Якорь двигателя постоянного тока: Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Содержание

Как работает двигатель постоянного тока ?

Дорогие мои читатели, начинаем разбирать темы августовского стола заказов (боже мой, как быстро летит время!). Сегодняшняя тема может быть мало кого заинтересует, зато если кого заинтересует, так это будет очень в пользу им. Слушаем trudnopisaka: Напишите пожалуйста понятно о устройстве электродвигателей постоянного тока. Можно на примере одного из типов. Ведь с одной стороны принцип работы очень простой, а с другой, если разобрать один из электродвигателей, то там много деталей, назначение которых не очевидно. А на сайтах в начале поисковой выдачи есть только название этих деталей, в лучшем случае. Планирую с детьми собрать простой электродвигатель, чтобы это помогло им в понимании техники и они не боялись ее осваивать.

Первый этап развития электродвигателя (1821-1832) тесно связан с созданием физических приборов для демонстрации непрерывного преобразования электрической энергии в механическую.

В 1821 году М. Фарадей, исследуя взаимодействие проводников с током и магнитом, показал, что электрический ток вызывает вращение проводника вокруг магнита или вращение магнита вокруг проводника. Опыт Фарадея подтвердил принципиальную возможность построения электрического двигателя.

Для второго этапа развития электродвигателей (1833-1860) характерны конструкции с вращательным движением якоря.

Томас Дэвенпорт — американский кузнец, изобретатель, в 1833 году сконструировал первый роторный электродвигатель постоянного тока, создал приводимую им в движение модель поезда. В 1837 году он получил патент на электромагнитную машину.

В 1834 году Б. С. Якоби создал первый в мире электрический двигатель постоянного тока, в котором реализовал принцип непосредственного вращения подвижной части двигателя. 13 сентября 1838 г. лодка с 12 пассажирами поплыла по Неве против течения со скоростью около 3 км/ч. Лодка была снабжена колесами с лопастями. Колеса приводились во вращение электрическим двигателем, который получал ток от батареи из 320 гальванических элементов. Так впервые электрический двигатель появился на судне.

Испытания различных конструкций электродвигателей привели Б. С. Якоби и других исследователей к следующим выводам:

расширение применения электродвигателей находится в прямой зависимости от удешевления электрической энергии, т. е. от создания генератора, более экономичного, чем гальванические элементы;
электродвигатели должны иметь по возможности малые габариты, большую мощность ибольший коэффициент полезного действия;
этап в развитии электродвигателей связан с разработкой конструкций с кольцевым неявнополюсным якорем и практически постоянным вращающим моментом.

Третий этап развития электродвигателей характеризуется открытием и промышленным использованием принципа самовозбуждения, в связи с чем был окончательно осознан и сформулирован принцип обратимости электрической машины. Питание электродвигателей стало производиться от более дешёвого источника электрической энергии — электромагнитного генератора постоянного тока.

В 1886 году электродвигатель постоянного тока приобрёл основные черты современной конструкции. В дальнейшем он всё более и более совершенствовался.

В настоящее время трудно представить себе жизнь человечества без электродвигателя. Он используется в поездах, троллейбусах, трамваях. На заводах и фабриках стоят мощные электрические станки. Электромясорубки, кухонные комбайны, кофемолки, пылесосы — всё это используется в быту и оснащено электродвигателями.

Подавляющее большинство электрических машин работает по принципу магнитного отталкивания и притяжения. Если между северным и южным полюсами магнита поместить проволоку и пропустить по ней ток, то её вытолкнет наружу. Как это возможно? Дело в том, что проходя по проводнику, ток формирует вокруг себя круговое магнитное поле по всей длине провода. Направление этого поля определяют по правилу буравчика (винта).

При взаимодействии кругового поля проводника и однородного поля магнита, между полюсами магнитное поле с одной стороны ослабевает, а с другой усиливается. То есть среда становится упругой и результирующая сила выталкивает провод из поля магнита под углом 90 градусов в направлении, определяемом по правилу левой руки (правило правой руки используется для генераторов, а правило левой руки подходит только для двигателей). Эта сила называется «амперовой» и её величина определяется по закону Ампера F=BхIхL, где В – значение магнитной индукции поля; I – ток, циркулирующий в проводнике; L – длина провода.

Это явление использовали как основной принцип работы первых электродвигателей, этот же принцип используют и поныне. В двигателях постоянного тока малой мощности для создания постоянного магнитного поля применяются постоянные магниты. В электромоторах средней и большой мощности однородное магнитное поле создают с помощью обмотки возбуждения или индуктора.

Рассмотрим принцип создания механического движения с помощью электричества более подробно. На динамической иллюстрации показан простейший электромотор. В однородном магнитном поле вертикально располагаем проволочную рамку и пропускаем по ней ток. Что происходит? Рамка проворачивается и по инерции двигается какое-то время до достижения горизонтального положения. Это нейтральное положение – мёртвая точка — место, где воздействие поля на проводник с током равно нулю. Чтобы движение продолжилось, нужно добавить ещё хотя бы одну рамку и обеспечить переключение направление тока в рамке в нужный момент. На обучающем видео внизу страницы хорошо виден этот процесс.

Современный двигатель постоянного тока вместо одной рамки имеет якорь с множеством проводников, уложенных в пазы, а вместо постоянного подковообразного магнита имеет статор с обмоткой возбуждения с двумя и более полясами. На рисунке показан двухполюсный электромотор в разрезе. Принцип его работы следующий. Если по проводам верхней части якоря пропустить ток движущийся «от нас» (отмечено крестиком), а в нижней части — «на нас» (отмечено точкой), то согласно правилу левой руки верхние проводники будут выталкиваться из магнитного поля статора влево, а проводники нижней половины якоря по тому же принципу будут выталкиваться вправо. Поскольку медный провод уложен в пазах якоря, то, вся сила воздействия будет передаваться и на него, и он будет проворачиваться. Дальше видно, что когда проводник с направлением тока «от нас» провернётся вниз и станет против южного полюса создаваемого статором, то он будет выдавливаться в левую сторону, и произойдёт торможение. Чтобы этого не случилось нужно поменять направление тока в проводе на противоположное, как только будет пересечена нейтральная линия. Это делается с помощью коллектора – специального переключателя, коммутирующего обмотку якоря с общей схемой электродвигателя.

Таким образом, обмотка якоря передаёт вращающий момент на вал электромотора, а тот в свою очередь приводит в движение рабочие механизмы любого оборудования, такого как, например, станок для сетки рабицы. Хотя в этом случае используется асинхронный двигатель переменного тока, основной принцип его работы идентичен принципу действия двигателя постоянного тока – это выталкивание проводника с током из магнитного поля. Только у асинхронного электромотора вращающееся магнитное поле, а у электродвигателя постоянного тока – поле статичное.

Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора и якоря, разделенных воздушным зазором.

Индуктор (статор) электродвигателя постоянного тока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина служит для крепления основных и добавочных полюсов и является элементом магнитной цепи машины. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины, на добавочных полюсах — специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации.

Якорь электродвигателя постоянного тока состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора служащего для подвода к рабочей обмотке постоянноготока.

Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и избранный из изолированных друг от друга медных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях, которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Щетки и щеткодержатели закреплены на траверсе, связанной с корпусомэлектродвигателя.

Коллекторный движок он очень хорош. Он чертовски легко и гибко регулируется. Можно повышать обороты, понижать, механическая характеристика жесткая, момент он держит на ура. Зависимость прямая. Ну сказка, а не мотор. Если бы не одна ложка дегтя во всей этой вкусняшке — коллектор.

Это сложный, дорогой и очень ненадежный узел. Он искрит, создает помехи, забивается проводящей пылью от щеток. А при большой нагрузке может полыхнуть, образовав круговой огонь и тогда все, капец движку. Закоротит все дугой наглухо.

Но что такое коллектор вообще? Нафига он нужен? Выше я говорил, что коллектор это механический инвертор. Его задача переключать напряжение якоря туда сюда, подставляя обмотку под поток.

Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях).

Когда магнитное поле пересекается только двумя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит название коллекторной пластины.

Начало и конец рамки присоединяются каждый к своей коллекторной пластине. Щетки располагаются таким образом, чтобы одна из них была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса.

Рис. 2. Упрощенное изображения коллектора

Рис. 3. Выпрямление переменного тока с помощью коллектора

Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда вращающаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться наибольший по величине ток, так как проводники пересекают магнитные силовые линии, двигаясь перпендикулярно к ним.

Индуктированный ток из проводника В, соединенного с коллекторной пластиной 2, поступит на щетку 4 и, пройдя внешнюю цепь, через щетку 3 возвратится в проводник А. При этом правая щетка будет положительной, а левая отрицательной.

Дальнейший поворот рамки (положение В) приведет снова к индуктированию тока в обоих проводниках; однако направление тока в проводниках будет противоположно тому, которое они имели в положении А. Так как вместе с проводниками повернутся и коллекторные пластины, то щетка 4 снова будет отдавать электрический ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет возвращаться в рамку.

Отсюда следует, что, несмотря на изменение направления тока в самих вращающихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во внешней цепи не изменилось.

В следующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной линии, в проводниках и, следовательно, во внешней цепи тока опять не будет.

В последующие моменты времени рассмотренный цикл движений будет повторяться в том же порядке. Таким образом, направление индуктированного направление тока во внешней цепи благодаря коллектору все время будет оставаться одним и тем же, а вместе с этим сохранится и полярность щеток.

Щёточный узел необходим для подвода электроэнергии к катушкам на вращающемся роторе и переключения тока в обмотках ротора. Щётка — неподвижный контакт (обычно графитовый или медно-графитовый). Щётки с большой частотой размыкают и замыкают пластины-контакты коллектора ротора. Как следствие, при работе ДПТ происходят переходные процессы, в обмотках ротора. Эти процессы приводят к искрению на коллекторе, что значительно снижает надёжность ДПТ. Для уменьшения искрения применяются различные способы, основным из которых является установка добавочных полюсов. При больших токах, в роторе ДПТ возникают мощные переходные процессы, в результате чего, искрение может постоянно охватывать все пластины коллектора, независимо от положения щёток. Данное явление называется кольцевым искрением коллектора или «круговой огонь». Кольцевое искрение опасно тем, что одновременно выгорают все пластины коллектора и срок его службы значительно сокращается. Визуально кольцевое искрение проявляется в виде светящегося кольца около коллектора. Эффект кольцевого искрения коллектора не допустим. При проектировании приводов устанавливаются соответствующие ограничения на максимальные моменты (а следовательно и токи в роторе), развиваемые двигателем.Конструкция двигателя может иметь один или несколько щеточно-коллекторных узлов.

А на дворе то уже 21 век и дешевые и мощные полупроводники сейчас на каждом шагу. Так зачем нам нужен механический инвертор если мы можем сделать его электронным? Правильно, незачем! Так что берем и заменяем коллектор силовыми ключами, а еще добавляем датчики положения ротора, чтобы знать в какой момент переключать обмотки.

А для пущего удобства выворачиваем двигатель наизнанку — гораздо проще вращать магнит или простенькую обмотку возбуждения, чем якорь со всей этой тряхомудией на борту. В качестве ротора тут выступает либо мощный постоянный магнит, либо обмотка питаемая с контактных колец. Что хоть и смахивает на коллектор, но не в пример надежней его.

И получаем что? Правильно! Бесщеточный двигатель постоянного тока aka BLDC. Все те же няшные и удобные характеристики ДПТ, но без этого мерзкого коллектора. И не надо путать BLDC с синхронными двигателями. Это совсем разные машины и разным принципом действия и управления, хотя конструктивно они ОЧЕНЬ схожи и тот же синхронник вполне может работать как BLDC, добавить ему только датчиков да систему управления. Но это уже совсем другая история. ВОТ ТУТ можно прочитать про него подробнее.

Продолжая тему двигателя постоянного тока нужно отметить, что принцип действия электродвигателя основывается на инвертировании постоянного тока в якорной цепи, чтобы не было торможения, и вращение ротора поддерживалось в постоянном ритме. Если изменить направление тока в возбуждающей обмотке статора, то, согласно правилу левой руки, изменится направление вращения ротора. То же самое произойдёт, если мы поменяем местами щёточные контакты, подводящие питание от источника к якорной обмотке. А вот если поменять «+» «-» и там и там, то направление вращения вала не изменится. Поэтому, в принципе, для питания такого мотора можно использовать и переменный ток, т.к. ток в индукторе и якоре будет меняться одновременно. На практике такие устройства используются редко.

Думаю многие из вас кто баловался с движками могли заметить, что у них есть ярко выраженный пусковой ток, когда мотор на старте может рвануть стрелку амперметра, например, до ампера, а после разгона ток падает до каких-нибудь 200мА.

Почему это происходит? Это работает противоэдс. Когда двигатель стоит, то ток который через него может пройти зависит только лишь от двух параметров — напряжения питания и сопротивления якорной обмотки. Так что предельный ток который может развить движок и на который следует рассчитывать схему узнать несложно. Достаточно замерить сопротивление обмотки двигателя и поделить на это значение напряжение питания. Просто по закону Ома. Это и будет максимальный ток, пусковой.

Но по мере разгона начинается забавная вещь, обмотка якоря движется поперек магнитного поля статора и в ней наводится ЭДС, как в генераторе, но направлена она встречно той, что вращает двигатель. И в результате, ток через якорь резко снижается, тем больше, чем выше скорость.

А если движок дополнительно еще подкручивать по ходу, то противоэдс будет выше питания и движок начнет вкачивать энергию в систему, став генератором.

Что касается электрической схемы включения двигателя, то их несколько и они показаны на рисунке. При параллельном соединении обмоток, обмотка якоря делается из большого количества витков тонкой проволоки. При таком подключении коммутируемый коллектором ток будет значительно меньше из-за большого сопротивления и пластины не будут сильно искрить и выгорать. Если делать последовательное соединение обмоток индуктора и якоря, то обмотка индуктора делается из провода большего диаметра с меньшим количеством витков, т.к. весь якорный ток устремляется через статорную обмотку. При таких манипуляциях с пропорциональным изменением значений тока и количества витков, намагничивающая сила остаётся постоянной, а качественные характеристики устройства становятся лучше.

На сегодняшний день двигатели постоянного тока мало используются на производстве. Из недостатков этого типа электрических машин можно отметить быстрый износ щёточно-коллекторного узла. Преимущества – хорошие характеристики запуска, лёгкая регулировка частоты и направления вращения, простота устройства и управления.

В настоящее время двигатели постоянного тока независимого возбуждения, управляемые тиристорными преобразователями, используются в промышленных электроприводах. ’Эти приводы обеспечивают регулирование скорости в широком диапазоне. Регулирование скорости вниз от номинальной осуществляется изменением напряжения на якоре, а вверх — ослаблением потока возбуждения. Ограничения, по мощности и скорости обусловлены свойствами используемых двигателей, а не полупроводниковых приборов. Тиристоры могут соединяться последовательно или параллельно, если они имеют недостаточно высокий. класс по напряжению или току. Ток якоря и момент ограничены перегрузочной способностью двигателя по нагреву.

Принцип работы:

Сборка двигателя постоянного тока ПО ДЕТАЛЯМ:

Для любопытных могу еще подробно рассказать про Миф о торсионном генераторе или например что такое Золотое сечение и симметрия. Ну и совсем для жаждущих — подробно про Термоядерный реактор ITER.

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз. рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=32677

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.

Двигатель постоянного тока

Многие великие открытия не выходят в массы по причине того, что нет применения этому открытию. Поэтому и стали вручать награды в области теоретического обоснования. Но даже в позапрошлом веке, если не было материальной выгоды от изобретения или открытия, то его забывали и приходилось открывать или изобретать его вновь. С начала открытия электричества все ломали голову над полезностью открытия и в итоге придумали электрический двигатель. Именно двигатель сделал электричество самым популярным видом энергии.

Электрические двигатели постоянного тока все еще применимы в производстве и сельском хозяйстве. Хотя на мой взгляд их применение обходится дороже, чем использование переменных двигателей. Постоянные двигатели используют из-за очень простой схемы регулирования оборотов, но из-за использования щеток эти двигатели ненадежны в условиях повышенной влажности и грязи.

Двигатели постоянного тока бывают всех размеров. В детских игрушках используются только двигатели постоянного тока, ведь батарейки с переменным током пока не изобрели.

У всех двигателей постоянного тока есть щетки, которые подводят ток к якорю — вращающейся детали двигателя. Обычно щетки прикрыты быстросъемной круглой пластиной — кожухом, для быстрого осмотра и замены щеток.

Небольшие двигатели снабжаются небольшими щетками, расположенными соосно. Количество групп щеток — две. Якорь имеет обмотку, концы которой выведены на коллектор. Коллектор это медные пластинки в хвосте якоря к которым прижимаются щетки. Через эти пластинки — ламели щетки передают ток на обмотки двигателя. Статор в маломощных двигателях сделан из магнита. Постоянный магнит имеет постоянное магнитное поле. При подсоединении якоря к источнику напряжения, ток протекает по обмоткам якоря, создавая магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным полем магнитов, в результате чего якорь поворачивается на небольшой угол чтобы линии магнитных полей совпали, но в результате поворота смещаются и ламели относительно щеток, магнитное поле якоря изменяет свое направление и якорь вновь поворачивается. Так работают все двигатели постоянного тока. Для осуществления сдвига якоря, количество ламелей должно быть нечетным. Хотя встречаются двигатели и с четным количеством ламелей (топливный электрический насос бензиновых двигателей). Здесь исключение только подтверждает правило.

