Устройство коллекторного двигателя: Принцип работы коллекторного двигателя

Содержание

Принцип работы коллекторного двигателя

Принцип действия коллекторного электродвигателя (рис.) основан на следующем: если проводник с током — рамку прямоугольной формы, имеющую ось вращения, — поместить между полюсами постоянного магнита (или электромагнита), то эта рамка начнет вращаться. Направление вращения будет зависеть от направления тока в рамке. Ток в рамку от источника постоянного тока может подаваться через контакты-полукольца, прикрепленные к концам рамки, и через упругие скользящие контакты — щетки (рис, а). Отметим, что вращающаяся часть электродвигателя называется якорем, а неподвижная — статором.
Контакты-полукольца обеспечивают переключение тока в рамке через каждые пол-оборота, т. е. непрерывное вращение рамки в одном направлении. У реальных коллекторных двигателей таких рамок много, поэтому вся контактная окружность делится уже не на две, а на большее количество контактов.

Рис.. Коллекторный электродвигатель: а — принцип действия; б — учебный коллекторный двигатель; в — якори учебных коллекторных двигателей; г — якорь реального электродвигателя

Эти контакты образуют коллектор — отсюда и название этого электродвигателя. Контакты коллектора изготовляют из меди, а щетки — из графита. Простейший ремонт электродвигателя заключается в замене щеток, запасной комплект которых часто прилагается при продаже устройств с такими двигателями.
Коллекторные электродвигатели имеют широкое применение

Коллекторные электродвигатели. Они названы по одному из узлов ротора — коллектору (цилиндр, набранный из изолированных пластинок меди, к которому припаяны концы проводов обмотки). С коллектором соприкасаются щетки статора. Коллектор подводит ток к обмотке ротора, последовательно соединенной с обмоткой статора.

Коллекторные электродвигатели отличаются высокой скоростью вращения ротора, поэтому их используют в таких изделиях и машинах, как пылесосы, кухонные машины, и др. Они имеют малые массу и габаритные размеры. Для бытовых машин в основном применяют универсальный встраиваемый коллекторный электрический двигатель.

Коллекторные двигатели, работающие от источника переменного и постоянного тока, называют универсальными. Существуют двигатели для работы на низком напряжении от источников тока. Коллекторные двигатели развивают большие скорости вращения без нагрузки, поэтому их пуск в бытовых машинах чаще всего осуществляется под нагрузкой, для чего приводимые в движение части машины насаживают непосредственно на вал двигателя, например вентилятор у пылесоса.

В процессе эксплуатации коллекторных двигателей проявляются такие их недостатки, как повышенный уровень шума, создание помех радиоприему, искрение и выход из строя угольных щеток, сложность ухода. Такие двигатели являются менее надежными, слож­ными в производстве и дорогостоящими. Однако они имеют и ряд существенных преимуществ перед асинхронными, благодаря которым и используются в бытовых машинах. Это хорошие пусковые данные, возможность получения больших скоростей вращения (до 25000 об/мин) и плавной регулировки скорости в широких пределах, универсальность.

Эффективность работы двигателя в бытовых приборах зависит от соблюдения требований к режиму работы изделия, который обязательно указывается в эксплуатационном документе. Особенно важно соблюдение этих требований для изделий и машин с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работу (фены, миксеры и др.), чтобы исключить перегрев двигателя и выход его из строя.

По способу охлаждения двигатели подразделяются на двигатели с естественным и искусственным охлаждением. Кроме того, необходимо вентилирующее приспособление, особенно независимое, которое следует поддерживать в рабочем состоянии.

Устройство и принцип работы электроинструмента

Содержание:

  1. 1. Коллекторный электродвигатель постоянного тока
    1. 1.1. Принцип действия
    2. 1.2. Недостатки
  2. 2. Бесколлекторный двигатель
  3. 3. Редуктор
    1. 3.1. Особенности редукторов
  4. 4. Устройства управления
  5. 5. Для безопасной работы

Двигатель, редуктор, устройства управления и детали для безопасной работы — вот основные узлы каждого электроинструмента. Для ручной машины важно, что бы она была как можно легче и меньше.

