. Но в этом состоянии нас не интересуют точные показания.

После проверки одного показания поверните якорь и проверьте сопротивление между каждой парой стержней на коммутаторе.

Если показания одинаковы для всех пар, обмотка якоря в порядке.А если показание уменьшается до нуля, обмотка якоря замкнута накоротко. Точно так же, если показание увеличивается до бесконечности, обмотка якоря разорвана или разомкнута.

Тест арматуры 2

Нам нужно найти; какая обмотка повреждена. Итак, для этого нам нужно измерить сопротивление каждого бара. Как и в тесте-1, если показания одинаковые для всех стержней, обмотка в порядке. А если вы обнаружите резкое изменение сопротивления, обмотка будет повреждена.

Тест якоря 3

В этом тесте мы измеряем сопротивление каждого стержня коммутатора со стопкой якоря. В этом испытании штанги коммутатора не должны иметь электрического соединения с блоком якоря.

Все о двигателях постоянного тока 101

Двигатели постоянного тока

— это электрические устройства, которые потребляют электричество (постоянный ток) и преобразуют его в механическую энергию. Они находят множество применений в современных отраслях промышленности, хотя переменный ток является предпочтительным выбором для источника питания от сети. Они особенно полезны для машин, которые должны работать с переменной скоростью.

Двигатели постоянного тока

легко миниатюризировать, что делает их идеальными для компактных устройств и особенно полезными в приложениях с низким напряжением или малой мощностью. Они также хорошо подходят для приложений с высокой мощностью до нескольких мегаватт и там, где требуется изменение скорости на высоких уровнях производительности без сложных систем управления двигателями.

Принцип работы

Самый простой двигатель постоянного тока очень прост: якорь, по которому течет ток, подключен через щетки и сегменты коммутатора к концу питания, помещен между двумя магнитами (электрическими или постоянными), так что северный и южный полюса перпендикулярны якорю.

Когда ток течет через якорь (с помощью пускателя двигателя), это вызывает вращательное движение.

Конструкция двигателя постоянного тока

Вот краткий обзор некоторых деталей, используемых в конструкции двигателей постоянного тока:

Хомут — Это внешняя рама, в которой находится двигатель постоянного тока. Обычно он изготавливается из стали или чугуна. Помимо обеспечения механической прочности всей сборки, он также несет магнитный поток двигателя, создаваемый обмоткой возбуждения.
Полюс и башмаки полюса — Полюса привинчиваются и привариваются к ярму, и в них размещается обмотка возбуждения. Полюсные наконечники прикреплены к полюсному узлу для поддержки катушек возбуждения и равномерного распределения потока через воздушный зазор.
Обмотка возбуждения — Часто они сделаны из меди и предварительно намотаны, соединены последовательно через каждый полюс. Обмотка выполнена таким образом, что при подаче напряжения они образуют чередующиеся южный и северный полюса.
Сердечник якоря — это цилиндрический ротор машины с прорезями для обмотки якоря, состоящий из тонких стальных пластинчатых дисков для уменьшения вихревых токов.
Обмотка якоря — Обмотка, также бывшая намоткой, обычно изготавливается из меди и устанавливается в пазы якоря. Жилы изолированы от жилы и друг от друга.
Коммутаторы и щетки — Они физически соединяют обмотку якоря. Коммутатор представляет собой набор медных сегментов, равное количеству катушек якоря. Они изолированы друг от друга и обеспечивают ток для проводов якоря.

Угольные или графитовые щетки опираются на коммутатор и скользят по сегментам при вращении двигателя для подачи тока и поддержания физического контакта.

Типы двигателей постоянного тока

В зависимости от типа обмотки двигатели постоянного тока делятся на 3 типа:

Двигатели с заводной головкой серии — Катушка якоря и катушки возбуждения соединены последовательно, отсюда и название. Направление вращения двигателя можно легко изменить, просто поменяв полярность катушки возбуждения или якоря.
Двигатели с параллельной обмоткой — Якорь, катушки и обмотки возбуждения питаются либо разными напряжениями от 2 источников, либо параллельно, чтобы соответствовать требованиям машины.
Чтобы изменить направление, любая из обмоток инвертируется, обычно (для экономии времени) путем инвертирования напряжения на якоре. Так работает большинство двунаправленных приводов постоянного тока.
Двигатели с комбинированной обмоткой — Этот тип двигателя обладает качествами как параллельных, так и последовательных двигателей. Каждый полюс катушки возбуждения имеет 2 обмотки, одна из которых подключена к якорю параллельно, а другая — последовательно.
Если оба ампер-витка добавляют свой эффект, он работает как двигатель с дополнительным магнитным потоком, а если они работают друг против друга, он действует как двигатель с отрицательным магнитным потоком.Этот способ крепления используется редко, так как при высоких нагрузках он может быть неустойчивым.