Большие двигатели постоянного тока рассчитаны на большие нагрузки, а следовательно и потребляют больше тока. Чем больше двигатель по размерам, тем больший у него момент и сила.

На боку двигателя видны болты — два вряд. Этими болтами прикручиваются башмаки. Большим двигателям нужно большое магнитное поле статора, которое нельзя создать постоянными магнитами. В результате магниты статора — электрические. Они выполняются как обмотки на магнитопроводе. Магнитопровод и есть башмак у постоянного двигателя.

Статор представляет собой кусок трубы в который прикручены башмаки. Башмаки прижимают обмотки к корпусу и не дают им вибрировать. Обмотки надежно изолированы от корпуса при помощи пропитки и хлопчатобумажной ленты. В мощных двигателях применяются четыре башмаки, а встречаются системы и с двумя. Башмаки соединяются последовательно. Но здесь есть один нюанс. Если все обмотки соединить последовательно с намоткой в одну сторону, то не получится большой магнит. Поэтому первый башмак наматывают в одну сторону, а второй — в противоположную (либо соединяют обмотки встречно на втором башмаке), затем третий башмак опять правильно, как первый, а четвертый — встречно, как третий. Получается, что обмотки статора соединяются последовательно и наматываются прямо — встречно — прямо — встречно. Получается, что каждые две обмотки напротив друг друга намотаны в одну сторону. Это очень напоминает магнит, что «плюс» всегда примагничивается к «минусу». Если представить, что прямые катушки это плюсы, а встречные — минусы, то в статоре идет постоянная чередовка: плюс — минус — плюс — минус — … Цель магнита статора — создать постоянное электромагнитное поле в котором якорь из-за магнитных полей постоянно будет смещаться вдоль магнитных линий.

Щетки располагаются в механизмах — щеткодержателях. В мощных двигателях щеточных групп четыре и они расположены попарно соосно. Все щеткодержатели крепятся к траверсе — подвижному механизму. Траверса нужна для выставления точки покоя двигателя. Известно, что в системе с двумя группами щеток для изменения направления вращения достаточно повернуть обе группы на четверть круга — 90 градусов. При повороте на другой угол двигатель не будет развивать достаточной мощности, а искрение на щетках будет даже на холостых оборотах. Короче, перед разборкой двигателя необходимо пометить установку траверсы. Короче, установка расположения щеточных групп — не просто так.

Для уменьшения нагрузки на щетки, в одной группе может находится несколько щеток — в данном случае две. Щетки сверху прижимаются пружинами для уменьшения сопротивления перехода щетка- ламель.

Якорь двигателя постоянного тока содержит обмотки, которые выведены на ламели.

Двигатели постоянного тока — Устройство, принцип действия электродвигателя

Электрическая машина постоянного тока состоит из статора, якоря, коллектора, щеткодержателя и подшипниковых щитов (рисунок 1). Статор состоит из станины (корпуса), главных и добавочных полюсов, которые имеют обмотки возбуждения. Эту неподвижную часть машины иногда называют индуктором. Главное его назначение — создание магнитного потока. Станина изготавливается из стали, к ней болтами крепятся главные и добавочные полюса, а также подшипниковые щиты. Сверху на станине имеются кольца для транспортирования, снизу — лапы для крепления машины к фундаменту. Главные полюса машины набираются из листов электротехнической стали толщиной 0,5 -1 мм с целью уменьшения потерь, которые возникают из-за пульсаций магнитного поля полюсов в воздушном зазоре под полюсами. Стальные листы сердечника полюса спрессованы и скреплены заклепками.

Рисунок 1 – Машина постоянного тока:
I — вал; 2 — передний подшипниковый щит; 3 — коллектор; 4 — щеткодержатель; 5 — сердечник якоря с обмоткой; б — сердечник главного полюса; 7 — полюсная катушка; 8 — станина; 9 — задний подшипниковый щит; 10 — вентилятор; 11 — лапы; 12 — подшипник

Рисунок 2 – Полюса машины постоянного тока:
а — главный полюс; б — дополнительный полюс; в — обмотка главного полюса; г — обмотка дополнительного полюса; 1 — полюсный наконечник; 2 — сердечник
В полюсах различают сердечник и наконечник (рисунок 2). На сердечник надевают обмотку возбуждения, по которой проходит ток, создавая магнитный поток. Обмотка возбуждения наматывается на металлический каркас, оклеенный электрокартоном (в больших машинах), или размещается на изолированном электрокартоном сердечнике (малые машины). Для лучшего охлаждения катушку делят на несколько частей, между которыми оставляют вентиляционные каналы. Добавочные полюса устанавливаются между главными. Они служат для улучшения коммутации. Их обмотки включаются последовательно в цепь якоря, поэтому проводники обмотки имеют большое сечение.
Якорь машины постоянного тока состоит из вала, сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник якоря собирается из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и спрессовывается с обеих сторон с помощью нажимных шайб. В машинах с радиальной системой вентиляции листы сердечника собираются в отдельные пакеты толщиной 6-8 см, между которыми делают вентиляционные каналы шириной 1 см. При осевой вентиляции в сердечнике выполняют отверстие для прохождения воздуха вдоль вала. На внешней поверхности якоря имеются пазы для обмотки.

Рисунок 3 – Расположение секции обмотки якоря в пазах сердечника
Обмотка якоря изготавливается из медных проводов круглого или прямоугольного сечения в виде заранее выполненных секций (рисунок 3). Они укладываются в пазы, где тщательно изолируются. Обмотку делают двухслойной: размещают в каждом пазу две стороны разных якорных катушек — одну над другой. Обмотку закрепляют в пазах клиньями (деревянными, гетинаксовыми или текстолитовыми), а лобовые части крепят специальным проволочным бандажом. В некоторых конструкциях клинья не применяют, а обмотку крепят бандажом. Бандаж изготовляют из немагнитной стальной проволоки, которая наматывается с предварительным натяжением. В современных машинах для бандажировки якорей используют стеклянную ленту.
Коллектор машины постоянного тока собирается из клиноподобных пластин холоднокатаной меди. Пластины изолируют одну от другой прокладками из коллекторного миканита толщиной 0,5 — 1 мм. Нижние (узкие) края пластин имеют вырезы в виде ‘ласточкина хвоста’, которые служат для крепления медных пластин и миканитовой изоляции. Коллекторы крепят нажимными конусами двумя способами: при одном из них усилие от зажима передается только на внутреннюю поверхность ‘ласточкина хвоста’, при втором — на ‘ласточкин хвост’ и конец пластины.
Коллекторы с первым способом крепления называют арочными, со вторым — клиновыми. Наиболее распространены арочные коллекторы.
В коллекторных пластинах со стороны якоря при небольшой разнице в диаметрах коллектора и якоря делают выступы, в которых фрезеруют прорези (шлицы). В них укладывают концы обмотки якоря и припаивают оловянистым припоем. При большой разнице в диаметрах припайка к коллектору делается с помощью медных полосок, которые называются ‘петушками’.
В быстроходных машинах большой мощности для предотвращения выпучивания пластин под действием центробежных сил применяют внешние изолированные бандажные кольца.
Щеточный аппарат состоит из траверсы, щеточных пальцев (болтов), щеткодержателей и щеток. Траверса предназначена для крепления на ней щеточных пальцев щеткодержателей, образующих электрическую цепь.
Щеткодержатель состоит из обоймы, в которую помещается щетка, рычага для прижима щетки к коллектору и пружины. Давление на щетку составляет 0,02 — 0,04 МПа.
Для соединения щетки с электрической цепью имеется гибкий медный тросик.
В машинах малой мощности применяют трубчатые щеткодержатели, которые крепят в подшипниковом щите. Все щеткодержатели одной полярности соединяются между собой сборными шинами, которые подключаются к выводам машины.
Щетки (рисунок 4) в зависимости от состава порошка, способа изготовления и физических свойств разделяют на шесть основных групп: угольно-графитовые, графитовые, электрографитовые, медно-графитовые, бронзографитовые и серебряно-графитовые.
Подшипниковые щиты электрической машины служат в качестве соединительных деталей между станиной и якорем, а также опорной конструкцией для якоря, вал которого вращается в подшипниках, установленных в щитах.

Рисунок 4 – Щетки:
а — для машин малой и средней мощности; б — для машин большой мощности; 1 — щеточный канатик; 2 — наконечник
Различают обычные и фланцевые подшипниковые щиты.
Подшипниковые щиты изготовляют из стали (реже из чугуна или алюминиевых сплавов) методом литья, а также сварки или штамповки. В центре щита делается расточка под подшипник качения: шариковый или роликовый. В машинах большой мощности в ряде случаев используют подшипники скольжения.
В последние годы статор двигателей постоянного тока собирают из отдельных листов электротехнической стали. В листе одновременно штампуются ярмо, пазы, главные и добавочные полюса.

Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока

Электротехника занимает особое место в жизни современного человека. Электродвигатель входит в перечень популярных устройств, что находят применение в разных направлениях деятельности человека. Недавно был опубликован текст, где детально изложены все нюансы силового агрегатного механизма, функционирующего в сети переменного тока.

Тема этой статьи затрагивает двигатель постоянного тока: устройство и принцип действия системы, особенности конструкции, способы коммуникации с электросетью и прочие нюансы.

Особенности силового агрегата

Ответ на вопрос: «из чего состоит двигатель постоянного тока» выглядит так:

1. Вал для монтажа остальных компонентов.

2. Роторный элемент (якорь), в который входят:

2.1 Сердечник – комплекс металлических элементов, изготовленных из стального сплава для электротехники.

2.2 Обмотка.

2.3 Коллектор.

2.4 Главный полюс – комплекс металлических элементов (пластин). В случае небольших агрегатных механизмов допустимо производство полюсов из магнитов.

2.5 Обмотка возбуждения.

2.6 Цельные вспомогательные полюсы (в малогабаритных системах отсутствуют) позволяют оптимизировать коммутацию. Их размещают между ключевых полюсов.

2.7 Обмотка из окрашенной проводки вспомогательного полюса.

3. Корпус двигателя изготавливают из чугуна. Этот металл хорошо зарекомендовал себя при эксплуатации в экстремальных условиях. Он обладает оптимальным значением износостойкости. Чтобы улучшить корпус, инженеры разрабатывают конструкцию с ребрами, позволяющими соблюдать правильный баланс температур при эксплуатации агрегата. Полюсы и якорь монтируют в корпус. Они нужны для формирования индуктора.

4. Конечные элементы обмотки зоны полюсов подключается к коробке с клеммами. В этом техническом блоке имеются модули, обеспечивающие сопряжение с индуктором и щетками якоря. Имеются технологические разъемы, позволяющие установить сальники (нужны для подвода силового кабеля). Существуют устройства небольшой мощности. Конструкция такого двигателя допускает вывод обмотки в коробку с клеммами, при этом один из зажимов полюсов и траверса щеток должны находиться в плотной коммуникации в машине. В коробку клемм следует выводить оставшиеся зажимы. Большие силовые агрегаты эксплуатируют в условиях значительного номинального напряжения. Следовательно, отсутствует необходимость в монтаже коробки клемм. Нижний блок станины выступает в виде точки вывода проводки. В случае параллельной системы допустимо использовать силовые кабели. Последовательное соединение предусматривает наличие шин.

Устройство коллекторной машины постоянного тока предусматривает наличие следующих элементов:

1. Блок подшипников: щиты (на них монтируют наружные и внутренние крышки), шарнирные элементы.

2. Узел щеток: кронштейн, держатели, а также сами щетки. Система фиксируется на выпуклости крышки заднего щита. Она необходима для организации подачи энергии к ротору, а также для трансформации тока в якоре.

3. Вентилятор обеспечивает низкую температуру нагрева конструкции во время эксплуатации.

4. Пружины и болты для упрощения погрузки-разгрузки, а также установки двигателя.

5. Лапы для минимизации вибрации во время эксплуатации.

6. Кожух защиты вентилятора, а также кожух вывода обдува.

7. Шильдик с перечнем ключевых параметров.

Способы подключения

Особого внимания заслуживает подключение двигателя постоянного тока к сети 220. На коробке клемм указывается определенная маркировка на основании параметров двигателя. На базе этих данных выбирается способ подключения кабельной системы. Рассмотрим все способы подачи питания более подробно.

Запуск обмотки от независимых источников

Такое устройство функционирует в случае, когда напряжение на обмотке и якорь получают питание энергией от разных источников энергии. В зону размещения силового кабеля подключаются два двужильных провода (серый и синий). Предварительно зачищаются края. Позднее их оснащают наконечниками.

Далее следует начать подключать каждую из жил. Инструкция по коммуникациям между жилами и клеммами представлена во внутренней части коробки клемм. Рекомендуется четко следовать предложенной системе действий. В рассматриваемом случае система выглядит следующим образом:

1. Синяя жила первого провода соединяется с клеммой Н1, а к клемме Н2 подключается серая жила.

2. Синяя жила второго провода сопрягается с клеммой Я2, а к клемме Д2 присоединяют серую жилу.

Последовательное и параллельное возбуждение обмотки

Чтобы подключить такие агрегаты, нужно завести один двужильный кабель (должны быть синяя и серая жилы). Концы зачищаются и оснащаются наконечники. Рассмотрим особенности каждого из них.

Когда идет подключение системы с параллельной активацией обмотки, следует выполнить монтаж перемычек между контактной парой Д2 и Ш1, а также Я2 и Ш2. Соответственно серая жила подключается к клемме Д2, а синий провод соединяется с клеммой Я2. Возможно аналогичное сопряжение с модулями Ш1 и Ш2.

Когда наблюдается последовательная активация сети, ставят перемычку из гибкого материала с обеих сторон клемм С2 и Я2. Силовой кабель с наконечниками подключается так: серый элемент в коммуникации с клеммой Д2 (как и в случае, что описан выше), при этом синий фрагмент подключается к клемме С2.

Особенности функционирования

Принцип действия двигателя постоянного тока кратко – актуальный вопрос, интересующий многих пользователей. Рассмотрим его максимально подробно.

Происходит подача напряжения, начинается процесс циркуляции электричества по проводам обмотки. Можно заметить формирование зоны полярности между смежными полюсами. Образуется определенного рода магнитная система, провоцирующая возникновение магнитного поля. Коллектор передает стабильный поток энергии на якорь, при этом с двух сторон наблюдается коммуникация с созданным магнитным полем. Электромагнитная индукция запускает вращающий момент. Происходит поворот ротора. Активизируется система щеток. Обеспечивается постоянное вращение ротора за счет тесной коммуникации элементов.

В электрическом двигателе якорь может вращаться в любом направлении. Трансформировать обороты можно при помощи простого действия. Достаточно сменить направление тока в обмотке. Для этого меняется полярность питающих жил в коробке клемм. Такого эффекта удается достигнуть за счет перестановки кабеля положительного заряда в отрицательное положение, а отрицательного заряда – в положительное значение соответственно. Новая схема подключения выглядит так: серую жилу соединяют с клеммой Н1 (Я2), а синий провод прикрепляют к клемме Н2 (Д2).

Когда меняются полярные зоны в системе запуска и вращающегося элемента, преобразование движения не наблюдается. Изменения становятся возможны только в случае, когда меняется направление тока в обмотке или якоре. Задачу удается реализовать, когда происходит монтаж подготовленных перемычек между контактной группой С1, Д2, С2. Для этого используется серый кабель. Питание подключается в таком порядке: серая жила подключена к клемме С1, а синяя — к клемме Я2.

Перемычки между клеммами С1, Д2, С2 могут быть смонтированы при помощи синего провода. В этом случае схема подключения силового кабеля выглядит в обратном порядке от схемы, что изложена выше (серый провод соединяют с клеммой Я2, а синий провод сопрягают с клеммой С1).

Двигатель постоянного тока можно переключить в реверс. Для этого рекомендуется менять направление движения электричества в обмотке якоря. Подобное обстоятельство объясняет факт того, что обрыв провода в обмотке возбуждения может спровоцировать критическое увеличение ЭДС. В результате вероятнее всего будет наблюдаться пробой изоляции проводки.

Двигатель постоянного тока – это силовой агрегат, обеспечивающий функционирование электротехнических приспособлений. Выше детально рассмотрены устройство, принцип функционирования, а также способы подключения двигателя. Этот вопрос более детально изложен на видео, где специалисты на наглядном примере демонстрируют все нюансы, что описаны в этой статье.

Работа и схемы электродвигателей постоянного тока

Моторы, работающие на постоянном токе редко встречаются в домашнем хозяйстве. Но они всегда стоят во всех детских игрушках, работающих от батареек, которые ходят, бегают, ездят, летают и т. п. Двигатели постоянного тока (ДПТ) устанавливаются в автомобилях: в вентиляторах и различных приводах. Они почти всегда используются на электротранспорте и реже в производстве.

Преимущества ДПТ по сравнению с асинхронными моторами:

Хорошо поддаются регулировке.
Отличные пусковые свойства.
Частоты вращения могут быть более 3000 об/мин.

Недостатки ДПТ:

Низкая надежность.
Сложность изготовления.
Высокая стоимость.
Большие затраты на обслуживание и ремонт.

Далее Я постараюсь кратко и доступно в одной статье изложить схемы, принципы работы, регулировки и реверса двигателей постоянного тока.