Кроме того, от нее требуется высокая скорость, которую можно регулировать. Этим условиям отвечают двигатели постоянного тока. Они подразделяются на коллекторные и вентильные.

Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Что бы понять, как электрическая энергия превращается в механическую, познакомимся с устройством двигателя. Его основные узлы: статор (индуктор), ротор (якорь) и примыкающий к нему щеточноколлекторный узел.

Статор — неподвижная стальная деталь, к которой прикрепляются главные и добавочные полюсы. Обмотка главных полюсов создает магнитное поле, а добавочная улучшает работу коллектора.

Вращающийся ротор устанавливается на валу. Он состоит из сердечника и обмотки. Ее концы соединяются с пластинами коллектора, к которому, в свою очередь, примыкают щетки — через них обмотка якоря соединяется с внешней цепью. Щетки занимают определенное положение по отношению к полюсам двигателя. В некоторых электроинструментах имеется поворотный щеткодержатель-траверса, благодаря ему положение щеток можно изменять. Это позволяет сохранить мощность при работе в режиме реверса. В остальных случаях вращение в обратном режиме включают электронные магнитные пускатели.

Принцип действия

Двигатель работает за счет электромагнитной индукции. При подаче напряжения на графитовые щетки, они замыкаются с ротором. По его обмотке проходит электрический ток. Так как ротор находится внутри магнитного поля статора, на него начинают действовать силы Ампера. На концах якоря они направлены в противоположные стороны, что создает крутящий момент. Ротор поворачивается на 180°. В этот момент крутящий момент становится равным нулю. Что бы вращение продолжалось необходимо переключить направление тока — провести коммутацию. По коллектору, который начал вращаться вместе с ротором, скользят щетки, в нужный момент они переходят с одной пластины на другую, меняя направление тока в обмотках ротора.

Частота вращения двигателя регулируется за счет изменения магнитного поля статора, которое в свою очередь генерируется током возбуждения двигателя. На этот ток можно повлиять реостатом, транзистором, т. е. любым устройством с активным сопротивлением. Таким образом, осуществляется электронная регулировка скорости.

Недостатки

Слабое место коллекторного двигателя — графитовые щетки, в процессе эксплуатации они истираются. При интенсивной нагрузке их приходится часто заменять. Кроме того, такой двигатель шумит и вибрирует во время работы, особенно на больших скоростях. Бороться с этими недостатками помогает использование в конструкциях качественных деталей и внешних антивибрационных элементов.

Бесколлекторный двигатель

Существует вид двигателей постоянного тока, в которых отсутствует щеточно-коллекторный узел. Ток в них изменяется с помощью электронных переключателей, что избавляет конструкцию от наличия щеток. Такие моторы называют вентильными. Принцип их работы аналогичен описанному выше. От коллекторных их отличает конструкция: магниты размещены на роторе, а обмотка на статоре.

Датчик углового положения ротора указывает электронному блоку, когда нужно менять направление тока.

Единственный недостаток вентильного двигателя — дорогостоящие детали. По этой причине в ручных электроинструментах в основном используются коллекторные двигатели, с вентильным — лишь единичные модели: компании Makita и Hitachi предлагают аккумуляторные ударные шуруповерты, называя их инструментами будущего.

Редуктор

Механическую энергию, которую вырабатывает двигатель, нужно передать на рабочий орган машины (шпиндель). Эту функцию выполняет редуктор. Часто его называют понижающим. Скорость вращения входного вала высокая, механическая передача (одна или несколько) преобразует ее так, что на выходном валу получается меньшее число оборотов, но высокий крутящий момент.

В ручных машинах применяют разнообразные виды механических передач: зубчатая, ременная, цепная, планетарная. В большинстве случаев на выходе получается вращение. Но есть инструменты, в которых этот вид движения преобразуется в другой.