В D&F Liquidators мы предлагаем конкурентоспособные цены на большие запасы строительных материалов для электротехники. Мы ваш лучший поставщик соединителей и кабелепроводов, изделий из ПВХ, кабелей и электропроводки, предохранительных выключателей, автоматических выключателей, распределительных коробок, различных типов управления двигателями и многого другого. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши требования сегодня!

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет.Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния. Он хранит обширный инвентарь электрических разъемов, кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводов, переключателей безопасности и т. Д. Он закупает электрические материалы у ведущих компаний по всему миру. Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной электротехнической продукции и современных решений в области электрического освещения. Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она занимает уникальное положение, предлагая конкурентоспособную структуру ценообразования.Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Поделитесь этой историей, выберите платформу!

Детали двигателя постоянного тока, конструкция, конструкция и преимущества

В этой статье, после очень краткого описания двигателей постоянного тока, вы узнаете об их различных типах конструкции, а затем об их частях, компонентах и конструкциях. Затем мы переходим к объяснению использования и применения двигателя постоянного тока в различных масштабах.Последнее, что мы обсудим, это их преимущества и недостатки, чтобы помочь вам сделать лучший выбор. Итак, давайте узнаем о конструкции двигателя постоянного тока и его частей с помощью Linquip. Но сначала о Мотор :

Что такое двигатель постоянного тока?

Двигатели постоянного тока

— это устройства, предназначенные для преобразования электрической энергии постоянного тока в механическую! Это вращающееся электрическое устройство бывает разных типов, все они содержат либо внутренний электронный механизм, либо внутренний электромеханический механизм, отвечающий за изменение направления тока в двигателе.

Различные типы двигателей постоянного тока

Некоторые из наиболее популярных конструкций двигателей постоянного тока — это постоянный магнит, бесщеточный, шунтирующий, последовательный и составной намотанный или стабилизированный шунт. Детали двигателя постоянного тока обычно одинаковы в этих различных конструкциях, и общая работа аналогична. Принцип его работы заключается в том, что проводник, по которому проходит ток, имплантируется в магнитное поле, а мощность, передаваемая через проводники, позволяет вращать двигатель. Генерация электромагнитных полей и их место, будь то в роторе или статоре, является причиной, по которой эти конструкции отличаются друг от друга.Поскольку знакомство с различными типами двигателей постоянного тока и их понимание поможет вам понять, как они используются в различных приложениях и какой из них больше подходит для вашего приложения, ниже мы подробно рассмотрим функции некоторых из этих типов.

Двигатели с постоянными магнитами
В двигателях с постоянными магнитами (также называемые двигателями с постоянным магнитом) для создания магнитного поля используется постоянный магнит. Этот тип двигателей постоянного тока создает отличный пусковой момент с хорошей регулировкой скорости. Имея ограниченный крутящий момент, тип постоянного магнита обычно используется в приложениях с низкой мощностью.
Шунтирующие двигатели
поле параллельного типа подключено параллельно обмоткам якоря. Поскольку шунтирующее поле может возбуждаться отдельно от обмоток якоря, этот тип двигателей обеспечивает прекрасное регулирование скорости. Кроме того, параллельные двигатели также предлагают упрощенное управление реверсированием.
Двигатели серии
Двигатели постоянного тока серии состоят из полевой обмотки с несколькими витками провода, по которому проходит ток якоря.Как и постоянные двигатели, серийные двигатели создают большой пусковой момент. По сравнению с постоянными двигателями, серийный тип не может регулировать скорость. Кроме того, если серийные двигатели работают без нагрузки, они могут выйти из строя. Эти ограничения делают серийные двигатели непригодными для применения в приводах с регулируемой скоростью.
Составные двигатели
Как и параллельные двигатели постоянного тока, составные двигатели обладают шунтирующим полем, которое возбуждается отдельно. Так же, как постоянные и серийные двигатели, составные двигатели обладают хорошим пусковым моментом с некоторыми проблемами в регулировании скорости в приводах с регулируемой скоростью.