Принцип действия электродвигателя постоянного тока

Устройство двигателя аналогично синхронным двигателям переменного тока. Повторяться не буду, если не знаете, тогда смотрите в этой нашей статье.

Любой современный электромотор работает на основе закона магнитной индукции Фарадея и «Правила левой руки». Если к нижней части обмотки якоря подключить электрический ток в одном направлении, а к верхней- в обратном- он начнет вращаться. Согласно правилу левой руки, проводники, уложенные в пазах якоря, будут выталкиваться магнитным полем обмоток корпуса ДПТ или статора.

Нижняя часть будет выталкиваться вправо, а верхняя – влево, поэтому якорь начнет вращаться до момента пока части якоря не поменяются местами. Для создания непрерывного вращения необходимо постоянно менять местами полярность обмотки якоря. Чем и занимается коллектор, который при вращении коммутирует обмотки якоря. Напряжение от источника тока подается на коллектор при помощи пары прижимных графитовых щеток.

Принципиальные схемы электродвигателя постоянного тока

Если двигатели переменного тока довольно просто подключаются, то с ДПТ все сложнее. Вам необходимо знать марку мотора, и затем в интернете узнавайте про его схему включения.

Чаще всего у средних и мощных моторов постоянного тока есть в клеммной коробке отдельные выводы от якоря и от обмотки возбуждения (ОВ). Как правило, на якорь подаётся полное напряжение электропитания, а на обмотку возбуждения -регулируемый ток реостатом или переменным напряжением. От величины тока ОВ и будут зависеть обороты ДПТ. Чем он выше, тем быстрее скорость вращения.

В зависимости от того как подключен якорь и ОВ, электродвигатели бывают с независимым возбуждением от отдельного источника тока и с самовозбуждением, которое может быть параллельным, последовательным и смешанным.

На производстве применяются двигатели с независимым возбуждением ОВ, которая подключается к отдельному от якоря источнику питания. Между обмотками возбуждения и якоря нет электрической связи.

Схема подключения с параллельным возбуждением по своей сущности аналогична схеме с независимым возбуждением ОВ. С той лишь разницей, что отпадает необходимость в использовании отдельного источника питания. Двигатели при включении по обоим этим схема обладают одинаковыми жесткими характеристиками, поэтому применяются в станках, вентиляторах и т. п.

Моторы с последовательным возбуждением применяются, когда необходим большой пусковой ток, мягкая характеристика. Они применяются а трамваях, троллейбусах и электровозах. По этой схеме обмотки возбуждения и якоря подключаются между собой последовательно. При подаче напряжения токи в обоих обмотках будут одинаковы. Главный недостаток заключается в том, что при уменьшении нагрузки на вал меньше 25% от номинала, происходит резкое увеличение частоты вращения, достигающее опасных для ДПТ значений. Поэтому для безотказной работы необходима постоянная нагрузка на вал.

Иногда применяются ДПТ со смешанным возбуждением, при котором одна обмотка ОВ соединяется последовательно якорной цепи, а другая параллельно. В жизни редко встречается.

Реверсирование двигателей постоянного тока

Что бы изменить направление вращение ДПТ с последовательным возбуждением необходимо поменять направления тока в ОВ или обмотке якоря. Практически, это делается изменением полярности: меняем плюс с минусом местами. Если же поменять одновременно полярность в цепях возбуждения и якоря, тогда направление вращения не изменится. Аналогично делается реверс и для моторов, работающих на переменном токе.

Реверсирование ДПТ с параллельным или смешанным возбуждением лучше производить изменением направления электрического тока в обмотке якоря. При разрыве обмотки возбуждения, ЭДС достигает опасных величин и возможен пробой изоляции проводов.

Регулирование оборотов двигателей постоянного тока

ДПТ с последовательным возбуждением проще всего регулировать переменным сопротивлением в цепи якоря. Регулировать можно только на уменьшение числа оборотов в соотношении 2:1 или 3:1. При этом происходят большие потери в регулировочном реостате (R рег). Данный метод используется в кранах и электрических тележках, у которых бывают частые перерывы в работе. В других случаях используется регулировка оборотов вверх от номинала при помощи реостата в цепи обмотки возбуждения, как показано на правом рисунке.

ДПТ с параллельным возбуждением так же можно регулировать частоту оборотов вниз при помощи сопротивления в цепи якоря, но не более 50 процентов от номинала. Опять же будет нагрев сопротивления из-за потерь электрической энергии в нем.

Увеличить же обороты максимум в 4 раза позволяет реостат в цепи ОВ. Самый простой и распространенный метод регулировки частоты вращения.

На практике в современных электромоторах данные методы регулировки из-за своих недостатков и ограниченности диапазона регулирования редко применяются. Используются различные электронные схемы управления.

Двигатель постоянного тока. Характеристики и регулирование

После предыдущего поста о мотор-редукторе мне пришло несколько вопросов по регулированию двигателя постоянного тока. Так что пора написать очередной пост 🙂

Двигатель постоянного тока (ДПТ) это один из самых привычных и понятных электродвигателей, он изучается даже в школе, на физике. Он используется практически везде, где нужен малогабаритный моторчик, а также не спешит сдавать своих позиций и там, где мощность измеряется десятками киловатт. О нем и поговорим.

▌Конструктив и базовый принцип
Не буду тут особо распинаться, покажу картинку из википедии и укажу ряд основных узлов. Все остальное вы и так знаете и трогали своими руками.

1. Статор состоит из источника магнитного поля. Далеко не всегда это постоянный магнит, более того, постоянный магнит это скорей исключение, чем правило. Обычно все же это обмотка возбуждения. По крайней мере на всем, что больше кулака по размерам.

2. Якорь состоит из обмотки якоря и коллекторного узла.

Работает все очень и очень просто. Обмотка якоря отталкивается от магнитного поля статора силой Ампера и совершает пол оборота, стремясь вывести эту силу на ноль и таки вывела бы если бы не коллектор, который ловко всех обламывает переключает полярность катушки и сила вновь становится максимальной. И так по кругу. Т.е. коллектор служит механическим инвертором напряжения в якоре. Запомните этот момент, он нам еще пригодится 🙂

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

▌Происходящие в двигателе процессы
Думаю многие из вас кто баловался с движками могли заметить, что у них есть ярко выраженный пусковой ток, когда мотор на старте может рвануть стрелку амперметра, например, до ампера, а после разгона ток падает до каких-нибудь 200мА.

▌Немного формул
Не буду грузить никого выводами, их найдете сами если захотите. Чтобы было поменьше матана рекомендую найти учебник по электроприводу для средних учебных заведений и годом выпуска подревней. От 50х-60х годов самое то 🙂 Там и картинки винтажные и расписано для вчерашнего выпускника сельской семилетки. Много букв и никакого грузилова, все четко и по делу.

Самая главная формула коллекторного двигателя постоянного тока:

U = Е + I_я*R_я

U — напряжение подаваемое на якорь
R_я — сопротивление якорной цепи. Обычно за этот символ считают только сопротивление обмотки, хотя можно снаружи навесить резистор какой и он к ней приплюсуется. Тогда пишут как (R_я+R_д)
I_я — ток в якорной цепи. Тот самый который замеряется амперметром при попытке измерять потребление движка 🙂
Е — это противоэдс или ЭДС генератора, в генераторном режиме. Она зависит от конструкции двигателя, оборотов и описывается вот такой вот простой формулой

Е = С_е * Ф * n

C_e — одна из конструктивных констант. Они зависят от конструкции двигателя, числа полюсов, количества витков, толщин зазоров между якорем и статором. Нам она не особо нужна, при желании ее можно вычислить экспериментально. Главное, что она константа и на форму кривых не влияет 🙂
Ф — поток возбуждения. Т.е. сила магнитного поля статора. В мелких моторчиках, где оно задается постоянным магнитом это тоже константа. Но бывает под возбуждение выведена отдельная обмотка и тогда мы можем ее менять.
n — обороты якоря.

Ну и зависимость момента от тока и потока:

М = С_м * I_я * Ф

С_м — конструктивная констатнта.

Вот тут стоит обратить внимание, что зависимость момента от тока совершенно прямая. Т.е. просто замеряя ток, при неизменном потоке возбуждения, мы можем совершенно точно узнать величину момента. Это может быть важно, например, чтобы не сломать привод, когда двигло может развить такое усилие, что легко поломает то, что оно там вращает. Особенно с редуктором.

Ну и из этого же следует, что момент у машины постоянного тока зависит только от способности источника снабжать его током. Так что идеальный нерушимый сверхпроводящий движок вам на раз лом в узел завяжет, пусть даже он сам с ноготок будет. Только энергию подавай.

А теперь смешаем все это в кучу и получим зависимость оборотов от момента — механическую характеристику двигателя.

Если ее построить, то будет нечто следующее:

n₀ — это обороты идеального холостого хода сферического двигателя в вакууме. Т.е. когда наш движок ну ваще халявит, момент равен нулю. Ток потребления тоже, естественно, ноль. Т.к. противоэдс равна напряжению. Чисто теоретический вариант. А вторая точка строится уже с каким-либо моментом на валу. Получается прямая зависимость оборотов от момента. А наклон характеристики определяется сопротивлением якорной цепи. Если никаких добавочных резисторов там нет, то это зовут естественной характеристикой.

Обороты идеального холостого хода зависят от напряжения и потока. Больше ни от чего. А если поток константа (постоянный магнит), то только от напряжения. Снижая напряжение вся наша характеристика параллельно смещается вниз. Уменьшили напряжение в два раза — скорость упала в два раза.

Если есть возможность менять поток возбуждения, то можно поднимать скорость выше номинальной. Тут зависимость обратная. Ослабляем поток — двигатель разгоняется, но либо падает момент, либо ему надо жрать больше тока.

Иной двигатель со снятием возбуждения может и в разнос пойти. Помнится сдавал я затянувшийся курсач по электроприводу, уже хрен знает спустя сколько времени после сессии. Вломы мне его делать было, ага 🙂 Ну и сидел в лаборатории, ждал препода. А там какие то балбесы, на курс ниже, лабу делали. Крутили движок вхолостую, а возбуждение к стенду приверчено было на соплях и слетело с клеммы. Движок в разнос пошел. У нас в лаборатории ЭПА ЮУРГУ все серьезно было, машины стояли нешуточные, по десятку киловатт и под сотню другую кг каждый. Все на суровом напряжении в 380 вольт.
В общем, когда эта дура взревела как монстр и стала рваться с креплений, я только и успел крикнуть, что все нахер от машины, вырубай к черту. Не успели, двигло сорвало с креплений, обмотка повылетала с пазов и движку пришел кирдык. Ладно никого не покалечило.
Впрочем, лабы привода это то еще развлечение было. У нас там и горело и взрывалось. Там я приобрел замечательные навыки чинить что угодно, чем угодно в сжатые сроки. В среднем, каждый успел по разу убить стенд наглухо, а лаба часто начиналась с починки паяльника, которым чинили осциллограф с помощью которого реанимировали убитый стенд.

Добавляя резисторы в якорную цепь мы можем увеличить наклон, т.е. чем больше грузим тем больше падает скорость.

Метод плох тем, что резисторы в цепи якоря должны быть расчитаны на ток двигателя, т.е. быть мощными и будут греться зря. Ну и момент резко падает, что плохо.

Есть еще двигатели не независимого, а последовательного возбуждения. Это когда обмотка статора включена последовательно якорю. Не каждый двигатель так можно включить, обмотка возбуждения должна выдерживать ток якоря. Но у них возникает одно интересное свойство. При пуске возникает большой пусковой ток и этот пусковой ток является же током возбуждения, обеспечивая огромный пусковой момент. Механическая характеристика напоминает гиперболу с максимумом в районе нулевых оборотов.

А дальше, по мере разгона, момент падает, а обороты наоборот растут. И если нагрузку убрать с вала, то движок сразу же уходит в разнос. Такие движки ставят на тягловый привод в основном. По крайней мере ставили раньше, до развития силовой электроники. С места эта хрень рвет так, что все стритсракеры нервно закуривают.

▌Режимы работы двигателя постоянного тока
Направление вращения движка зависит от направления тока якоря или направления потока возбуждения. Так что если взять коллекторный двигатель и подключить обмотку возбуждения параллельно якорю, то он будет прекрасно вращаться и на переменном токе (универсальные двигатели, их в кухонную технику часто ставят). Т.к. ток будет одновременно меняться и в якоре и в возбуждении. Момент правда будет пульсирующим, но это мелочи. А для реверса там надо будет поменять полярность включения якоря или возбуждения.

Если нарисовать механическую характеристику в четырех квадрантах, то у нас будет нечто похожее на это:

Вот, например, характеристика 1 на I участке у нас машина работает как двигатель. Нагрузка растет и в определенный момент двигатель останавливается и начинает вращаться в обратную сторону, т. е. нагрузка обращает его вспять. Это тормозной режим, противовключение. Режим очень тяжелый, двигло греется просто зверски, но для торможения очень эффективный. Если же момент на валу сменит направление и пойдет вращать навстречу движку, то мотор сразу же выйдет на генерацию (IV участок).

Характеристика 2 это то же самое, только с обратной полярностью питающего напряжения двигателя.

А характеристика 3 это динамическое торможение. Оно же реостатное. Т.е. когда мы берем и просто коротим наш двигатель на резистор или сам на себя. Можете сами проверить, возьмите любой моторчик и покрутите его, а потом закоротите ему якорь и покрутите снова. На валу будет ощутимое усилие, тем больше, чем качественнее движок.

Кстати, драйвера двигателей вроде L293 или L297 имеют возможность включить реостатное торможение, подачей обоих ключей вверх или вниз. При этом якорь коротится через драйвер на шину земли или питания.

▌Бесколлекторные двигатели постоянного тока
Коллекторный движок он очень хорош. Он чертовски легко и гибко регулируется. Можно повышать обороты, понижать, механическая характеристика жесткая, момент он держит на ура. Зависимость прямая. Ну сказка, а не мотор. Если бы не одна ложка говна во всей этой вкусняшке — коллектор.

Что такое арматура? (в электродвигателе и генераторе)

Что такое арматура?

Якорь определяется как компонент электрической машины (т. е. двигателя или генератора), который несет переменный ток (AC). Якорь проводит переменный ток даже на машинах постоянного тока (постоянный ток) через коммутатор (который периодически меняет направление тока) или за счет электронной коммутации (например, в бесщеточном двигателе постоянного тока).

Якорь служит корпусом и опорой для обмотки якоря.В электрических машинах магнитное поле создается постоянным магнитом или электромагнитом. Обмотка якоря взаимодействует с магнитным полем, образующимся в воздушном зазоре. Статор может быть вращающейся частью (ротор) или неподвижной частью (статор).

Типовой якорь электродвигателя

В 19 ^-м-м веке слово «якорь» было введено как технические аспекты и означало « держатель магнита ».

Как работает арматура?

Якорь используется в качестве электродвигателя или генератора.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 ротором. И, следовательно, электрическая энергия преобразуется в механическую энергию. Крутящий момент, создаваемый ротором, передается на вращение других устройств через вал.

При использовании якоря в качестве электрогенератора в большинстве случаев якорь используется как ротор. А привод якоря осуществлялся 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 арматуры показана ниже.

Схема, иллюстрирующая части арматуры

Части арматуры подробно рассматриваются ниже.

Сердечник арматуры

Сердечник арматуры состоит из ламинированных тонких металлических пластин, а не из цельного куска. Толщина ламинатов зависит от частоты питания. Его толщина составляет примерно 0,5 мм. Многослойная кремнистая сталь используется для сердечника якоря, чтобы уменьшить потери на вихревые токи и гистерезис.

Как правило, сердечник арматуры представляет собой полый цилиндр.А вал размещен внутри сердечника якоря.

Ядро состоит из количества слотов. Обмотка якоря размещена в пазах, предусмотренных на внешней поверхности сердечника якоря. Пазы в сердечнике якоря скошены под некоторым углом во избежание магнитного замыкания и обеспечивают 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 его делают из алюминия, чтобы удешевить машину. В зависимости от конструкции обмотки якоря она может быть намотана внахлестку или волнообразно.

При намотке внахлест количество путей тока равно количеству полюсов и щеток. В этом типе обмотки конечный конец одной катушки соединен с сегментом коммутатора, а начальный конец следующей катушки соединен с тем же полюсом и сегментом коммутатора.

В схеме с волнистой обмоткой число путей тока равно двум. В этом типе обмотки оба конца каждой катушки соединены с сегментом коммутатора с расстоянием между полюсами. При этом производится последовательное соединение катушек и сложение напряжений в обмотке между щетками.

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

Вал

Вал машины используется для передачи механической энергии.Он представляет собой жесткий стержень, установленный между двумя подшипниками. Длина, скорость и опорные точки выбираются таким образом, чтобы минимизировать гармонические искажения. Толщина вала выбрана достаточной для передачи крутящего момента, необходимого машине. и он должен быть достаточно жестким, чтобы контролировать любые неуравновешенные силы.

Коллектор

Коллектор состоит из медных стержней, каждый стержень отделен друг от друга с помощью изоляционных материалов, таких как слюда или пластик.

Напрессован на вал, и провода от каждой катушки выходят из пазов и соединяются с шинами коллектора. Когда коллектор нажимается на вал, он должен точно совпадать с прорезью.

Якорь должен располагаться с точным угловым смещением от стержня коллектора для эффективной работы магнитопровода.

Что заставляет вращаться якорь электродвигателя?