Ударный механизм перфоратора работает следующим образом. На валу установлен «пьяный» подшипник — качающийся привод, которой преобразует вращательное движение от двигателя в поступательное — цилиндра. В пространстве между цилиндром, поршнем и бойком, находится воздух. Он сжимается и заставляет поршень перемещаться сначала вперед к бойку, а затем возвращает его в исходное положение.

Редуктор электролобзика преобразует вращение вала двигателя в возвратно-поступательное движение ползуна. Расположенный вертикально ползун перемещает пилку вниз и вверх. Пилка опирается на опорный ролик. Наличие функции маятникового хода означает, что опорный ролик и вилка, на которой он держится, могут отклоняться назад. В результате пилка, кроме основного, совершает движение вперед и назад. Это увеличивает скорость прямолинейного реза. Ступени маятникового хода задаются степенью отклонения ролика.

В вибрационных шлифмашинах эксцентрик, установленный на валу, так преобразует вращательное движение, что подошва всего лишь колеблется с маленькой амплитудой. В эксцентриковых шлифовальных машинах вращательное движение рабочего органа сохраняется, но эксцентрик добавляет ему колебания. Такие преобразования позволяют выполнять с помощью этих инструментов тонкую шлифовку.

Особенности редукторов

Для пользователя имеет значение, из каких деталей изготовлен редуктор, от этого зависит его надежность и срок службы всего электроинструмента. В моделях бытового класса часто используются шестерни из пластмассы, в профессиональных — редуктор полностью металлический. Преимуществом считается, если и корпус то же выполнен из металла. В этом случае инструмент лучше выдерживает большие нагрузки и удары.

Важной функцией, которую может выполнять редуктор, является ступенчатое изменение частоты вращения выходного вала. Она доступна на отдельных моделях дрелей, шуруповертов. Механическое переключение скоростей позволяет работать с меньшей скоростью и большим крутящим моментом на первой передаче и с более высоким числом оборотов — на второй. Если сравнить технические характеристики в цифрах, то можно сразу заметить, что инструменты с двухскоростным (трехскоростные встречаются редко) редуктором отличаются большим числом оборотов по сравнению с обычными моделями, в которых обороты регулируются только электроникой. Эта особенность обеспечивает высокую производительность и оптимальный подбор режима работы.

Устройства управления

Для питания двигателя в электроинструментах используются различные схемы, в том числе микропроцессорные электроприводы. Обязательным элементом любой системы является выпрямитель. Он преобразует переменный ток сети в постоянный, который подается на электродвигатель. В аккумуляторных инструментах, которые питаются от батарей, выпрямитель не требуется.

Скорость вращения регулирует преобразователь частоты. Самый простой его вариант — это несколько реле, с помощью которых число оборотов можно установить вручную. В систему так же могут входить магнитные пускатели с кнопкой для изменения направления вращения двигателя (функция реверса). Устройство управления двигателем размещают под рукояткой или вблизи нее, где на корпус выводятся курок-выключатель, колесико регулировки скорости, кнопка реверса.

Для безопасной работы

К ручным инструментам предъявляются особые требования, связанные с безопасностью работы. Электропроводящие детали покрывают специальным материалом для защиты пользователя от поражения током. Многие производители, кроме основной изоляции, на случай ее повреждения, применяют дополнительную, получая, таким образом, двойную. Остальные защитные устройства, такие как муфты, фиксаторы применяются в зависимости от вида инструмента.

Универсальный коллекторный двигатель — это… Что такое Универсальный коллекторный двигатель?

Схема одного из вариантов УКД. Допускается работа и от постоянного, и от переменного тока

Универсальный коллекторный двигатель (УКД) — разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном токе. Получил большое распространение в ручном электроинструменте и в некоторых видах бытовой техники из-за малых размеров, малого веса, лёгкости регулирования оборотов, относительно низкой цены.