Эти четыре основных типа двигателей постоянного тока имеют множество потенциальных применений. Каждый тип этих двигателей имеет свои сильные и слабые стороны. Как упоминалось в начале этого раздела, знакомство с различными типами может помочь вам выяснить, какой тип больше подходит для ваших приложений.

Что такое детали двигателя постоянного тока и как они работают?

Двигатель постоянного тока состоит из разных частей, понимание каждой из которых может помочь понять, как эти части взаимодействуют друг с другом и, в конце концов, как работают DC.К этим компонентам относятся: статор, ротор, ярмо, полюса, обмотки якоря, обмотки возбуждения, коммутатор и щетки. Многие его части такие же, как и у электродвигателя переменного тока, но с небольшими изменениями.

Статор

Статор — это одна из частей двигателя постоянного тока, которая, как следует из названия, представляет собой статический блок, содержащий обмотки возбуждения. Статор — это часть двигателя постоянного тока, на которую подается питание.

Ротор

Динамическая часть двигателя постоянного тока — это ротор, который создает механическое вращение устройства.

Хомут

Еще одна единица частей двигателя постоянного тока — ярмо. Ярмо — это магнитная рамка, сделанная из чугуна, а иногда и из стали, которая работает как предохранитель. Этот защитный кожух сохраняет внутренние части двигателя в целости и сохранности, а также поддерживает якорь. Ярмо также содержит магнитные полюса и обмотки возбуждения двигателя постоянного тока, помогающие поддерживать систему возбуждения.

поляков

Электродвигатель постоянного тока

имеет магнитные полюса, которые вставляются во внутреннюю стенку ярма с помощью винтов для их закрепления.Поляки состоят из двух частей: полюсного ядра и полюсного башмака. Эти две части скреплены гидравлическим давлением и прикреплены к вилке. У каждой части поляков есть конкретная задача, основанная на ее конструкции. Сердечник удерживает полюсный башмак над ярмом, в то время как полюсный башмак сконструирован так, чтобы нести прорези для обмотки возбуждения и распределять поток, создаваемый обмотками возбуждения, в воздушный зазор между ротором и статором. Это помогает уменьшить потери, вызванные сопротивлением.

Обмотки возбуждения

Изготовленные из медной проволоки (катушки возбуждения), полевые обмотки вращаются вокруг пазов полюсных башмаков.Обмотки возбуждения образуют электромагнит, способный создавать магнитный поток. Якорь ротора вращается внутри магнитного поля, что приводит к эффективному сокращению магнитного потока.

Подробнее о Linquip

Части генератора постоянного тока: объяснение частей, работы, типов, преимуществ и недостатков

Обмотки якоря

Еще одна деталь двигателя постоянного тока — обмотка якоря. Обмотка якоря двигателя постоянного тока имеет две конструкции: круговая обмотка и волновая обмотка. Их разница в количестве параллельных путей.Обмотка якоря прикреплена к ротору и изменяет магнитное поле на пути его вращения. Результатом этой процедуры являются магнитные потери. Разработчики пытаются уменьшить магнитные потери, сделав сердечник якоря слоистым слоем кремнистой стали с низким гистерезисом. Затем листы из многослойной стали складываются вместе, образуя цилиндрическую структуру сердечника якоря. Внутри сердечника якоря имеются прорези из того же материала.

Коммутатор двигателя постоянного тока

Коммутатор представляет собой разрезное кольцо, состоящее из медных сегментов, коммутатор — еще одна часть двигателя постоянного тока.Операционная система постоянного тока основана на взаимодействии двух магнитных полей вращающегося якоря и неподвижного статора. Поскольку северный полюс якоря притягивается к южному полюсу статора, а южный полюс якоря притягивается к северному полюсу статора, на якорь создается сила, которая заставляет его вращаться. Процесс, при котором поле в обмотках якоря переключается для создания постоянного крутящего момента в одном направлении, называется коммутацией. Коммутатор — это устройство, подключенное к якорю, позволяющее переключать ток.Различные сегменты его цилиндрической конструкции изолированы друг от друга слюдой. Коммутатор предназначен для коммутации питающего тока обмотки якоря от сети. Коммутатор проходит через щетки двигателя постоянного тока.