Электродвигатели используются для преобразования электрической энергии в механическую. Как правило, якорь представляет собой вращающуюся часть машины.

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

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

Как проверить арматуру?

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

Проверка якоря 1

Сначала мы проверим обмотку якоря. С помощью этого теста мы можем определить, является ли обмотка якоря разомкнутой или короткозамкнутой.

В этом тесте мы измерим сопротивление двух коллекторных стержней каждой катушки под углом 180˚ друг к другу с помощью омметра. Показания омметра зависят от размера двигателя. Но в этом условии нас не интересует точное чтение.

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

Если показания одинаковы для всех пар, обмотка якоря исправна.А если показание снижается к нулю, обмотка якоря закорочена. Точно так же, если показания увеличиваются до бесконечности, обмотка якоря повреждена или разомкнута.

Испытание арматуры 2

Нам нужно найти; какая обмотка повреждена. Итак, для этого нам нужно измерить сопротивление каждого бара. Аналогично тесту-1, если показания одинаковы для всех стержней, обмотка исправна. И если вы обнаружите резкое изменение сопротивления, обмотка повреждена.

Тест якоря 3

В этом тесте мы измерим сопротивление каждого коллекторного стержня с пакетом якоря. В этом испытании коллекторные стержни не должны иметь электрической непрерывности относительно пакета якоря.

Как проверить якорь двигателя на наличие повреждений обмоток

Время от времени наши клиенты задают нам вопрос: «Как я могу быстро проверить свою арматуру, чтобы убедиться, что она в порядке?»

Если у вас есть доступ к вольтметру, вы можете выполнить три быстрые проверки, которые покажут вам, правильно ли работает якорь двигателя.Но сначала мы должны понять некоторые основы конструкции арматуры.

Базовая конструкция арматуры

Якорь (на фото справа) имеет непрерывный ряд обмоток от каждого стержня на коллекторе, которые огибают зубья стального пакета и соединяются со следующим стержнем на коммутаторе. Обмотка продолжает петлять по всему якорю таким же образом. Петли представляют собой либо одиночные, либо параллельные проводники (провода) и могут вращаться любое количество раз вокруг зубцов стека (называемых витками в катушке). Провод может иметь разное сечение в соответствии с конструкцией двигателя. Каждый провод изолирован эмалевым покрытием, изолирующим его от любого другого провода в контуре, и заканчивается только на шине коммутатора. Витки в каждой катушке обвиваются вокруг массива железа, образуя электромагнит. При подаче напряжения в якоре двигателя создается электромагнитное поле. Это электромагнитное поле взаимодействует с магнитными полями постоянных магнитов в двигателе (в случае двигателя с постоянными магнитами) или с электромагнитным полем, создаваемым статором (в случае универсального двигателя).Эти магнитные силы притягиваются друг к другу, создавая крутящий момент на валу якоря, заставляя его вращаться.

Если двигатель приводится в действие со слишком высокой нагрузкой для окружающей среды, а температура превышает тепловые пределы изоляции, изоляция на проводах может пробиться и замкнуться друг на друга или на корпус якоря. Если обмотки замкнуты вместе, электромагнитные поля не могут быть созданы для этой катушки, в результате чего двигатель будет работать хаотично или выйдет из строя все вместе.

Испытание арматуры №1

Для проверки состояния обмоток якоря, вероятно, придется снять якорь с двигателя. Однако, если в конструкции мотора есть внешние щеткодержатели, можно открутить колпачки щеток и снять щетки. В зависимости от размера щетки это может обеспечить доступ к коллектору без снятия якоря с двигателя.

Первая проверка на предмет короткого замыкания обмотки якоря — это тест «Сопротивление 180°».Вольт/омметр можно использовать для проверки сопротивления последовательных обмоток, подключенных между двумя коллекторными стержнями каждой катушки. Настройте мультиметр на измерение сопротивления (Ом), а затем измерьте сопротивление двух коллекторных стержней, расположенных под углом 180° друг к другу. Поверните якорь и проверьте сопротивление между каждой парой стержней на коллекторе. На рис. 3 изображен коммутатор на 32 бара, поэтому эту проверку необходимо выполнить между каждой из 16 пар. Сопротивление, которое вы будете измерять, зависит от количества витков в каждой катушке и сечения используемого провода. Это также зависит от рабочего напряжения, на которое рассчитан двигатель. Например, двигатель на 90 В постоянного тока будет иметь меньшие проводники и большее количество витков на катушку для повышения сопротивления, тогда как двигатель на 12 В постоянного тока будет иметь более крупные проводники и меньше витков на катушку для снижения сопротивления. Хотя вы, вероятно, не будете знать предполагаемое значение сопротивления якоря, каждое измерение должно показывать примерно одно и то же. Если сопротивление резко меняется, проблема может быть в

обмотки. Падение сопротивления может указывать на короткое замыкание между проводами в катушке.Огромный всплеск сопротивления может указывать на то, что провод перегорел или разорвался, что привело к разрыву цепи.

Испытание арматуры #2

Вторая проверка — это тест «Сопротивление стержня к стержню» (на фото справа). Это проверит каждую катушку в якоре двигателя. Опять же, конкретное значение зависит от конструкции двигателя (проводов на петлю, количества витков на катушку и калибра провода). Как и в случае с первым тестом, важно отметить, что все измерения должны быть примерно одинаковыми. (Примечание: сопротивление, которое вы измерите в этом тесте, будет намного меньше, чем в первом тесте, потому что вы будете измерять только одну катушку.В первом тесте измеряется сопротивление всех катушек, соединенных последовательно между двумя стержнями.) Как и в тесте № 1, падение сопротивления будет указывать на короткое замыкание между проводами в этой катушке, а всплеск сопротивления может указывать на короткое замыкание. оборванный или сгоревший провод в катушке.

Испытание арматуры №3

Третье и последнее испытание заключается в измерении сопротивления каждого коллекторного стержня массиву железной арматуры. Если пакет якоря двигателя прижат непосредственно к валу якоря, вы можете использовать вал якоря для измерения.Однако в некоторых случаях даже вал якоря изолирован от пакета якоря. В этом случае вам придется измерять расстояние от каждого коллекторного стержня до стальной арматуры напрямую. В любом случае коллекторные стержни никогда не должны иметь непрерывного электрического соединения с блоком якоря и/или валом якоря.

Если какое-либо из этих измерений не пройдено, можно предположить, что якорь поврежден.

Не уверены, какой тип двигателя подходит для вашего применения? Воспользуйтесь нашим удобным инструментом поиска двигателей.Детали двигателя постоянного тока

, структура, конструкция и преимущества

В этой статье после очень краткого описания двигателей постоянного тока вы подробно прочитаете 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 Двигатель :

⇒ Посмотреть список двигателей постоянного тока для продажи и их поставщиков ⇐

Что такое двигатель постоянного тока?

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

Различные типы конструкций двигателей постоянного тока

Некоторые из наиболее популярных конструкций двигателей постоянного тока представляют собой двигатели с постоянными магнитами, бесщеточные, шунтирующие, серийные и комбинированные или стабилизированные шунтирующие.Части двигателя постоянного тока обычно одинаковы в этих различных конструкциях, и общая работа аналогична. Как это работает, так это то, что проводник, по которому течет ток, имплантирован в магнитное поле, и мощность, подаваемая через проводники, обеспечивает вращение двигателя. Генерация электромагнитных полей и их место, будь то в роторе или статоре, является причиной того, что эти конструкции отличаются друг от друга. Поскольку знакомство и понимание различных типов двигателей постоянного тока поможет вам понять, как они используются для различных приложений и какой из них больше подходит для вашего приложения, далее мы подробно рассмотрим функции некоторых из этих типов.

Двигатели с постоянными магнитами
Двигатели с постоянными магнитами (также известные как двигатели с постоянными магнитами) используют постоянный магнит для создания магнитного поля. Этот тип двигателей постоянного тока создает большой пусковой момент с хорошей регулировкой скорости. Имея ограниченный крутящий момент, тип с постоянными магнитами обычно используется в устройствах с малой мощностью.
Шунтирующие двигатели
поле шунтирующего типа подключается параллельно обмоткам якоря. Поскольку шунтирующее поле может возбуждаться отдельно от обмоток якоря, этот тип двигателей обеспечивает отличное регулирование скорости.Кроме того, шунтирующие двигатели также предлагают упрощенное управление реверсом. Зенегра 100 мг http://www.wolfesimonmedicalassociates.com/zenegra/
Серийные двигатели
Серийный двигатель постоянного тока состоит из обмотки возбуждения 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 быть повреждены. Эти ограничения делают серийные двигатели непригодными для применения в приводах с регулируемой скоростью.
Составные двигатели
Подобно шунтирующим двигателям постоянного тока, составные двигатели имеют шунтирующее поле, которое возбуждается отдельно. Так же, как постоянные и серийные двигатели, составные двигатели имеют хороший пусковой момент, но имеют некоторые проблемы с регулированием 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 понять, какой тип больше подходит для ваших приложений.

Подробнее о Linquip

Что такое детали двигателя постоянного тока и как они работают?

Двигатель постоянного тока состоит из различных частей, понимание каждой из которых может помочь глубже понять, как эти части взаимодействуют друг с другом и, в конце концов, как работают двигатели постоянного тока. Этими компонентами являются: статор, ротор, ярмо, полюса, обмотки якоря, обмотки возбуждения, коллектор и щетки.Многие его детали такие же, как и детали двигателя переменного тока, но с небольшими изменениями.

Статор

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

Найти все Статор в Linquip

Ротор

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

Найти все роторы в Linquip

Хомут

Другим блоком деталей двигателя постоянного тока является Хомут.Хомут представляет собой магнитную раму из чугуна или иногда из стали, которая работает как протектор. Этот защитный кожух сохраняет внутренние части двигателя в целости и сохранности, а также поддерживает якорь. В ярме также находятся магнитные полюса и обмотки возбуждения двигателя постоянного тока, помогающие поддерживать систему возбуждения.

Find All Yoke in Linquip

Полюса

Двигатель постоянного тока имеет магнитные полюса, которые вставляются во внутреннюю стенку Yoke с помощью винтов для их затягивания.Поляки состоят из двух частей: сердцевины полюса и башмака полюса. Эти две части скреплены гидравлическим давлением и прикреплены к коромыслу. Каждая часть поляков имеет определенную задачу, исходя из ее конструкции. Сердечник удерживает полюсный башмак над ярмом, в то время как полюсный башмак сконструирован таким образом, что имеет прорези для обмотки возбуждения и распределяет поток, создаваемый обмотками возбуждения, в воздушный зазор между ротором и статором. Это помогает уменьшить потери, вызванные нежеланием. Таблетки для похудения с фентермином http://www.024pharma.com/phentermine.html

Обмотки возбуждения

Сделанные из медного провода (катушки возбуждения), обмотки возбуждения окружают пазы полюсных башмаков. Обмотки возбуждения образуют электромагнит, способный создавать магнитный поток. Якорь ротора вращается внутри потока поля, что приводит к эффективному сечению потока.

Обмотки якоря

Другая часть двигателя постоянного тока — обмотка якоря. Обмотка якоря двигателя постоянного тока имеет две конструкции: круговая обмотка и волновая обмотка.Отличие их в количестве параллельных путей. Обмотка якоря прикреплена к ротору и изменяет магнитное поле на пути его вращения. Результатом этой процедуры являются магнитные потери. Конструкторы пытаются уменьшить магнитные потери, делая сердечник якоря с малогистерезисной пластиной из кремнистой стали. Затем ламинированные стальные листы будут складываться вместе, создавая цилиндрическую структуру сердечника арматуры. Внутри сердечника арматуры выполнены прорези из того же материала.

Коллектор двигателя постоянного тока

Коллектор представляет собой разъемное кольцо, состоящее из медных сегментов. Коллектор представляет собой другую часть двигателя постоянного тока. Принцип работы ДК основан 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 действует сила, заставляющая его вращаться. процесс, при котором поле в обмотках якоря переключается для создания постоянного крутящего момента в одном направлении, называется коммутацией.коммутатор представляет собой устройство, подключенное к якорю, обеспечивающее это переключение тока. Различные сегменты его цилиндрической структуры изолированы друг от друга слюдой. Коммутатор предназначен для коммутации тока питания обмотки якоря от сети. Коллектор проходит через щетки двигателя постоянного тока.

Основной целью коммутации является подтверждение того, что крутящий момент, действующий на якорь, всегда имеет одно и то же направление. Естественно, генерируемое напряжение в якоре переменное, коммутатор преобразует его в постоянный ток. Чтобы контролировать направление, на которое указывают электромагнитные поля, коммутатор включает и выключает катушки. С одной стороны катушки электричество всегда должно утекать, а с другой стороны электричество всегда должно течь навстречу. Это гарантирует, что крутящий момент всегда создается в одном и том же направлении.

Подробнее о Linquip

Щетки

Последним пунктом в списке деталей двигателя постоянного тока являются щетки, изготовленные из углерода или графита.Щетки с коммутатором работают как мост для соединения статической электрической цепи с ротором. Щетки контактируют с коммутатором и передают на коммутатор вырабатываемый ток от внешней цепи. Затем ток поступает 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 диапазон 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 маленькие используются в инструментах, игрушках и многих бытовых приборах. Некоторые другие приложения постоянного тока включают конвейеры и поворотные столы, а в промышленности широкое использование постоянного тока состоит из приложений торможения и реверса. Мы попытались привести несколько конкретных примеров в качестве приложений постоянного тока:

Насосы
Гидравлические насосы как важный промышленный инструмент используются практически во всех отраслях, таких как строительство, горнодобывающая промышленность, производство и металлургия.Двигатели постоянного тока из-за их регулируемой скорости, а также отличного пускового крутящего момента используются для расширения возможностей таких насосов. Большую часть времени в насосах используются недорогие бесщеточные двигатели постоянного тока, что значительно упрощает их обслуживание в таком крупном промышленном масштабе.
Игрушки
Благодаря тому, что небольшие двигатели постоянного тока просты в использовании и достаточно прочны, они являются лучшим выбором для производителей и любителей детских игрушек, таких как радиоуправляемые автомобили и поезда. Игрушки, требующие разного диапазона скоростей и типов движений, нуждаются в двигателях с широким диапазоном напряжений.Производители находят все эти характеристики в DC.
Электромобили
Еще одна область применения DC — электромобили. Двигатели постоянного тока из-за их энергоэффективности и долговечности являются одним из самых популярных вариантов для электромобилей. Более того, многие любители используют двигатели постоянного тока из-за их большого и более высокого пускового момента, особенно для двигателей с последовательным возбуждением, и их переменных скоростей с входным напряжением.
Роботы
Для многих любителей и инженеров роботы — это любые электромеханические устройства, предназначенные для выполнения одной или нескольких конкретных задач.Для активации таких вещей, как гусеницы, руки или камеры, двигатели постоянного тока являются одним из наиболее достижимых и разумных вариантов с меньшими затратами. Такие особенности, как высокий крутящий момент и долговечность, а также эффективность, делают DC идеально подходящими для робототехники.

Двигатель постоянного тока Преимущества и недостатки

Различные размеры деталей двигателя постоянного тока позволяют создавать различные двигатели постоянного тока, подходящие для различных нужд. Как упоминалось ранее, маленькие могут использоваться в игрушках, инструментах и бытовой технике, а большие используются в лифтах, подъемниках и двигателях электромобилей.Хотя двигатели переменного тока уменьшили продажи двигателей постоянного тока из-за простой генерации и передачи с меньшими потерями на большие расстояния, меньшей потребности в обслуживании и могут работать 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.

Двигатели постоянного тока подходят для низкоскоростного крутящего момента или когда необходима регулируемая и постоянная скорость.Другими словами, с двигателями постоянного тока скорость можно регулировать в широком диапазоне. Это означает, что они обеспечивают широкий диапазон регулирования скорости как ниже, так и выше номинальной скорости. Эту особенность двигателей постоянного тока можно получить в шунтирующих типах. Используя управление якорем и полем, вы можете воспользоваться этим уникальным преимуществом двигателей постоянного тока по сравнению с двигателями переменного тока. Кроме того, двигатели постоянного тока имеют очень высокий и сильный пусковой момент по сравнению с обычным рабочим моментом. Поэтому ДК применяют в электропоездах и кранах, имеющих непосильные нагрузки в начальных условиях. 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 они имеют 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 занимает много 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 отремонтируете свою систему, установив внутри новый блок, но и сэкономите много денег. Излишне говорить, что такая небольшая замена также экономит время и происходит быстро, не теряя вашего времени. Нужно больше преимуществ, чтобы влюбиться в детали и конструкцию двигателя постоянного тока?

Теперь, когда вы добрались сюда, вы знаете детали и функции двигателя постоянного тока на основе информации, которую Linquip предоставила вам в этой статье. Поделитесь своими комментариями с нами в разделе комментариев и дайте нам знать ваши мысли и вопросы во время чтения этой статьи.Вам нужно быстро найти ответ на свои вопросы и устранить неполадки в двигателе постоянного тока? Зарегистрируйтесь на нашем сайте, и эксперт будет рядом с вами.

Купите оборудование или запросите услугу

Используя Linquip RFQ Service, вы можете рассчитывать на получение предложений от различных поставщиков из разных отраслей и регионов.