Особенности конструкции

Строго говоря, универсальный коллекторный двигатель является коллекторным электродвигателем постоянного тока с последовательно включенными обмотками возбуждения (статора), оптимизированным для работы на переменном токе бытовой электрической сети. Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.

Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мягкого материала, имеющего малый гистерезис (сопротивление перемагничиванию). Для уменьшения потерь на вихревые токи статор выполняют наборным из изолированных пластин.

Особенностью (в большинстве случаев — достоинством) работы такого двигателя именно на переменном токе (а не на постоянном такого же напряжения) является то, что в режиме малых оборотов (пуск и перегрузка) индуктивное сопротивление обмоток статора ограничивает потребляемый ток и соответственно максимальный момент двигателя (оценочно) до 3—5 от номинального (против 5—10 при питании того же двигателя постоянным током). Для сближения механических характеристик у двигателей общего назначения может применяться секционирование обмоток статора — отдельные выводы (и меньшее число витков обмотки статора) для подключения переменного тока.

Реверсирование УКД осуществляется переключением полярности включения обмоток только статора или только ротора.

Достоинства и недостатки

Сравнение приведено для случая подключения к бытовой однофазной электрической сети 220 вольт и одинаковой мощности двигателей. Разница в механических характеристиках двигателей («мягкость-жёсткость», максимальный момент) может быть как достоинством, так и недостатком в зависимости от требований к приводу.

Достоинства в сравнении с коллекторным двигателем постоянного тока:

  • Прямое включение в сеть, без дополнительных компонентов (для двигателя постоянного тока требуется, как минимум, выпрямление).
  • Меньший пусковой (перегрузочный) ток (и момент), что предпочтительнее для бытовых устройств.
  • Проще управляющая схема (при её наличии) — тиристор (или симистор) и реостат. При выходе из строя электронного компонента двигатель (устройство) остаётся работоспособным, но включается сразу на полную мощность.

Недостатки в сравнении с коллекторным двигателем постоянного тока:

  • Меньший общий КПД из-за потерь на индуктивность и перемагничивание статора.
  • Меньший максимальный момент (может быть недостатком).

Достоинства в сравнении асинхронным двигателем:

  • Быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети.
  • Компактность (даже с учётом редуктора).
  • Больший пусковой момент.
  • Автоматическое пропорциональное снижение оборотов (практически до нуля) и увеличение момента при увеличении нагрузки (при неизменном напряжении питания) — «мягкая» характеристика.
  • Возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения.

Недостатки в сравнении с асинхронным двигателем:

  • Нестабильность оборотов при изменении нагрузки (где это имеет значение).
  • Наличие щёточно-коллекторного узла и в связи с этим:
    • Относительно малая надёжность (срок службы)
    • Сильное искрение на коллекторе из-за коммутации переменного тока и связанные с этим радиопомехи
    • Высокий уровень шума
    • Относительно большое число деталей коллектора (и соответственно двигателя)

Следует отметить, что в современных бытовых устройствах ресурс электродвигателя (щёточно-коллекторного узла) сопоставим с ресурсом рабочих органов и механических передач.

Сравнение с асинхронным двигателем

Двигатели (УКД и асинхронный) одной и той же мощности, независимо от номинальной частоты асинхронного двигателя, имеют разную механическую характеристику:

  • УКД — «мягкая» характеристика, момент прямо, а обороты обратно пропорциональны нагрузке на валу (потребляемой мощности) — практически линейно — от режима холостого хода до режима полного торможения. Номинальный момент выбирается примерно в 3-5 раз меньшим максимального. Обороты холостого хода ограничиваются только потерями в двигателе и могут разрушить мощный двигатель при включении его без нагрузки.
  • Асинхронный двигатель — «жёсткая» характеристика — двигатель поддерживает близкую к номинальной частоту вращения, резко (десятки процентов) увеличивая момент при незначительном снижении оборотов (единицы процентов). При значительном снижении оборотов (до полного торможения) момент двигателя не растёт, а даже падает, что вызывает полную остановку. Обороты холостого хода постоянны и слегка превышают номинальные.