Основная цель коммутации — удостовериться, что крутящий момент, действующий на якорь, всегда в одном и том же направлении. Естественно, что генерируемое напряжение в якоре переменное, коммутатор преобразует его в постоянный ток. Для управления направлением электромагнитных полей коммутатор включает и выключает катушки.С одной стороны катушки электричество всегда должно уходить, а с другой стороны, электричество всегда должно течь навстречу. Это гарантирует, что крутящий момент всегда создается в одном и том же направлении.

Кисти

Последний пункт в списке деталей двигателя постоянного тока — это щетки, изготовленные из углеродных или графитовых структур. Щетки с коммутатором работают как мост для подключения статической электрической цепи к ротору. Щетки контактируют с коммутатором и передают вырабатываемый ток на коммутатор от внешней цепи.Затем ток проходит в обмотку якоря.

Применение двигателей постоянного тока

В связи с тем, что существует 4 основных типа двигателей постоянного тока, для двигателей постоянного тока определен широкий спектр различных применений. В предыдущих разделах были рассмотрены некоторые из различных частей и типов контроллеров домена. В этом разделе мы собираемся представить различные приложения и обстоятельства, в которых используются двигатели постоянного тока.

Как правило, из-за определенных преимуществ каждого типа двигателей постоянного тока их можно использовать по-разному.В домашних условиях мелкие используются в инструментах, игрушках и многих бытовых приборах. Некоторые другие применения DC включают конвейеры и поворотные столы, а в промышленности огромные области применения DC состоят из приложений торможения и реверсирования. Мы постарались привести конкретные примеры в качестве приложений ДЦ:

Насосы
Гидравлические насосы как важный промышленный инструмент используются почти во всех отраслях промышленности, таких как строительство, горнодобывающая промышленность, производство и металлургия. Двигатели постоянного тока благодаря их регулированию скорости и отличному пусковому крутящему моменту используются для усиления этих типов насосов.В большинстве случаев в насосах используются более дешевые бесщеточные преобразователи постоянного тока, которые значительно упрощают обслуживание в таких крупных промышленных масштабах.
Игрушки
Благодаря тому, что маленькие двигатели постоянного тока просты в использовании и обладают значительной прочностью, они являются лучшим выбором производителей и любителей для детских игрушек, таких как автомобили и поезда с дистанционным управлением. Игрушки, требующие различного диапазона скорости и типов движений, нуждаются в двигателе с большим разнообразием напряжений. Производители находят все эти спецификации в контроллерах домена.
Электромобили
Еще одно применение DC — электромобили. Двигатели постоянного тока из-за их энергоэффективности и долговечности являются одним из самых популярных вариантов электромобилей. Более того, многие любители используют DC из-за их большого и более высокого пускового момента, особенно двигателей с последовательной обмоткой, и их переменной скорости с входным напряжением.
Роботы
Для многих любителей и инженеров роботы — это любые электромеханические устройства, предназначенные для выполнения одной или нескольких конкретных задач.Двигатели постоянного тока — один из наиболее доступных и разумных вариантов с меньшими затратами для активации таких вещей, как гусеницы, манипулятор или камеры. Такие особенности, как высокий крутящий момент и долговечность, а также эффективность, делают DC идеально подходящими для робототехники.

Двигатель постоянного тока Преимущества и недостатки

Из деталей двигателя постоянного тока разного размера будут созданы разные двигатели постоянного тока, подходящие для различных нужд. Как упоминалось ранее, маленькие можно использовать в игрушках, инструментах и бытовой технике, а более крупные — в лифтах, подъемниках и двигателях электромобилей.Хотя двигатели переменного тока снизили продажи двигателей постоянного тока из-за простой генерации и передачи с меньшими потерями на большие расстояния, необходимости меньшего обслуживания и возможности эксплуатации во взрывоопасных средах, двигатели постоянного тока по-прежнему используются там, где переменный ток не может удовлетворить потребности. У двигателей постоянного тока есть свои уникальные особенности и важность в отраслях, которые компенсируют множество других преимуществ, которыми обладают двигатели переменного тока перед ними.