Щелкните здесь, чтобы запросить коммерческое предложение от поставщиков и поставщиков услуг

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: Коллекторные двигатели постоянного тока

Коллекторные двигатели постоянного тока

Основное описание

Двигатели постоянного тока

во многих отношениях являются самыми простыми электродвигателями.Все «коллекторные» двигатели постоянного тока работают одинаково. Есть статор (большая неподвижная часть) и ротор (меньшая часть, вращающаяся вокруг оси внутри статора). На статоре есть магниты, а на роторе есть катушка, которая магнитно заряжается за счет подачи на нее тока. Щетки отвечают за передачу тока от стационарного источника постоянного напряжения к вращающемуся ротору. В зависимости от положения ротора его магнитный заряд будет изменяться и производить движение в двигателе.Анимация ниже дополнительно объясняет основную работу двигателя постоянного тока. При использовании источника питания постоянного тока требуется очень мало элементов управления. Для управления скоростью можно использовать встроенное переменное сопротивление для изменения величины тока, достигающего катушек.

Анимация работающего электродвигателя постоянного тока.

На анимации справа показан работающий двигатель постоянного тока. 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, если добавить больше полюсов, но стандартный «щеточный» двигатель постоянного тока любой конфигурации работает по тем же принципам, что и здесь. Щетки подают ток от источника постоянного напряжения, который подает магнитное поле на этот конец ротора. Полярность поля зависит от течения тока. Когда ротор вращается, щетки соприкасаются с одной стороной источника постоянного тока, затем ненадолго не соприкасаются ни с чем, затем продолжают контактировать с другой стороной источника постоянного тока, эффективно изменяя полярность ротора.Время этого изменения определяется геометрической установкой щеток и приводит к источнику постоянного тока. Анимация помогает проиллюстрировать, как в момент максимального притяжения ток изменит направление и, таким образом, изменит полярность ротора. В этот момент максимальное притяжение внезапно сменяется максимальным отталкиванием, которое создает крутящий момент на валу ротора и заставляет двигатель вращаться.

Компоненты двигателя постоянного тока

СТАТОР: Статор состоит либо из постоянного магнита, либо из 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 генерируют магнитное поле, когда на них подается внешний ток. Таким образом, магнитные полюса, генерируемые этим полем ротора, притягиваются к противоположным полюсам, генерируемым полем статора, и отталкиваются от таких же полюсов, что заставляет якорь вращаться.

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

ЩЕТКИ: При вращении двигателя щетки скользят по сегментам коллектора, тем самым 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.

Коллекторный двигатель постоянного тока имеет механический скользящий контакт между щетками и коллекторным кольцом. Щетки и пружина, по которой течет ток, время от времени нуждаются в замене. Коллектор также нуждается в периодической очистке или замене.

Производители

Балдор,
Бош,
Цирк,
Эмерсон,
Грошопп,
Кинетек,
Линч Мотор Компани,
Мет Моторс,
МикроМо,
Группа управления движением,
Нью Бхарат Электрик,
Питтман,
Портескап,
Пауэртек,
Теко

Для получения дополнительной информации

[1] Коллекторный электродвигатель постоянного тока, Википедия.

[2] Что такое двигатель постоянного тока?, Мудрый Компьютерщик.

[3] Электродвигатели постоянного тока, учебное пособие на веб-сайте гиперфизики Университета штата Джорджия.

[4] Понимание и использование спецификаций двигателей постоянного тока, Gears Educational Systems, LLC.

[5] Как работает двигатель постоянного тока?, eHow.com.

[6] Основы работы с коллекторным двигателем постоянного тока, часть 1 из 2, YouTube, 22 декабря 2008 г.

[7] Основы работы с коллекторным двигателем постоянного тока, часть 2 из 2, YouTube, 22 декабря 2008 г.

[8] Расчеты двигателей постоянного тока, Информационный документ National Instruments, сентябрь.22, 2014.

Введение в бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточные двигатели постоянного тока

широко используются в промышленности по всему миру. На самом базовом уровне есть щеточные и бесщеточные двигатели, а также двигатели постоянного и переменного тока. Бесщеточные двигатели постоянного тока, как вы понимаете, не содержат щеток и используют постоянный ток.

Эти двигатели обладают многими особыми преимуществами по сравнению с другими типами электродвигателей, но, помимо основ, что такое бесщеточный двигатель постоянного тока? Как это работает и для чего используется?

Как работает бесщеточный двигатель постоянного тока

Часто бывает полезно сначала объяснить, как работает щеточный двигатель постоянного тока, поскольку они использовались в течение некоторого времени до того, как стали доступны бесщеточные двигатели постоянного тока.Коллекторный двигатель постоянного тока имеет постоянные магниты снаружи своей конструкции с вращающимся якорем внутри. Постоянные магниты, неподвижные снаружи, называются статором. Якорь, который вращается и содержит электромагнит, называется ротором.

В щеточном двигателе постоянного тока ротор вращается на 180 градусов, когда на якорь подается электрический ток. Чтобы двигаться дальше, полюса электромагнита должны поменяться местами. Щетки, когда ротор вращается, вступают в контакт со статором, переворачивая магнитное поле и позволяя ротору вращаться на полные 360 градусов.

Бесщеточный двигатель постоянного тока, по сути, вывернут наизнанку, что устраняет необходимость в щетках для переворачивания электромагнитного поля. В бесщеточных двигателях постоянного тока постоянные магниты находятся на роторе, а электромагниты — на статоре. Затем компьютер заряжает электромагниты в статоре, чтобы ротор повернулся на полные 360 градусов.

Для чего используются бесщеточные двигатели постоянного тока?

Бесщеточные двигатели постоянного тока

обычно имеют КПД 85–90 %, тогда как щеточные двигатели обычно имеют КПД только 75–80 %.Щетки со временем изнашиваются, иногда вызывая опасное искрообразование, что ограничивает срок службы щеточного двигателя. Бесщеточные двигатели постоянного тока тихие, легкие и имеют гораздо более длительный срок службы. Поскольку компьютеры контролируют электрический ток, бесщеточные двигатели постоянного тока могут обеспечить гораздо более точное управление движением.

Из-за всех этих преимуществ бесщеточные двигатели постоянного тока часто используются в современных устройствах, где требуется низкий уровень шума и малое тепловыделение, особенно в устройствах, работающих в непрерывном режиме. Это могут быть стиральные машины, кондиционеры и другая бытовая электроника.Они могут быть даже основным источником питания для сервисных роботов, что потребует очень тщательного контроля силы из соображений безопасности.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

обладают рядом явных преимуществ по сравнению с другими типами электродвигателей, поэтому они используются во многих предметах домашнего обихода и могут стать основным фактором роста сервисных роботов внутри и за пределами промышленного сектора.

Если вы считаете, что эта технология может принести пользу вашему приложению, просмотрите список поставщиков и интеграторов бесщеточных двигателей постоянного тока.

Общие принципы работы (двигатели и приводы)

Основные компоненты

В любом двигателе постоянного тока есть две основные цепи: якорь (устройство, которое вращается, иногда называемое ротором) и возбуждение (неподвижная часть, иногда называемая статором). Два компонента магнитно взаимодействуют друг с другом, создавая вращение якоря. Мы подробнее рассмотрим каждую из частей и то, как они взаимодействуют.
На рис. 3-1 очень упрощенно показаны основные части двигателя постоянного тока.
Как видно на рис. 3-1, якорь и поле представляют собой две отдельные цепи, которые физически расположены рядом друг с другом, что способствует магнитному взаимодействию.

Рис. 3-1. Основные детали двигателя постоянного тока
Якорь имеет неотъемлемую часть, называемую коллектором. Коммутатор действует как электрический переключатель, всегда переключая полярность магнитного потока, чтобы обеспечить «отталкивающую» силу.Якорь вращается в результате отталкивающего движения, создаваемого магнитным потоком якоря, в противовес магнитному потоку, создаваемому обмоткой возбуждения.
Физическое подключение напряжения к якорю осуществляется с помощью устройства, называемого щетками. Щетки изготовлены из углеродного материала, находящегося в постоянном контакте с пластинами коллектора якоря. Щетки обычно подпружинены, чтобы обеспечить постоянное давление щетки на коллекторные пластины. На рис. 3-2 показано, как электрически соединены обмотки якоря и обмотки возбуждения.

Рисунок 3-2. Соединения якоря и возбуждения
Как видно на рис. 3-2, выводы выведены из обмоток и обычно заканчиваются в распределительной коробке. IF указывает на соединение обмотки возбуждения, а IA указывает на соединение якоря. (Примечание: «I» указывает на ток, что означает «интенсивность тока».)

Рисунок 3-3. Конструкция арматуры
Устройство арматуры должно выглядеть так, как показано на рис. 3-3.
Обмотки вставляются в пазы якоря. Эти прорези созданы серией железных «ламинатов», соединенных эпоксидной смолой в длинную узкую единицу. Эти прорези на самом деле скошены, чтобы обеспечить плавное вращение на очень низких скоростях. (Магнитный поток имеет тенденцию «прыгать» от поля к полю. Когда это происходит, возникает рывковое движение. Когда обмотки расположены под углом, магнитное взаимодействие между якорем и обмоткой возбуждения гасится, и рывковое движение уменьшается. значительно снижается.)
Многие производители имеют продольные отверстия вокруг внутреннего центра арматуры. Это позволяет дополнительному потоку охлаждающего воздуха проходить через якорь, уменьшая перегрев. Щетки контактируют с коллектором, диаметр которого немного меньше основного корпуса устройства (правая сторона фото).
Вокруг якоря имеется множество катушек (обмоток), обеспечивающих максимальное создание крутящего момента. Полярность катушек якоря должна быть изменена в точное время, чтобы обеспечить продолжение отталкивающего действия.Это действие называется коммутацией и происходит, когда правильно выровненные щетки контактируют с коммутатором.
Специальные обмотки, называемые коммутационными, устанавливаются между магнитными полюсами для выпрямления магнитного поля, протекающего через якорь. Если бы эти обмотки не были установлены, возникло бы искажение или искривление магнитного потока, что привело бы к снижению крутящего момента двигателя. На рис. 3-4 показано расположение коммутационных обмоток.

Рис. 3-4. Обмотки коммутации
По мере износа щеток от постоянного контакта с пластинами коллектора возникает искрение.Дугообразование можно уменьшить, используя коммутационные обмотки, но некоторое искрение все же возникает. Для уменьшения дугового разряда, вызывающего снижение производительности, требуется замена щеток. Замена является частью любой программы планового профилактического обслуживания (PM).
Блок обмотки возбуждения сконструирован почти так же, с пластинами из железа, составляющими большую часть устройства. Обмотки вставляются вдоль обмоток. Железные пластины имеют тенденцию увеличивать силу магнитного потока. На рис. 3-5 показана типичная конструкция блока обмотки возбуждения двигателя.
Имеются дополнительные обмотки, которые устанавливаются к магнитным полюсам обмоток возбуждения. Эти обмотки называются компенсационными обмотками и имеют тенденцию сглаживать поток поля через полюс. Без компенсационных обмоток левая сторона северного полюса стала бы насыщенной из-за дополнительных магнитных полей, создаваемых якорем. На рис. 3-6 показано расположение этих обмоток.
Здесь следует отметить, что существует еще один тип двигателя постоянного тока, в котором вместо обмотки возбуждения используются постоянные магниты.Эти типы двигателей, называемые двигателями постоянного тока с постоянными магнитами, не нуждаются в отдельном возбудителе или источнике питания для создания магнитного потока поля. Нужен только источник питания якоря. Если имеется напряжение питания якоря, двигатель постоянного тока с постоянными магнитами имеет все необходимые магнитные свойства для обеспечения вращения вала.
На рис. 3-7 показано расположение основных частей двигателя постоянного тока. Эти детали могут немного отличаться в зависимости от производителя, но все двигатели постоянного тока будут иметь эти компоненты.

Контроль скорости и крутящего момента

Скорость двигателя постоянного тока напрямую зависит от приложенного напряжения. Как указывалось ранее, двигателю постоянного тока требуются две отдельные цепи для создания крутящего момента двигателя.

Рис. 3-5. Конструкция обмотки возбуждения двигателя

Рисунок 3-6. Компенсационные обмотки

Контроль скорости

Поле получает напряжение от отдельного источника питания, иногда называемого возбудителем поля. Этот возбудитель обеспечивает питание поля, которое, в свою очередь, генерирует ток и магнитный поток. В нормальном рабочем состоянии поле поддерживается с максимальной напряженностью, что позволяет обмотке возбуждения развивать максимальный ток и поток. Это состояние известно как

Рис. 3-7. Основные компоненты двигателя постоянного тока
в якорном ряду. (Единственный способ управления скоростью – изменение напряжения якоря.)
Источник питания якоря подает напряжение на якорь через щетки и коммутатор.По сути, чем больше приложенное напряжение, тем выше скорость двигателя. Мы можем увидеть это соотношение в формуле ниже:

Как видно из формулы, если нагрузка на двигатель остается постоянной, ток якоря останется постоянным, как и сопротивление якоря. Кроме того, расчетная постоянная двигателя останется прежней, как и напряженность потока поля. Когда все эти компоненты остаются постоянными, единственным фактором, определяющим скорость, является величина приложенного напряжения якоря.
Приведенная выше формула будет работать при определении скорости, когда она равна или ниже базовой скорости двигателя. Формула также будет указывать скорость при работе выше базовой скорости. Возможна работа в расширенном диапазоне скоростей, если изготовитель двигателя проконсультируется по поводу максимальной безопасной рабочей скорости.
Как показано в формуле, если напряжение якоря максимальное, а все остальные компоненты остаются постоянными, скорость можно увеличить, уменьшив магнитный поток (Q). Однако следует отметить, что делать это нужно с осторожностью.
Уменьшенный поток поля является результатом уменьшения напряжения от возбудителя поля. Если напряжение снижается почти до нуля, скорость якоря может увеличиться до точки саморазрушения двигателя. Эта операция выше базовой скорости по понятным причинам известна как диапазон скоростей ослабления поля. Возбудитель поля будет иметь защитные устройства, чтобы избежать превышения скорости. Большинство систем привода постоянного тока допускают диапазон ослабления поля не менее 1/3 от нормального напряжения. Если напряжение падает ниже этой величины, предварительно запрограммированные цепи безопасности в приводе отключают питание якоря и безопасно останавливают двигатель.
Увеличение скорости стало возможным за счет уменьшения магнитного поля при работе со скоростью выше базовой. По сути, меньшая ЭДС может действовать как сдерживающий магнитный поток. Крутящий момент, доступный от двигателя, также является функцией скорости.
Типичное номинальное напряжение якоря в США составляет 90, 180, 240 или 500 В постоянного тока. Типичные номинальные значения полевого напряжения в США составляют 100, 200, 150 или 300 В постоянного тока. Как указывалось ранее, величина напряжения, подаваемого на якорь, будет определять скорость выходного вала. Например, если к двигателю со скоростью 1750 об/мин с якорем на 240 В постоянного тока приложено 120 В постоянного тока (напряжение 1/2), скорость вала будет приблизительно равна 875 об/мин (1/2 скорости).

Контроль крутящего момента

При определенных условиях крутящий момент двигателя остается постоянным при работе ниже базовой скорости. Однако при работе в диапазоне ослабления поля крутящий момент падает обратно пропорционально 1/скорость2. Величина крутящего момента двигателя также может быть определена по формуле. В двигателе постоянного тока существует следующее соотношение, которое помогает определить доступный крутящий момент двигателя:

, где:
T = развиваемый двигателем крутящий момент K1 = расчетная постоянная двигателя

Как видно из формулы, если магнитный поток поддерживается постоянным , а также расчетная постоянная двигателя, то момент пропорционален току якоря.Чем большую нагрузку видит двигатель, тем больше тока потребляет якорь.
Преимуществом двигателей постоянного тока является их способность обеспечивать полный крутящий момент при нулевой скорости. Это достигается за счет двух источников питания, запитывающих свои силовые структуры для подачи напряжения на якорь и возбуждение. Когда на якорь падает дополнительная нагрузка, магнитный поток якоря пересекает поток поля. Как только это происходит, через якорь проходит больше тока, и силовая структура привода проводит необходимое количество тока для удовлетворения потребности.Это явление происходит независимо от того, находится ли двигатель на любой скорости, включая нулевую.

Типы корпусов и методы охлаждения

Существуют различные типы кожухов для двигателей постоянного тока. Ниже приведены наиболее распространенные конфигурации, встречающиеся в промышленности. Система охлаждения или вентиляции встроена в конструкцию корпуса. В большинстве случаев, чтобы двигатель развивал полный крутящий момент при скорости менее 50 %, для охлаждения двигателя требуется дополнительный вентилятор.

DPFG (полностью защищенный от капель)

Каплезащитный корпус с полной защитой (DPFG) является самовентилируемым и не имеет внешних средств охлаждения.Во многих случаях эти типы двигателей могут быть модифицированы для подачи дополнительного наружного воздуха. Большинство конструкций DPFG могут генерировать 100 % номинального крутящего момента на скорости до 50 % от базовой скорости. На рис. 3-8 показан двигатель DPFG.

Рис. 3-8. Двигатель DPFG

DPBV (каплезащитный вентилятор с вентиляцией)

Корпус с защитой от брызг и вентиляцией (DPBV) имеет встроенный вентилятор, который может включать фильтр или не включать его. Вентилятор обычно устанавливается на конце коллектора для обеспечения постоянного потока охлаждающего воздуха.Двигатели
с принудительной вентиляцией нередко обеспечивают 100 % номинального крутящего момента при 10 или 5 % базовой скорости. На рис. 3-9 показан двигатель DPBV.