Механическая характеристика в первую очередь и обуславливает (разные) области применения данных типов двигателей.

Из-за малых оборотов, ограниченных частотой сети переменного тока, асинхронные двигатели той же мощности имеют значительно бо́льшие вес и размеры, чем УКД. Если асинхронный двигатель запитывается от преобразователя (инвертора) с высокой частотой, то вес и размеры обеих машин становятся соизмеримы. При этом остаётся жёсткость механической характеристики, добавляются потери на преобразование тока и, как следствие увеличения частоты, повышаются индуктивные и магнитные потери (снижается общий КПД).

Аналоги без коллекторного узла

Ближайшим аналогом УКД по механической харатеристике является бесколлекторный электродвигатель (вентильный электродвигатель, в котором электронным аналогом щёточно-коллекторного узла является инвертор с датчиком положения ротора (ДПР).

Электронным аналогом универсального коллекторного двигателя является система: выпрямитель (мост), синхронный электродвигатель с датчиком углового положения ротора (датчик угла) и инвертором (другими словами — вентильный электродвигатель с выпрямителем).

Однако из-за применения постоянных магнитов в роторе максимальный момент вентильного двигателя при тех же габаритах будет меньше.

Применение

Ручной электроинструмент:

Бытовая техника:

См. также

Ссылки

Коллекторный двигатель устройство, управление, регулирование — Офремонт

Мы часто встречаемся с электрическими двигателями. Они предоставляют работу бытовой и техники для строительных работ, являются важной частью оборудования для производства. Большая часть устройств имеет в составе коллекторный мотор. Это один из обычных и дешевых движков, который имеет хорошие характеристики. Собственно этим, да ещё низкой ценой, вызвана его востребованность.

Что такое коллекторный мотор и его специфики

Коллектором называют часть мотора, контактирующую со щёткой. Этот узел обеспечивает передачу электрической энергии в рабочую часть агрегата. Коллекторным именуется мотор, у которого хотя бы одна обмотка ротора объединена со щёткой и коллектором. Коллекторные электрические двигатели бывают:

  • постоянного тока;
  • электрического тока;
  • многофункциональные.

Коллекторный мотор может быть переменного и постоянного тока. Есть многофункциональные модели, которые как правило будут работать от источника напряжения разного типа

Последние многофункциональные, работают как от постоянного, так и от электрического тока. Они хранят востребовательность, даже не обращая внимания на то, что наличие щёток негативный момент, так как щётки стираются и искрят. За этим узлом требуется постоянное наблюдение, техобслуживание. К хорошим качествам коллекторных двигателей можно отнести возможность плавной регулировки скорости в широких пределах, низкую цену.

Как и прочие электрические моторы, коллекторный состоит из статора и ротора (иногда называют «якорь»). Его характерной чертой считается наличие на валу коллекторного узла, через который на машину передаётся электрическое питание. Устройство коллекторных моторов переменного и постоянного тока сходны, но имеют конкретные отличия, потому рассмотрим подробно их отдельно.

Общее устройство коллекторных двигателей

Как и любой электрический двигатель, коллекторный видоизменяет электроэнергию в механическую. Он состоит из неподвижной части – статора и подвижной – ротора. В статоре размещаются обмотки возбуждения, ротор в ответе за передачу возникающей механической энергии. Одна из составляющих частей ротора – вал. С одной стороны, на валу размещён коллекторный узел, благодаря которому на обмотки ротора передаётся электроэнергия.

Коллекторный мотор: устройство

Статор состоит из корпуса, который оберегает элементы мотора от повреждений. Снизу и сверху корпуса фиксируются магнитные полюса. Они нужны для поддержки магнитного потока между статором и ротором.