Двигатели постоянного тока

подходят для низкоскоростного крутящего момента или при необходимости регулируемой скорости и постоянной.Другими словами, с двигателями постоянного тока можно регулировать скорость в широком диапазоне, что означает, что они предлагают широкий диапазон регулирования скорости как ниже, так и выше номинальной. Эта особенность двигателей постоянного тока может быть реализована в шунтирующих типах. Благодаря управлению якорем и полевым управлением вы можете воспользоваться этим уникальным преимуществом двигателей постоянного тока перед двигателями переменного тока. Кроме того, DC имеют очень высокий и сильный пусковой крутящий момент по сравнению с нормальным рабочим крутящим моментом. Поэтому ДК используются в электропоездах и кранах, которые в начальных условиях испытывают огромную нагрузку.В дополнение к вышеупомянутым преимуществам двигатели постоянного тока имеют преобразователи и приводы меньшего размера, а также более высокую удельную мощность двигателя. Не говоря уже о том, что у них полный крутящий момент при нулевой скорости!

Находясь на рынке более 140 лет, двигатели постоянного тока часто более доступны по цене, чем двигатели переменного тока, и имеют более простую и эффективную конструкцию. Кроме того, их обслуживание простое и не требует времени. Если вы перепроектируете свою текущую установку для использования двигателя переменного тока, это будет стоить намного дороже, чем простая замена двигателя постоянного тока внутри установки.Таким образом, вы не только ремонтируете свою систему, устанавливая внутри новый блок, но и экономите много денег. Излишне говорить, что такая небольшая замена также экономит время и происходит быстро, не теряя вашего времени. Вам нужно больше преимуществ, чтобы полюбить детали и конструкцию двигателя постоянного тока?

Теперь, когда вы здесь, вы знаете детали и функции двигателя постоянного тока на основе информации, которую Linquip предоставила вам в этой статье. Поделитесь с нами своими комментариями в разделе комментариев и поделитесь своими мыслями и вопросами при чтении этой статьи.Вам нужно быстро найти ответ на свои вопросы и устранить неполадки в части двигателя постоянного тока? Зарегистрируйтесь на нашем сайте, и эксперт будет рядом с вами.

Что такое коммутатор? — Советы по управлению движением

Принцип действия двигателя постоянного тока основан на взаимодействии между магнитным полем вращающегося якоря и магнитным полем неподвижного статора. Когда северный полюс якоря притягивается к южному полюсу статора (и наоборот), на якорь создается сила, заставляющая его вращаться.Коммутация — это процесс переключения поля в обмотках якоря для создания постоянного крутящего момента в одном направлении, а коммутатор — это устройство, подключенное к якорю, которое обеспечивает такое переключение тока.

Плечо рычага для крутящего момента, создаваемого на якоре, изменяется в зависимости от угла катушки (cos α). Следовательно, когда катушка перпендикулярна (вертикальна) магнитному полю статора, крутящий момент не создается. Вот почему двигатели постоянного тока имеют несколько катушек; поэтому на механизм якоря будет продолжать действовать сила, даже если одна катушка перпендикулярна магнитному полю.
Изображение предоставлено: Университет штата Джорджия

Основная цель коммутации — гарантировать, что крутящий момент, действующий на якорь, всегда будет в одном и том же направлении. Генерируемое в якоре напряжение имеет переменный характер, и коммутатор преобразует его в постоянный ток. Проще говоря, коммутатор включает и выключает катушки для управления направлением электромагнитных полей. С одной стороны катушки электричество всегда должно течь «прочь», а с другой стороны, электричество всегда должно течь «навстречу».Это гарантирует, что крутящий момент всегда создается в одном и том же направлении. В противном случае катушка повернулась бы на 180 градусов в одну сторону, а затем изменила бы направление.

Чтобы наглядно показать, как ток переключается в зависимости от положения катушек и щеток, см. Эту статью из Университета Юты.

Сам коммутатор представляет собой разрезное кольцо, обычно сделанное из меди, причем каждый сегмент кольца прикреплен к каждому концу катушки якоря. Если якорь имеет несколько катушек, коммутатор также будет иметь несколько сегментов — по одному на каждый конец каждой катушки.Подпружиненные щетки располагаются по обе стороны от коммутатора и контактируют с коммутатором при его вращении, подавая напряжение на сегменты коммутатора и соответствующие катушки якоря.

Изображение предоставлено: electric4u.com

Когда щетки проходят через зазоры в коммутаторе, поставляемый электрический заряд переключает сегменты коммутатора, который переключает электрическую полярность катушек якоря. Такое переключение полярности в катушках поддерживает вращение якоря в одном направлении.Напряжение между щетками колеблется по амплитуде от нуля до максимального значения, но всегда сохраняет одинаковую полярность.