Рис. 3-9. Двигатель ДПБВ

DPSV (каплезащита с отдельной вентиляцией)

Каплезащитный кожух с отдельной вентиляцией (DPSV) использует канальный воздух в количестве кубических футов в минуту, необходимом для охлаждения двигателя. Этот тип двигателя способен развивать 100% крутящий момент на скорости 10 или 5% от базовой скорости. Во многих случаях этот тип подходит для использования в опасных или загрязненных средах.На рис. 3-10 показан двигатель DPV.

Рисунок 3-10. Двигатель ДПСВ

TESV (полностью закрытый, отдельно вентилируемый)

В полностью закрытом корпусе с отдельной вентиляцией (TESV) воздушный поток направляется в двигатель и выходит из него в количестве кубических футов в минуту, необходимом для охлаждения. Этот тип двигателя способен развивать 100% крутящий момент на скорости 10 или 5% от базовой скорости. Во многих случаях этот тип подходит для использования в опасных или загрязненных средах.На рис. 3-11 показан двигатель TESV.

Рисунок 3-11. Двигатель TESV (любезно предоставлено Emerson Motors Technologies™)

ТЭНВ (полностью закрытый, невентилируемый)

Полностью закрытый невентилируемый корпус (TENV) не имеет внешнего охлаждения, но использует внутренний вентилятор для циркуляции воздуха внутри двигателя. Этот тип двигателя способен развивать 100% крутящий момент на скорости 10 или 5% от базовой скорости. Из-за охлаждающих эффектов эти типы корпусов не подходят для двигателей с большой мощностью.Для сравнения, открытый капельный двигатель мощностью 100 л.с. будет примерно такого же размера, как двигатель TENV мощностью 30 л.с. На рис. 3-12 показан двигатель TENV.

Рисунок 3-12. Электродвигатель ТЭНВ

TEAO (полностью закрытый воздуховод)

В полностью закрытом корпусе с воздуховодом (TEAO) воздуходувка установлена непосредственно над двигателем. Это обеспечивает постоянный поток воздуха по внешней поверхности рамы двигателя. Внутреннего охлаждающего эффекта не происходит, только снаружи устройства.Двигатели этого типа способны развивать 100-процентный крутящий момент примерно до 10 % базовой скорости. На рис. 3-13 показан двигатель TEAO.

TEFC (полностью закрытый, с вентиляторным охлаждением)

Полностью закрытый корпус с охлаждением вентилятором (TEFC) имеет внешний вентилятор, установленный на концевом валу коллектора. Воздушный поток является прямым результатом

Рисунок 3-13. TEAO мотор
скорость мотора. Из-за этого этот тип корпуса не подходит для низкоскоростных приложений.Эти типы двигателей способны развивать 100% крутящий момент до 60% базовой скорости. На рис. 3-14 показан двигатель TEFC.

Рисунок 3-14. Электродвигатель TEFC

TEUC (полностью закрытый блок с охлаждением)

В полностью закрытом корпусе с блочным охлаждением (TEUC) используется теплообменник типа «воздух-воздух», а охлаждение обеспечивается внешним вентилятором. Вентилятор всасывает воздух в теплообменник через воздухозаборник. Внутренний вентилятор обеспечивает циркуляцию внутреннего охлажденного воздуха внутри двигателя.Внешний и внутренний воздуходувки находятся в двух отдельных камерах, чтобы ограничить смешивание наружного и внутреннего воздуха.
Двигатели этих типов способны развивать 100 % номинального крутящего момента при снижении до 3 или 2 % базовой скорости (применения с постоянным крутящим моментом 20:1). На рис. 3-15 показан двигатель TEUC.

Рисунок 3-15. Двигатель TEUC

Защита и рейтинги

Как и любое электрическое устройство, двигатели должны быть защищены от вредных элементов, иначе их производительность и срок службы будут снижены.Такие элементы, как частицы углерода или металлической пыли, а также кислоты и соли, являются отличными проводниками. Эти материалы, влажные или сухие, могут проводить ток при очень низком напряжении и через очень маленькие зазоры. Кроме того, вода или конденсат могут серьезно повредить систему изоляции двигателя. Вода с химическими веществами или минералами является проводником и может способствовать току утечки, вызывая преждевременный выход из строя.
Во многих промышленных атмосферах присутствуют маслянистые соединения, которые со временем оседают на всех поверхностях.На этих поверхностях начинают скапливаться загрязнения, которые могут привести к короткому замыканию в коллекторах двигателей или в щеточных механизмах. Здесь также могут возникать токи утечки, вызывающие долговременное ухудшение изоляции двигателя и, в конечном итоге, отказ двигателя.
Для обеспечения бесперебойной работы необходимо периодически проверять следующие элементы.

Перегрев

Использование двигателя в условиях перегрузки является одной из причин перегрева. Высокие температуры окружающей среды и грязные или забитые воздушные фильтры на машине или вентиляторах двигателя также способствуют отказам из-за перегрева.Высокая температура внутри двигателя вызывает напряжение расширения в изоляции проводов, что приводит к трещинам, что, в свою очередь, может привести к загрязнению и возможному выходу из строя провода. Усадка и затвердевание лаковой изоляции проводов является причиной потери прочности изоляции.

Температура окружающей среды

Типичные рекомендации: температура окружающей среды двигателя не должна превышать 40°C (104°F). Большинство двигателей предназначены для непрерывной работы при этой температуре окружающей среды. Тем не менее, двигатели, которые будут постоянно использоваться при более высоких температурах, обычно имеют более низкий класс изоляции по повышению температуры.Изоляция двигателя постоянного тока
должна иметь механическую и диэлектрическую прочность. Он должен выдерживать нормальное обращение, необходимое при сборке двигателя, а также последующую эксплуатацию. Основными классами изоляции являются A, B, F и H, и краткое описание выглядит следующим образом:
• Класс A — самый низкий класс, подходящий для обычных бытовых приборов, но не для промышленного применения.
• Класс B общего назначения, используемый во многих промышленных приложениях. Для более тяжелых условий эксплуатации требуется класс F или класс H.
• Класс H — изоляция для тяжелых условий эксплуатации, способная выдерживать высокие температуры окружающей среды и внутренних температур двигателя.
Нормальный ожидаемый срок службы системы изоляции составляет от 10 000 до 15 000 часов работы в зависимости от температуры. Снижение температуры обмотки двигателя на 10°C удвоит срок службы изоляции. И наоборот, повышение температуры на 10°C сократит ожидаемую продолжительность жизни вдвое.
Если вам нужна дополнительная информация, обратитесь к местному дистрибьютору двигателей, NEMA (Национальной ассоциации производителей электрооборудования) или местному представителю EASA (Ассоциации по обслуживанию электрооборудования).
Если температура окружающей среды выше 50°C, особое внимание следует уделить смазке подшипников и валов. Всегда следует консультироваться с изготовителем двигателя, если непрерывная температура поднимается выше этого значения.

Вибрация

Вибрация вызывает такие проблемы, как напряжение вала и возможное короткое замыкание проводников между витками обмотки или между слоями обмотки. Сильная вибрация может привести к трещинам в лаковой изоляции, из-за чего проводники подвергаются загрязнению.Проблемы с коммутацией также могут возникнуть из-за «подпрыгивания» щеток на коллекторе. Непрерывные вибрации, как правило, вызывают усталость металла, что может привести к преждевременной отливке (раме) или выходу подшипника из строя.

Высота над уровнем моря

Стандартные характеристики двигателя основаны на работе на высоте до 3300 футов (1000 м) над уровнем моря (над уровнем моря). Многие производители рекомендуют пользователю снижать мощность двигателя на 1% на каждые 330 футов выше 3300 футов над уровнем моря. Причина в том, что на больших высотах воздух менее плотный (меньше молекул воздуха, отводящих тепло от корпуса двигателя).Чтобы уменьшить потребность в
для снижения номинальных характеристик, обычно достаточно вентилятора, установленного на двигателе, для охлаждения двигателя и предотвращения перегрева.

Защита

Большинство производителей двигателей поощряют покупку и использование термостата двигателя. Это устройство обычно представляет собой биметаллический диск или полосу, чувствительную к повышению температуры. Когда температура достигает заданного уровня, термостат действует как переключатель и размыкает цепь управления, которая, в свою очередь, выключает двигатель.(Когда привод подключен к двигателю, этот термостат подключается к вспомогательной цепи, которая отключает привод при возникновении условий перегрева.)
Термостат монтируется на коммутирующей катушке внутри двигателя, что означает, что устройство должно быть установлены во время изготовления. Стандартная конфигурация — нормально замкнутый контакт. Однако доступны и нормально открытые конфигурации.
Этот тип устройства обычно продается по цене около 150 долларов и является разумной гарантией от перегрева двигателя.Как только двигатель перегревается, может произойти повреждение изоляции, что приведет к затратам на ремонт в тысячи долларов и дополнительным затратам в связи с простоем.

Рейтинги

Типовые двигатели постоянного тока имеют номинальные характеристики, указанные на паспортной табличке. На рис. 316 показана типовая табличка двигателя постоянного тока.

Рисунок 3-16. Паспортная табличка двигателя постоянного тока
• Рама: указана номинальная мощность рамы в расчете на определенную мощность и крутящий момент.
• HP: доступная мощность при указанных номинальных значениях напряжения и тока якоря и возбуждения.
• Ампер/усилитель возбуждения: обозначение тока якоря и обмотки возбуждения соответственно. Эти номиналы необходимы при программировании функций защиты в контроллере привода.
• Базовая/макс. скорость: указывает номинальную скорость в об/мин при работе при номинальных токах якоря и возбуждения, а также при номинальной нагрузке. Индикация максимальной скорости – это максимально возможная безопасная рабочая частота вращения, не выходящая за пределы ограничений двигателя.
Дополнительные характеристики включают тип корпуса, тип термостата, номинальную температуру окружающей среды, каталожный и серийный номер, а также тип и номинал тахометра. Эти рейтинги обсуждались ранее. Дополнительную информацию о тахометрах см. в разделе 5 «Устройства управления движением и обратной связи».

Большинство двигателей постоянного тока также имеют один из трех режимов работы:

• Непрерывный режим работы: мощность, присваиваемая двигателям, которые будут непрерывно рассеивать все тепло, выделяемое внутренними потерями, без превышения номинального повышения температуры.
• Повторно-кратковременный режим работы (определенное время): рейтинг, присваиваемый двигателю, который выдерживает номинальную нагрузку в течение определенного времени без превышения номинального повышения температуры.
• Повторно-кратковременный режим работы (неопределенное время): рейтинг, присвоенный двигателю, который обычно связан с некоторой среднеквадратичной нагрузкой рабочего цикла.
• Пиковый крутящий момент: максимальный крутящий момент, который могут обеспечить двигатели постоянного тока, ограничен точкой нагрузки, при которой начинается вредная коммутация. Повреждение щеток и коллектора зависит от силы и продолжительности искрообразования. Пиковый крутящий момент ограничен максимальным током, который может обеспечить источник питания.
• Расчет крутящего момента: Простой способ расчета доступного крутящего момента от двигателя постоянного тока состоит в использовании следующей формулы:
где:
Крутящий момент = развиваемый крутящий момент двигателя в фунт-футах HP = паспортная мощность в л.с. при базовой скорости Скорость = об/мин
В качестве примера предположим, что двигатель постоянного тока мощностью 10 л.с. имеет якорь на 240 В, 39.2 ампера со скоростью 1775/2750. Подставим нужные числа в формулу и определим базовую скорость (1775) крутящий момент:

Приведенная выше формула будет работать для определения крутящего момента на любой скорости вплоть до базовой. (Опять же, помните, что базовая скорость в номинальном: напряжение якоря, ток возбуждения и нагрузка.)
Чтобы определить отношение крутящего момента на ампер, просто разделите 29,5 на 39,2, что равно 0,75 фунт-фут крутящего момента на ампер. Определение отношения крутящего момента на ампер выше базовой скорости также возможно путем расчета крутящего момента с использованием приведенной выше формулы для скорости относительно базовой скорости, а затем с использованием отношения расчетного крутящего момента и показаний амперметра при этой скорости.Как и ожидалось, величина развиваемого крутящего момента меньше при скорости выше базовой, чем при скорости ниже базовой.

Типы двигателей постоянного тока

Введение

В основном в промышленности используются двигатели постоянного тока четырех различных типов: с последовательной обмоткой, с параллельной обмоткой, со сложной обмоткой и с постоянным магнитом. При выборе двигателя постоянного тока для конкретного применения необходимо учитывать несколько факторов.
Сначала решите, каким может быть допустимое изменение скорости и крутящего момента при заданном изменении нагрузки.Каждый тип двигателя имеет преимущества, которые выгодны для определенных приложений. Следующий обзор поможет вам решить, какой двигатель может обеспечить лучшую производительность в данном приложении. Всегда следует обращаться к техническим характеристикам двигателя постоянного тока и привода, чтобы определить конкретную скорость и крутящий момент системы. Приведенные ниже кривые скорость/крутящий момент приведены в иллюстративных целях.

Двигатели постоянного тока с обмоткой серии

Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением имеет якорь и обмотки возбуждения, соединенные в последовательную цепь.На рис. 3-17 показан двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой и соответствующая кривая скорость/крутящий момент.
Как видно на рис. 3-17, этот тип конфигурации двигателя характеризуется очень высоким пусковым моментом. Типичными приложениями для этого двигателя могут быть печатные станки, лыжные подъемники, электровозы, краны и бурение нефтяных скважин.
Развиваемый пусковой момент может достигать 500 % номинальной нагрузки. Высокий пусковой момент является результатом того, что обмотка возбуждения работает ниже точки насыщения.
Увеличение нагрузки вызовет соответствующее увеличение тока якоря и обмотки возбуждения, что означает одновременное увеличение потока и якоря, и обмотки возбуждения.Как вы помните, вращающий момент, развиваемый в двигателе постоянного тока, является результатом взаимодействия потоков якоря и обмотки возбуждения. Крутящий момент в двигателе постоянного тока увеличивается пропорционально квадрату значения тока.

Рисунок 3-17. Схема двигателя постоянного тока с последовательной обмоткой и кривая
Двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой будет генерировать большее увеличение крутящего момента по сравнению с двигателем постоянного тока с параллельной обмоткой при заданном увеличении тока.
И наоборот, регулирование скорости двигателя постоянного тока с последовательной обмоткой хуже, чем у двигателя с параллельной обмоткой. Как указано выше, при увеличении нагрузки увеличивается ток якоря и обмотки возбуждения. Когда нагрузка уменьшается, уменьшается и ток, что вызывает соответствующее уменьшение плотности потока. Как напоминание об основах двигателя постоянного тока, когда поток поля уменьшается во время работы двигателя, происходит уменьшение «удерживающей» электродвижущей силы (ЭДС). Поэтому при уменьшении нагрузки скорость увеличивается. Если бы нагрузка была полностью удалена, скорость двигателя увеличилась бы до бесконечности — в основном до тех пор, пока двигатель не разрушится.В качестве меры предосторожности двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой всегда должны быть подключены к нагрузке.

Двигатели постоянного тока с параллельной (шунтовой) обмоткой

В двигателе постоянного тока с параллельным возбуждением обмотки якоря и обмотки возбуждения соединены параллельно. На рис. 3-18 показан двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой и соответствующая кривая скорость/крутящий момент.

Рисунок 3-18. Двигатель постоянного тока с параллельными обмотками и кривая
Этот тип двигателя постоянного тока, вероятно, наиболее широко используется в промышленности. Как показано на рисунке, для этого типа двигателя требуется два источника питания — один для якоря и один для обмотки возбуждения.
Типичными приложениями для этого двигателя могут быть печатные станки, лыжные подъемники, пластиковые экструдеры, конвейеры и практически любые другие приложения, в которых используются двигатели постоянного тока. Из-за потребности в двух источниках питания этот тип двигателя является основным кандидатом для привода постоянного тока (преобразователя), который обычно включает слаботочный возбудитель с обмоткой возбуждения (источник питания).
При постоянном напряжении якоря и возбуждении обмоткой возбуждения этот тип двигателя имеет относительно плоские характеристики скорости/крутящего момента. Развиваемый пусковой момент может составлять 250-300% от номинального крутящего момента при полной нагрузке в течение короткого периода времени. Регулирование скорости (колебание скорости из-за нагрузки) допустимо во многих случаях в пределах 5-10% от максимальной скорости при работе от привода постоянного тока. Регулирование этой величины было бы типичным при управлении от контроллера привода с разомкнутым контуром (без электронного устройства обратной связи, подключенного к валу двигателя). Как обсуждалось в разделе 5, устройства обратной связи по скорости, такие как тахометрический генератор, могут значительно улучшить регулирование (до менее чем 1%).
Из-за потребности в двух источниках питания двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой предлагает использование упрощенного управления для реверсивных требований.Направление любого двигателя с параллельной обмоткой можно изменить, просто изменив направление тока в якоре или в обмотке параллельного возбуждения. Возможность реверсирования якоря или возбуждения является стандартной для многих модулей привода постоянного тока. (Во многих случаях реверсирование потока и направления осуществляется при управлении обмоткой возбуждения. Обмотка возбуждения потребляет менее одной десятой тока по сравнению с цепью якоря. Меньшие компоненты и меньшая нагрузка на схему являются результатом «реверсирования поля». ” используется для управления двигателем постоянного тока.)

Двигатели постоянного тока со сложной обмоткой

Двигатель постоянного тока со смешанной обмоткой в основном представляет собой комбинацию конфигураций с параллельной и последовательной обмоткой. Этот тип двигателя обеспечивает высокий пусковой момент двигателя с последовательным возбуждением. Кроме того, он предлагает постоянную регулировку скорости (стабильность скорости) при заданной нагрузке. Этот тип двигателя используется в тех случаях, когда регулирование скорости не может быть обеспечено ни с помощью последовательного, ни с параллельного двигателя. На рис. 3-19 показан двигатель постоянного тока со сложной обмоткой и соответствующей кривой скорость/крутящий момент.
Характеристики крутящего момента и скорости являются результатом включения части цепи обмотки возбуждения последовательно с цепью якоря. Эту дополнительную цепь обмотки якоря не следует путать с коммутирующей обмоткой или промежуточными полюсами. Коммутационные обмотки также имеют несколько витков, но их задача — нейтрализовать реакцию якоря.
При приложении нагрузки происходит соответствующее увеличение тока через последовательную обмотку, что также увеличивает магнитный поток. Это, в свою очередь, увеличивает выходной крутящий момент двигателя.

Рисунок 3-19. Двигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой и кривой

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами

Двигатель с постоянными магнитами состоит из стандартного якоря и щеток, но имеет постоянные магниты вместо шунтирующей обмотки возбуждения. Скоростная характеристика близка к характеристике двигателя постоянного тока с параллельной обмоткой. При добавлении стоимости двигателя постоянного тока и системы управления этот тип двигателя дешевле в эксплуатации, поскольку нет необходимости в питании возбудителя с шунтирующей обмоткой возбуждения. На рис. 3-20 показан двигатель постоянного тока с постоянными магнитами и соответствующая кривая скорость/крутящий момент.

Рисунок 3-20. Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами и кривая
Наряду с менее дорогостоящей эксплуатацией, этот тип двигателя проще в установке, поскольку требуются только два соединения якоря. Этот тип двигателя также проще реверсировать — просто поменяйте местами соединения с якорем.
Полюса постоянного магнита обычно изготавливаются из таких материалов, как керамика или альнико (алюминий, никель и кобальт).Керамические магниты используются для маломощных и низкоскоростных приложений из-за их низкого уровня генерируемого потока
. Хотя этот тип двигателя имеет хорошие эксплуатационные характеристики и более низкую стоимость, у него есть несколько недостатков по сравнению с другими.
Такие материалы, как керамика, обладают высокой устойчивостью к размагничиванию. Тем не менее, постоянные магниты имеют тенденцию терять часть своей магнитной силы с течением времени. Это уменьшение напряженности магнитного поля вызывает соответствующее снижение выходного крутящего момента.Чтобы противодействовать этой возможности, некоторые более дорогие двигатели с постоянными магнитами включают обмотки, встроенные в магниты возбуждения с целью «повторного намагничивания» магнитов.
Помимо керамических или альнико-магнитов, редкоземельные магниты также являются экономичным средством создания потока магнитного поля. Этот тип магнитной группы включает «встроенный» магнит, который является лишь одним из девяти доступных магнитных материалов.
Хотя этот тип двигателя имеет очень хороший пусковой крутящий момент, регулирование скорости немного меньше, чем у двигателя с комбинированной обмоткой.Общий выходной крутящий момент делает этот двигатель лучшим кандидатом для приложений с низким крутящим моментом. Пиковый крутящий момент ограничен примерно 150%. Это ограничение основано на том факте, что дополнительное «размагничивание» полюсов поля может произойти при развитии большего крутящего момента.

Специальные двигатели постоянного тока — серводвигатели постоянного тока с постоянными магнитами

Серводвигатели

считаются «специальными», поскольку они используются в приложениях, требующих очень быстрой реакции и точности. Во многих случаях скорость вращения вала разгоняется от нуля до 6000 об/мин за сотые доли секунды.Тот же профиль скорости мог понадобиться в режиме замедления, а также немедленного изменения направления.
Двигатели такого типа должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать нагрузки при ускорении, а также не должны колебаться скорость после достижения желаемой скорости. Особое внимание уделяется отводу тепла, поскольку эти двигатели должны быть небольшими, но при этом генерировать достаточный крутящий момент для работы машины. Небольшой размер позволяет этому типу двигателя помещаться в небольшие упаковочные, паллетоукладочные и обрабатывающие машины.Как правило, эти двигатели длинные и узкие, в отличие от стандартного двигателя постоянного тока с параллельной обмоткой. Длинная узкая конструкция приводит к малоинерционным узлам якоря, которые можно быстро разогнать. Конструкция серводвигателя с постоянными магнитами занимает минимум места. Для сравнения, шунтирующие обмотки возбуждения должны иметь слои достаточной ширины, чтобы генерировать необходимый поток возбуждения, что увеличивает общую ширину машины. На рис. 3-21 показан внешний вид типичного серводвигателя постоянного тока.
Как видно на рис. 3-21, этот тип двигателя обычно имеет полностью закрытую конструкцию для защиты от большей части влаги, пыли и умеренных загрязнений. Физический корпус двигателя действует как радиатор для рассеивания выделяемого тепла.

Рисунок 3-21. Серводвигатель постоянного тока с монтажом на С-образной поверхности
Многие серводвигатели используются специально для позиционирования. Таким образом, конструкция двигателя позволяет использовать устройство обратной связи по положению, такое как энкодер или резольвер. Монтаж серводвигателя можно легко выполнить с помощью фланца «C» (без фланца, но с резьбовыми отверстиями для крепления монтажных болтов) или фланца «D» (внешний фланец со сквозными отверстиями).
Принцип работы серводвигателя с постоянными магнитами точно такой же, как у стандартного двигателя постоянного тока с постоянными магнитами. Он имеет якорь, коммутатор и поле ПМ для магнитного взаимодействия. Разница заключается в физических размерах и форме серводвигателя, а также в характеристиках производительности и скорости.

Специальные двигатели постоянного тока — бесщеточные серводвигатели

Другой тип серводвигателя постоянного тока использует характеристики высокого крутящего момента и ускорения, но без использования коммутатора или щеток.Этот тип, называемый бесщеточным серводвигателем постоянного тока, принимает входную трехфазную или однофазную входную мощность и преобразует ее в постоянный ток, используемый обмотками двигателя. Обмотки создают магнитный поток, который взаимодействует с полем с постоянными магнитами, создавая скорость и крутящий момент двигателя. На рис. 3-22 показана конструкция бесщеточного серводвигателя постоянного тока.
Как видно на рис. 3-22, вместо постоянных магнитов, установленных в качестве поля, магниты фактически являются частью ротора. (Примечание: Поскольку щетки или коллектор отсутствуют, вместо якоря используется термин «ротор», что указывает на конструкцию машины переменного тока.) Типичный бесщеточный серводвигатель постоянного тока может иметь несколько полюсов, например, три полюса N и три полюса S. В статоре также должны быть соответствующие обмотки для создания магнитного взаимодействия. (Примечание: поскольку это конструкция машины переменного тока, вместо термина «обмотка возбуждения» или «обмотка возбуждения» используется термин «статор».)

Рисунок 3-22. Бесщеточный серводвигатель постоянного тока (конструкция и управление)
Ротор серводвигателя обычно изготавливается из ламинированного железа со вставленными магнитами, которые запрессовываются или приклеиваются эпоксидной смолой.Специальные высокоскоростные подшипники поддерживают ротор в нужном положении. Вместо стандартной распределительной коробки серводвигатели обычно включают в себя разъем военного образца. В этом стиле все соединения находятся на одной вилке или розетке с навинчивающимся кольцом для обеспечения надежного контакта. Этот тип разъема устойчив к машинной вибрации и электрическим помехам.
Серводвигатель получает входную мощность и преобразует ее в постоянный ток для основных обмоток статора. В зависимости от конструкции серводвигателя блок управления может включать транзисторы, которые включаются или выключаются для выработки напряжения.В случае трехфазного серводвигателя подключается внешний сервоусилитель для создания управляющего напряжения для обмоток статора.
Основным недостатком этого двигателя является невозможность развития высокого пускового момента. В случае однофазного серводвигателя в любой момент времени используется половина основных обмоток. Это приводит к несколько большим потерям в меди. Однако, поскольку для управления бесщеточным серводвигателем постоянного тока используется транзисторное переключение, срок службы двигателя в основном ограничивается подшипниками, поскольку нет изнашиваемых сегментов коммутатора или щеток.

Учебная серия по электротехнике и электронике ВМФ (NEETS), модуль 5, с 2-1 по 2-10

NEETS Модуль 5. Введение в генераторы и двигатели

страниц я,
1−1,
1−11,
1−21,
1−31,
2−1,
2−11,
3−1,
3−11,
4−1,
4−11, индекс

Глава 2

ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цели обучения

По завершении этой главы вы сможете:

1.Назовите факторы, определяющие
направление вращения двигателя постоянного тока.

2. Сформулируйте правило правой руки для двигателей.

3. Опишите основные различия и сходства между генератором постоянного тока и двигателем постоянного тока.

4. Опишите причину и следствие противоЭДС в двигателе постоянного тока.

5. Объясните термин «загрузка», поскольку он
относится к электродвигателю.

6. Перечислите преимущества и недостатки различных типов ЦОД.
моторы.

7. Сравните типы арматуры и способы ее использования.

8. Обсудите способы управления скоростью и направлением вращения двигателя постоянного тока.

9. Опишите эффект
Реакция якоря в двигателе постоянного тока.

10. Объясните необходимость пускового резистора в двигателе постоянного тока.

Введение

Двигатель постоянного тока — это механическая рабочая лошадка, которую можно использовать по-разному. Много крупных кусков
оборудование зависит от двигателя постоянного тока для обеспечения их мощности для перемещения. Скорость и направление вращения двигателя постоянного тока
легко контролируется. Это делает его особенно полезным для эксплуатации оборудования, такого как лебедки, краны и ракетные установки.
пусковые установки, которые должны двигаться в разных направлениях и с разной скоростью.

ПРИНЦИПЫ работы

Работа двигателя постоянного тока основана на следующем принципе:

в магнитном поле, перпендикулярном силовым линиям, стремится двигаться в направлении, перпендикулярном
магнитные линии потока.

Существует определенная зависимость между направлением магнитного поля,
направление тока в проводнике и направление, в котором проводник имеет тенденцию двигаться. Эти отношения
лучше всего объяснить с помощью ПРАВИЛА ПРАВОЙ РУКИ для ДВИГАТЕЛЕЙ (рис. 2-1).

2-1

Рис. 2-1. — Правило правой руки для двигателей.

Чтобы определить направление движения проводника, вытяните большой, указательный и средний пальцы вашей
правой рукой, чтобы они находились под прямым углом друг к другу.Если указательный палец направлен в сторону магнитного
поток (с севера на юг), а средний палец указывает в направлении тока в проводнике,
большой палец укажет направление движения проводника.

Проще говоря, двигатель постоянного тока вращается как
результат взаимодействия двух магнитных полей друг с другом. Якорь двигателя постоянного тока действует как электромагнит.
при протекании тока по его обмоткам. Так как якорь находится в пределах магнитного поля полюсов поля,
эти два магнитных поля взаимодействуют.Одноименные магнитные полюса отталкиваются друг от друга, а разноименные магнитные полюса притягиваются друг к другу.
разное. Как и в генераторе постоянного тока, двигатель постоянного тока имеет стационарные полюса возбуждения и якорь, который включается.
подшипники в пространстве между полюсами поля. Якорь двигателя постоянного тока имеет обмотки, как и
якорь генератора постоянного тока. Эти обмотки также соединены с сегментами коммутатора. двигатель постоянного тока состоит из
те же компоненты, что и генератор постоянного тока. Фактически, большинство генераторов постоянного тока можно заставить работать как двигатели, и наоборот.

Посмотрите на простой двигатель постоянного тока, показанный на рис. 2-2. Он имеет два полюса поля, один северный полюс и один южный полюс.
Магнитные силовые линии проходят через отверстие между полюсами с севера на юг.

Рис. 2-2. — Вращение якоря двигателя постоянного тока.

Якорь в этом простом двигателе постоянного тока представляет собой единую проволочную петлю, как и в простом якоре, который вы изучали.
в начале главы о генераторах постоянного тока.Однако петля провода в двигателе постоянного тока имеет

2-2

Через него протекает ток

от внешнего источника. Этот ток создает магнитное поле.
произведено. Это поле обозначено пунктирной линией через петли. Поле контура (якоря) одновременно
притягиваются и отталкиваются полем от полюсов поля. Так как ток через петлю циркулирует в
направление стрелок, северный полюс арматуры находится вверху слева, а южный полюс арматуры
находится внизу справа, как показано на рис. 2-2 (вид A).Конечно, при вращении петли (якоря) эти магнитные
полюса поворачиваются вместе с ним. Теперь, как показано на рисунках, северный полюс арматуры отталкивается от северного поля.
полюсом и притягивается вправо южным полюсом поля. Аналогично, южный полюс арматуры отталкивается от
южный полюс поля и притягивается влево северным полюсом поля. Это действие приводит к тому, что якорь поворачивается.
по часовой стрелке, как показано на рис. 2-2 (вид B).

После того, как петля повернется достаточно далеко, чтобы ее
северный полюс находится точно напротив южного полюса поля, кисти продвигаются к следующим сегментам.Это меняет
направление тока, протекающего через контур якоря. Кроме того, он меняет полярность поля якоря, как показано на рисунке.
на рис. 2-2 (вид С). Магнитные поля снова отталкиваются и притягиваются друг к другу, а якорь продолжает
повернуть.

В этом простом двигателе импульс вращающегося якоря переносит якорь за положение
где противоположные полюса точно выровнены. Однако, если эти поля точно выровнены, когда якорь
ток включен, импульса для начала движения якоря нет.В этом случае двигатель не будет вращаться.
Чтобы запустить такой мотор, нужно дать ему покрутиться. Этот недостаток отсутствует при наличии
на якоре больше витков, потому что поле якоря больше одного. Не может быть двух арматурных полей.
точно выровнены с полем от полюсов поля в то же время.

Q1. Какие факторы определяют
направление вращения двигателя постоянного тока?

Q2.Правило правой руки для двигателей используется, чтобы найти взаимосвязь между какими характеристиками двигателя?

Q3. Каковы различия между компонентами генератора постоянного тока и двигателя постоянного тока?

ПРОТИВОЭДС

Во время работы двигатель постоянного тока действует как генератор постоянного тока. Существует магнитное поле от поля
полюсов, а проволочная петля вращается и разрезает это магнитное поле. На данный момент не обращайте внимания на то, что
по петле провода от батареи течет ток.Поскольку стороны петли пересекают магнитное поле,
в них индуцируется напряжение, такое же, как было в контурах генератора постоянного тока. Это индуцированное напряжение вызывает
ток должен течь в петле.

Теперь рассмотрим относительное направление между этим током и текущим
что заставляет двигатель работать. Во-первых, проверьте направление течения тока в результате действия генератора.
происходит (вид а на рис. 2-2). (Примените правило левой руки для образующих, которое обсуждалось в предыдущем
глава.) Левой рукой держите ее так, чтобы указательный палец указывал в направлении магнитного поля (север
на юг), а большой палец указывает в направлении движения черной стороны якоря (вверх). Ваш средний палец
затем указывает из бумаги (к вам), показывая направление тока, вызванного действием генератора в
черная половина арматуры. Это в направлении, противоположном направлению тока батареи. Так как это
Напряжение действия генератора противоположно напряжению батареи, это называется «противоЭДС».(Буквы ЭДС обозначают
электродвижущая сила, которая является другим названием напряжения.) Два тока текут в противоположных направлениях. Этот
доказывает, что напряжение батареи и противо-ЭДС противоположны по полярности.

В начале этого
При обсуждении мы не учитывали ток якоря при объяснении того, как возникает противоЭДС. Затем мы показали, что
нормальный ток якоря протекал противоположно току, создаваемому противоЭДС.Мы говорили о двух противоположных
токи, протекающие одновременно. Однако это

2-3

немного упрощен, как вы уже подозреваете. На самом деле течет только один ток. Поскольку встречная ЭДС может
никогда не становятся такими большими, как приложенное напряжение, и поскольку они имеют противоположную полярность, как мы видели,
встречная ЭДС эффективно компенсирует часть напряжения якоря. Единственный ток, который течет, является током якоря,
но сильно снижается из-за встречной ЭДС.

В двигателе постоянного тока всегда присутствует противоЭДС
развитый. Эта встречная ЭДС не может быть равна или превышать приложенное напряжение батареи; если бы это был мотор
не побежал бы. Встречная ЭДС всегда немного меньше. Однако противоЭДС противостоит приложенному напряжению
достаточно, чтобы поддерживать ток якоря от батареи на довольно низком уровне. Если бы не было счетчика
ЭДС, через якорь протекал бы гораздо больший ток, и двигатель работал бы намного быстрее.Однако нет
способ избежать встречного ЭДС.

Q4. Что вызывает противо-ЭДС в двигателе постоянного тока?

Q5. На какую характеристику двигателя влияет противоЭДС?