Как упоминалось ранее, коммутатор состоит из сегментов, изолированных друг от друга. Когда щетки переходят от одного сегмента к другому, наступает момент, когда щетки контактируют с обоими сегментами одновременно. Это называется нейтральной плоскостью, и в этот момент индуцированное напряжение равно нулю. В противном случае щетки закоротят концы катушки вместе и вызовут искрение из-за высокого напряжения.

Термин «щетки» был придуман на заре двигателей постоянного тока, когда они были сделаны из жилы медной проволоки. Эти устройства требовали частой замены и повредили кольца коммутатора. В современных двигателях постоянного тока обычно используются «щетки» из углерода, которые изнашиваются медленнее и меньше повреждают коммутатор.

Важно отметить, что вышеприведенное обсуждение относится к традиционным щеточным электродвигателям постоянного тока, которые переключаются с помощью механических средств. Бесщеточные двигатели постоянного тока также требуют коммутации, но в бесщеточных конструкциях коммутация осуществляется электронно, через энкодер или датчики на эффекте Холла, которые контролируют положение ротора, чтобы определить, когда и как подавать питание на катушки.

Изображение предоставлено: Groschopp, Inc.

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечу на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с вами

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на изучение

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал во многом оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то неясной статьи

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса содержали хорошее, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

Предоставлено фактических случаев »

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Очень полезен документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «.Модель

Тест действительно потребовал исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

пора исследовать где на

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, П.Е.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

мой собственный темп во время моего утро

на метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

Сертификация . «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы»

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

в хорошем состоянии »

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефону».

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживайте широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полное

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по телефону

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличное освежение ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

свидетельство. Спасибо за создание

процесс простой ».

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

часовой PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат . «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

надо путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Лаборатория автомобильной электроники Клемсона: Двигатели постоянного тока с щеткой

Двигатели постоянного тока с щеткой

Базовое описание

Двигатели постоянного тока

во многих отношениях являются простейшими электродвигателями. Все электродвигатели постоянного тока с щеткой работают одинаково. Есть статор (большая неподвижная часть) и ротор (меньшая часть, вращающаяся на оси внутри статора).На статоре есть магниты, а на роторе — катушка, которая магнитно заряжается, подавая на нее ток. Щетки отвечают за передачу тока от стационарного источника постоянного напряжения к вращающемуся ротору. В зависимости от положения ротора его магнитный заряд будет изменяться и приводить в движение двигатель. Приведенная ниже анимация дополнительно объясняет базовую работу двигателя постоянного тока. При использовании источника постоянного тока требуется очень мало элементов управления. Для управления скоростью можно использовать линейное переменное сопротивление, чтобы изменить величину тока, проходящего через катушки.

Анимация работы электродвигателя постоянного тока

На анимации справа показан двигатель постоянного тока в работе. Показанный двигатель представляет собой упрощенный «двухполюсный» двигатель, в статоре которого используются всего два магнита. В этом случае магниты в статоре для простоты являются постоянными магнитами. Двигатель постоянного тока может стать очень сложным при добавлении большего количества полюсов, но стандартный «щеточный» двигатель постоянного тока любой конфигурации работает по тем же принципам, что и проиллюстрированные здесь.Щетки подают ток от источника постоянного напряжения, который создает магнитное поле на этом конце ротора. Полярность поля зависит от протекания тока. Когда ротор вращается, щетки контактируют с одной стороной источника постоянного тока, затем на короткое время ни с чем не контактируют, а затем продолжают контактировать с другой стороной источника постоянного тока, эффективно изменяя полярность ротора. Время этого изменения определяется геометрической конфигурацией щеток и ведет к источнику постоянного тока.Анимация помогает проиллюстрировать, как в момент максимального притяжения ток изменит направление и тем самым изменит полярность ротора. В этот момент максимальное притяжение внезапно переходит в максимальное отталкивание, которое создает крутящий момент на валу ротора и заставляет двигатель вращаться.

Компоненты двигателя постоянного тока

СТАТОР: Статор состоит из постоянного магнита или электромагнитных обмоток. Статор создает стационарное магнитное поле вокруг ротора, занимающего центральную часть двигателя.

АРМАТУРА (ротор): Якорь состоит из одной или нескольких электрических обмоток вокруг плеч якоря. Эти электрические обмотки создают магнитное поле, когда они возбуждаются внешним током. Магнитные полюса, создаваемые этим полем ротора, притягиваются к противоположным полюсам, создаваемым полем статора, и отталкиваются аналогичными полюсами, что вызывает вращение якоря.

КОММУТАТОР: В двигателе постоянного тока не используется внешнее устройство переключения тока, вместо этого он использует механический соединитель, называемый коммутатором, который представляет собой сегментированную втулку, обычно сделанную из меди, установленную на вращающемся валу.Ток +/- подается на эти сегменты коммутатора с помощью щеток.

ЩЕТКИ: При вращении двигателя щетки скользят по сегментам коммутатора, создавая переменное магнитное поле в разных плечах через сегменты коммутатора, прикрепленные к обмоткам. Следовательно, при приложении напряжения к щеткам в двигателе создается динамическое магнитное поле.

Щеточный двигатель постоянного тока имеет механический скользящий контакт между щетками и втулкой коллектора.Щетки и пружина, по которой проходит ток, время от времени нуждаются в замене. Коммутатор также нуждается в периодической чистке или замене.

Производителей

Балдор,
Bosch,
Циркор,
Эмерсон,
Грошопп,
Кинетек,
Линч Мотор Компани,
Мет Моторс,
MicroMo,
Группа управления движением,
Нью Бхарат Электрика,
Питтман,
Портескап,
Powertec,
Teco

Для получения дополнительной информации

[1] Матовый электродвигатель постоянного тока, Википедия.

alexxlab

Посмотреть все записи автора alexxlab →

Электродвигатель постоянного тока. Принцип действия и устройство. – www.motors33.ru

Генератор постоянного тока.

Двигатель постоянного тока.

Устройство электродвигателя постоянного тока

Схема электродвигателя постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока, как известно, работает на основе использования принципа магнитной индукции. При этом

Электродвигатель постоянного тока — устройство, принцип работы, управление двигателем и его пуск

УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ПУСК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЭД Постоянного тока управляемые с дисковым якорем

Балансировка якоря электродвигателя. Электрический двигатель — принцип работы электродвигателя

Принцип преобразования энергии

Классификация электрических двигателей

Двигатели переменного тока

Синхронные двигатели

Асинхронные двигатели

Универсальные коллекторные двигатели

Как проверить коллекторный электродвигатель- наиболее частые поломки

Как проверить коллекторный электродвигатель- редкие поломки

Как прозвонить электродвигатель мультиметром

Особенности использования асинхронных двигателей в однофазной цепи

Синхронный принцип работы электродвигателя на видео

Ремонт якоря электродвигателя включает следующие операции:

Балансировка якоря электродвигателя

Принцип действия двигателя постоянного тока

Устройство простейшего электродвигателя постоянного тока

Генераторный режим двигателя постоянного тока

Режим двигателя

Принцип обратимости электродвигателя

Преобразование энергии в двигателе постоянного тока

Подведем итоги

Компоненты, работа и их применение

Что такое арматура?

Компоненты якоря

Сердечник

Обмотка

Коммутатор

Вал

Функция якоря или работа якоря

Обмотка якоря и реакция якоря

Области применения арматуры

Что такое арматура? (В электродвигателе и генераторе) | Electrical4U

Что такое якорь?

Как работает арматура?

Детали и схема якоря

Сердечник якоря

Обмотка якоря

Вал

Коммутатор

Что заставляет якорь электродвигателя вращаться?

Как проверить якорь?

Тест якоря 1

Тест арматуры 2

Тест якоря 3

Все о двигателях постоянного тока 101

Поделитесь этой историей, выберите платформу!

Детали двигателя постоянного тока, конструкция, конструкция и преимущества

Что такое двигатель постоянного тока?

Различные типы двигателей постоянного тока

Что такое детали двигателя постоянного тока и как они работают?

Статор

Ротор

Хомут

поляков

Обмотки возбуждения

Обмотки якоря

Коммутатор двигателя постоянного тока

Кисти

Применение двигателей постоянного тока

Насосы

Игрушки

Электромобили

Роботы

Двигатель постоянного тока Преимущества и недостатки

Что такое коммутатор? — Советы по управлению движением

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

Лаборатория автомобильной электроники Клемсона: Двигатели постоянного тока с щеткой

Двигатели постоянного тока с щеткой

alexxlab

Вам также может понравиться