ДВИГАТЕЛЬ Нагрузки

Двигатели используются для вращения механических устройств, таких как водяные насосы, шлифовальные круги, лопасти вентиляторов и круговые
пилы. Например, когда двигатель вращает водяной насос, водяной насос является нагрузкой. Водяной насос – это
механическое устройство, которое двигатель должен перемещать.Это определение нагрузки двигателя.

Аналогично электрическому
нагрузки, механическая нагрузка, подключенная к двигателю постоянного тока, влияет на многие электрические величины. Такие вещи, как сила
потребляемый от линии, количество тока, скорость, эффективность и т. д., частично контролируются размером
нагрузка. Физические и электрические характеристики двигателя должны соответствовать требованиям нагрузки, если
работа должна выполняться без возможности повреждения нагрузки или двигателя.

Q6. Что
нагрузка на двигатель постоянного тока?

ПРАКТИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Как вы видели, двигатели постоянного тока электрически идентичны генераторам постоянного тока. Фактически, та же машина постоянного тока может быть
с механическим приводом для выработки напряжения или с электрическим приводом для перемещения механической нагрузки. Пока это
обычно не делается, это указывает на сходство между двумя машинами. Эти сходства будут использоваться
в оставшейся части этой главы, чтобы познакомить вас с практическими двигателями постоянного тока.Вы сразу узнаете серию,
шунтирующие и составные типы двигателей как непосредственно связанные с их аналогами-генераторами.

Серия ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В последовательном двигателе постоянного тока возбуждение подключается последовательно с якорем. То
поле наматывается несколькими витками большого провода, потому что он должен нести полный ток якоря. Схема для
серия двигателей постоянного тока показана на рис. 2-3.

2-4

Рис. 2-3.- Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением.

Этот тип двигателя развивает очень большую вращающую силу, называемую крутящим моментом, в состоянии покоя.
Благодаря этой характеристике двигатель постоянного тока серии может использоваться для управления небольшими электрическими приборами, портативными
электрические инструменты, краны, лебедки, тали и тому подобное.

Еще одной характеристикой является изменение скорости
широко между холостым ходом и полной нагрузкой. Серийные двигатели нельзя использовать там, где требуется относительно постоянная скорость.
в условиях переменной нагрузки.

Основной недостаток серийного двигателя связан со скоростью
характеристика, указанная в последнем абзаце. Скорость последовательного двигателя без подключенной к нему нагрузки увеличивается
до такой степени, что двигатель может выйти из строя. Обычно либо повреждены подшипники, либо вылетают обмотки
пазов в арматуре. Существует опасность как для оборудования, так и для персонала. Некоторая нагрузка должна быть ВСЕГДА
подключен к последовательному двигателю, прежде чем включить его.Эта предосторожность предназначена в первую очередь для больших двигателей. Маленькие моторы,
такие как те, которые используются в ручных электрических дрелях, имеют достаточно внутреннего трения, чтобы нагрузить себя.

Финал
Преимущество серийных двигателей заключается в том, что они могут работать от источника переменного или постоянного тока. Это будет
описаны в главе о двигателях переменного тока.

Q7. В чем главный недостаток серийного двигателя?

Q8. В чем основное преимущество серийного двигателя?

ШУНТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Шунтирующий двигатель подключается так же, как и шунтирующий генератор.Обмотки возбуждения
соединены параллельно (шунтирую) с обмотками якоря. Схема для шунтового двигателя показана на рисунке
2-4.

2-5

Рис. 2-4. — Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением.

После того, как вы отрегулируете скорость шунтового двигателя постоянного тока, скорость останется относительно постоянной даже при изменении
условия нагрузки. Одной из причин этого является то, что поток поля остается постоянным. постоянное напряжение в поле
делает поле независимым от изменений в цепи якоря.

Если нагрузка на двигатель увеличивается,
двигатель имеет тенденцию замедляться. При этом встречная ЭДС, создаваемая в якоре, уменьшается. Это вызывает
соответствующее уменьшение сопротивления току батареи, протекающему через якорь. ток якоря
увеличивается, вызывая ускорение двигателя. Условия, установившие первоначальную скорость, восстанавливаются,
и сохраняется исходная скорость.

И наоборот, если нагрузка двигателя уменьшается, скорость двигателя увеличивается; ЭДС противодействия увеличивается, якорь
ток уменьшается, а скорость уменьшается.

В каждом случае все это происходит так быстро, что любое реальное
изменение скорости незначительное. Существует мгновенная тенденция к изменению, а не большое колебание скорости.

Q9. В чем преимущество параллельного двигателя перед серийным?

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ МОТОР

составной двигатель имеет две обмотки возбуждения, как показано на рис. 2-5. Один представляет собой шунтирующее поле, подключенное параллельно
арматура; другой представляет собой последовательное поле, которое последовательно подключается к якорю.Шунтирующее поле дает
этот тип двигателя имеет преимущество постоянной скорости по сравнению с обычным шунтовым двигателем. Поле серии дает ему преимущество
способности развивать большой крутящий момент при запуске двигателя под большой нагрузкой. Это не должно быть сюрпризом
что составной двигатель имеет характеристики параллельного и последовательного двигателей.

2-6

Рис. 2-5. — Двигатель постоянного тока со смешанной обмоткой.

Когда шунтирующее поле подключено параллельно последовательному полю и якорю, это называется «длинным
шунт», как показано на рис. 2-5 (вид А).В противном случае его называют «коротким шунтом», как показано на рис. 2-5, (вид
Б).

ТИПЫ АРМАТУРЫ

Как и генераторы постоянного тока, двигатели постоянного тока могут быть сконструированы с использованием одного из двух типов якоря. краткий обзор
Якоря с граммовым кольцом и барабанной обмоткой необходимы, чтобы подчеркнуть сходство между генераторами постоянного тока и генераторами постоянного тока.
моторы.

АРМАТУРА С КОЛЬЦОМ ГРАММА

Якорь с кольцом Грамма изготовлен путем
изолированный провод вокруг кольца из мягкого железа (рис.2-6). К обмотке выполнено восемь равноотстоящих соединений. Каждый
из них соединен с сегментом коммутатора. Щетки касаются только верхнего и нижнего сегментов. Есть два
параллельные пути для тока — один вверх по левой стороне и один вверх по правой стороне. Эти пути завершены
через верхнюю щетку обратно к положительному проводу аккумулятора.

Рис. 2-6. — Грамм-кольцевая арматура.

2-7

Чтобы проверить направление вращения этого якоря, вы должны использовать правило правой руки для двигателей.Держите большой, указательный и средний пальцы под прямым углом. Укажите указательным пальцем в направлении поля
поток; в данном случае слева направо. Теперь поверните запястье так, чтобы средний палец указывал в направлении
что ток течет в обмотке снаружи кольца. Обратите внимание, что ток течет на страницу (от
вас) в левых обмотках и за пределы страницы (к себе) в правых обмотках. Теперь ваш большой палец указывает
в том направлении, в котором будет двигаться обмотка.

Якорь в виде кольца Грамма редко используется в современных двигателях постоянного тока.
Обмотки на внутренней стороне кольца экранированы от магнитного потока, что делает этот тип якоря неэффективным.
неэффективный. Арматура кольца грамматики обсуждается в первую очередь для того, чтобы помочь вам лучше понять барабанную перепонку.
арматура.

БАРАБАНОВАЯ АРМАТУРА

Барабанная обмотка якоря обычно используется в двигателях переменного тока. это
идентична барабанной обмотке, рассмотренной в главе о генераторах постоянного тока.

Если арматура с барабанной обмоткой
разрезать пополам, вид с торца в разрезе будет напоминать рисунок на рис. 2-7 (вид А), рис. 2-7 (вид В) представляет собой
вид сбоку на якорь и полюсные наконечники. Обратите внимание, что длина каждого проводника расположена параллельно
лицевые стороны полюсных наконечников. Поэтому каждый проводник якоря может отсекать максимальный поток моторного поля.
Благодаря такому расположению преодолевается неэффективность каркаса кольца Грамма.

Рис. 2-7. — Арматура барабанного типа.

Направление тока отмечено на каждом проводнике на рис. 2-7 (вид А), как если бы якорь
вращались в магнитном поле. Точки показывают, что ток течет к вам с левой стороны, а
крестики показывают, что ток течет от вас с правой стороны.

Полосы изоляции
вставлены в пазы, чтобы удерживать обмотки на месте при вращении якоря.Они показаны в виде клиньев на рис. 2-7.
(вид А).

Q10. Почему каркас кольца Грамма не получил более широкого распространения?

Q11. В чем недостаток
Кольцевая арматура преодолена в арматуре с барабанной обмоткой?

2-8

НАПРАВЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЯ

Направление вращения двигателя постоянного тока зависит от направления магнитного поля и направления
протекание тока в якоре.Если либо направление поля, либо направление тока, протекающего через
якорь реверсируется, вращение двигателя будет реверсивным. Однако, если оба эти фактора меняются местами в
в то же время двигатель будет продолжать вращаться в том же направлении. На практике возбуждение поля
напряжение меняется на противоположное, чтобы изменить направление вращения двигателя.

Обычно двигатель настраивается для выполнения определенного
работу, требующую фиксированного направления вращения.Однако бывают случаи, когда необходимо изменить
направление вращения, например приводной двигатель орудийной башни или ракетной установки. Каждый из них должен уметь
двигаться в обоих направлениях. Помните, соединения либо якоря, либо поля должны быть обратными, но не
оба. В таких приложениях правильные соединения выведены на реверсивный переключатель.

Q12. В DC
двигатель, который должен вращаться в обоих направлениях, как изменить направление?

СКОРОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель, скорость которого можно регулировать, называется двигателем с регулируемой скоростью; Двигатели постоянного тока — это двигатели с регулируемой скоростью.Скорость двигателя постоянного тока изменяется путем изменения тока в поле или путем изменения тока в цепи.
арматура.

Когда ток возбуждения уменьшается, поток поля уменьшается, а встречная ЭДС уменьшается. Это позволяет более
ток якоря. Поэтому двигатель разгоняется. Когда ток возбуждения увеличивается, поток поля
вырос. Возникает дополнительная встречная ЭДС, противодействующая току якоря. Затем ток якоря уменьшается,
и мотор тормозит.

Когда напряжение, подаваемое на якорь, уменьшается, ток якоря уменьшается, и двигатель снова
замедляет. Когда напряжение якоря и ток увеличиваются, скорость двигателя увеличивается.

В шунте
двигатель, скорость обычно регулируется реостатом, включенным последовательно с обмотками возбуждения

, как показано на рис.
рисунок 2-8. Когда сопротивление реостата увеличивается, ток через обмотку возбуждения уменьшается.Уменьшенный поток мгновенно уменьшает встречную ЭДС. Затем двигатель ускоряется, и увеличение счетчика
ЭДС поддерживает постоянный ток якоря. Аналогичным образом уменьшение сопротивления реостата увеличивает
ток протекает через обмотки возбуждения и вызывает замедление двигателя.

Рис. 2-8. — Контроль скорости двигателя.

2-9

В последовательном двигателе реостатный регулятор скорости может быть подключен либо параллельно, либо последовательно с
обмотки якоря. В любом случае, перемещая реостат в направлении, уменьшающем напряжение на
якорь снижает ток через якорь и замедляет двигатель. Перемещение реостата в направлении,
увеличивает напряжение и ток через якорь, увеличивает скорость двигателя.

Q13. Каково влияние на
скорость двигателя при увеличении тока возбуждения?

РЕАКЦИЯ Якоря

Вы помните, что тема реакции якоря была рассмотрена в предыдущей главе о генераторах постоянного тока.Причины реакции якоря и способы компенсации ее последствий в основном одинаковы для постоянного тока.
двигатели как для генераторов постоянного тока.

На рис. 2-9 повторяется искажающий эффект, создаваемый полем арматуры.
на поток между полюсными наконечниками. Обратите внимание, однако, что эффект сместил нейтральную плоскость назад,
против направления вращения. Это отличается от генератора постоянного тока, где нейтральная плоскость смещена вперед.
в направлении вращения.

Рис. 2-9. — Реакция якоря.

Как и прежде, щетки необходимо сместить в новую нейтральную плоскость. Как показано на рис. 2-9, сдвиг
против часовой стрелки. Опять же, правильное положение достигается, когда нет искрения от щеток.

Q14.
Реакция якоря в двигателе постоянного тока вызывает смещение нейтральной плоскости в какую сторону?

Компенсация
обмотки и промежуточные полюса, еще два «старых» предмета, компенсируют реакцию якоря в двигателях постоянного тока.Перемещение кистей уменьшает
искрение, но это также делает поле менее эффективным. Отмена реакции якоря устраняет необходимость переключения
кисти в первую очередь.

Компенсационные обмотки и промежуточные полюса так же важны в двигателях, как и в
генераторы. Компенсационные обмотки относительно дороги; поэтому большинство больших двигателей постоянного тока зависят от межполюсников.
исправить реакцию якоря. Компенсационные обмотки в двигателях такие же, как и в генераторах.Интерполы,
однако немного отличаются. Разница в том, что в генераторе интерполюс имеет ту же полярность, что и
главный полюс ВПЕРЕДИ от него по направлению вращения. В двигателе промежуточный полюс имеет ту же полярность, что и основной.
полюс СЛЕДУЯ за ним.

2-10

—	Материя, Энергия, и постоянного тока
—	Переменный ток и трансформаторы
—	Защита цепей, управление и измерение
—	Электрические проводники, электромонтажные работы, и схематическое чтение
—	Генераторы и двигатели
—	Электронное излучение, лампы и источники питания
—	Твердотельные устройства и источники питания
—	Усилители
—	Схемы генерации и формирования волн
—	Распространение волн, линии передачи и Антенны
—	Принципы работы с микроволнами
—	Принципы модуляции
—	Введение в системы счисления и логические схемы
—	— Введение в микроэлектронику
—	Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
—	Знакомство с испытательным оборудованием
—	Принципы радиочастотной связи
—	Принципы радиолокации
—	Справочник техника, основной глоссарий
—	Методы испытаний и практика
—	Введение в цифровые компьютеры
—	Магнитная запись
—	Введение в волоконную оптику
Примечание: Обучение электротехнике и электронике военно-морского флота Содержание серии (NEETS) — U. Навигация по записям Предыдущая запись: Электрический кабель для прокладки в квартире: Sorry, this page can’t be found. Следующая запись: Ремонт импульсных блоков питания с шим контроллером: Ремонт импульсных блоков питания: схемы, описание, неисправности alexxlab Посмотреть все записи автора alexxlab → Вам также может понравиться Соединитель антенный: правила соединения коаксиальных телевизионных проводов 08.10.202111.11.2020 Гофра под электропроводку: как выбрать гофрорукав для кабеля 17.08.202111.11.2020 Лэп влияние на здоровье: влияние на людей и окружающую среду.Статья vse-e.com / Новости 13.07.197212.01.2022 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Генератор Разное Советы Турбина Электростанции Энергия 2024 © Все права защищены.

Как работает двигатель постоянного тока ?

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

Генератор постоянного тока.

Двигатель постоянного тока.

Двигатель постоянного тока

Двигатели постоянного тока — Устройство, принцип действия электродвигателя

Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока

Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока

Особенности силового агрегата

Способы подключения

Запуск обмотки от независимых источников

Последовательное и параллельное возбуждение обмотки

Особенности функционирования

Работа и схемы электродвигателей постоянного тока

Принцип действия электродвигателя постоянного тока

Принципиальные схемы электродвигателя постоянного тока

Реверсирование двигателей постоянного тока

Регулирование оборотов двигателей постоянного тока

Двигатель постоянного тока. Характеристики и регулирование

Что такое арматура? (в электродвигателе и генераторе)

Что такое арматура?

Как работает арматура?

Детали и схема якоря

Сердечник арматуры

Обмотка якоря

Вал

Коллектор

Что заставляет вращаться якорь электродвигателя?

Как проверить арматуру?

Проверка якоря 1

Испытание арматуры 2

Тест якоря 3

Как проверить якорь двигателя на наличие повреждений обмоток

Время от времени наши клиенты задают нам вопрос: «Как я могу быстро проверить свою арматуру, чтобы убедиться, что она в порядке?»

Базовая конструкция арматуры

Испытание арматуры №1

Испытание арматуры #2

Испытание арматуры №3

, структура, конструкция и преимущества

Что такое двигатель постоянного тока?

Различные типы конструкций двигателей постоянного тока

Что такое детали двигателя постоянного тока и как они работают?

Статор

Ротор

Хомут

Полюса

Обмотки возбуждения

Обмотки якоря

Коллектор двигателя постоянного тока

Щетки

Применение двигателей постоянного тока

Насосы

Игрушки

Электромобили

Роботы

Двигатель постоянного тока Преимущества и недостатки

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: Коллекторные двигатели постоянного тока

Коллекторные двигатели постоянного тока

Введение в бесщеточные двигатели постоянного тока

Как работает бесщеточный двигатель постоянного тока

Для чего используются бесщеточные двигатели постоянного тока?

Общие принципы работы (двигатели и приводы)

Двигатели постоянного тока с обмоткой серии

Учебная серия по электротехнике и электронике ВМФ (NEETS), модуль 5, с 2-1 по 2-10

alexxlab

Вам также может понравиться

Соединитель антенный: правила соединения коаксиальных телевизионных проводов

Гофра под электропроводку: как выбрать гофрорукав для кабеля

Лэп влияние на здоровье: влияние на людей и окружающую среду.Статья vse-e.com / Новости

Добавить комментарий Отменить ответ