Ротор коллекторного мотора

Ротор коллекторного мотора состоит из вала, на который садится сборный магнитопровод. С одной стороны, на вал фиксируется коллекторный узел, со второй, лопасти вентилятора. Для оснащения лёгкого вращения и для фиксирования в корпусе на вал с обеих сторон одеваются подшипники. Для правильной работы электрического двигателя, нужно чтобы ротор был прекрасно сбалансирован. Потому к изготовлению данной части подойдут особенно скрупулёзно.

Подвижная (вращающаяся) часть

Роторная обмотка

Сердечник ротора собирается из пластин из металла, отштампованных из магнитного металла. Толщина пластин 0,35-0,5 мм, любая из них залита слоем диэлектрического лака, для спасения от паразитных токов. Пластины по внешнему краю имеют пазы, в которые потом ложатся витки проволоки из меди. Эти пластины насаживаются на вал и фиксируются на нём, собирается пакет необходимого размера. Данная система считается магнитопроводом.

Так смотрится ротор коллекторного мотора

В пазы магнитопровода ложится витки медного обмоточного провода. Выходы обмоток выводятся на коллекторный узел, где и происходит их переключение.

Как устроен коллекторный узел и как он функционирует

Коллекторный узел необходимо рассмотреть подробно. Иначе понять, как крутится ротор, тяжело. Коллектор имеет форму в виде цилиндра и набран из медных пластин (порой называют ламелями), которые изолированные один от одного слюдяными или текстолитовыми прокладками. Нет электрического контакта и с осью вала, к которому он фиксируется.

Коллектор имеет вид цилиндра, который набран из медных пластин. Пластины выполнены в виде секторов, разделены диэлектрическими прокладками

Выходит, коллектор собран из медных секторов и без обмотки электрически между собой не связанных. К каждой пластине коллектора фиксируется вывод одной рамки обмотки ротора. К плоскости 2-ух разных рамок коллектора прижимается две щетки. Они хорошо прилегают к поверхности медной пластины коллектора, что даёт неплохой контакт. На эти щётки подаётся потенциал, который и передаётся в тот виток обмотки ротора, который подключён к этим пластинам.

К парным пластинам коллектора прижимаются графитовые щетки

Так как ротор с некоторой скоростью крутится, одна пара пластин меняется другой. Аналогичным образом, напряжение передаётся на все обмотки ротора. При этом появляющиеся один за другим поля поддерживают вращение ротора, «проталкивая» его в необходимом направлении.

Рабочий принцип

Вот теперь, как только рассмотрели устройство ротора, можно побеседовать про то, как работает коллекторный мотор. Собственно, рабочий принцип не отличается от других моторов, ротор начинает вращаться в магнитном поле благодаря наведенным на нём токам. Но как собственно и почему эти тока наводятся? Для понимания нужно припомнить, как появляется электродвижущая сила в систематическом магнитном поле. Если в поле постоянного магнита ввести прямоугольную рамку, под воздействием возникающего в ней тока она начинает вращение. Направление вращения определяется по правилу буравчика. Для постоянного поля оно говорит так, если ввести правую руку в поле таким образом, чтобы магнитные линии входили в ладонь, вытянутые пальцы укажут направление движения.

Картинка к пояснению рабочего принципа коллекторного мотора постоянного тока

Если взглянуть на устройство ротора, то видим, что каждая обмотка собой представляет такую рамку. Только она состоит не из одного провода, а из нескольких, но сути это не меняет. С помощью коллекторного узла, в определенный момент времени, обмотка подсоединяется к питанию, по ней течет ток и вокруг проводника появляется магнитное поле. Оно взаимодействует с полем статора. В зависимости от типа, стоят там частые магниты или тоже течет постоянный ток в обмотках, генерируя на полюсах свое магнитное поле. Поля ротора и статора рассчитаны так, что при взаимном действии они «проталкивают» ротор в необходимом направлении. Вот, кратко и без особенных подробностей описание работы коллекторного мотора постоянного тока.

Обмотки на роторе подсоединяются к пластинам коллектора. Когда с пластинами контактируют щетки, приобретаем закрытый контур, по которому течет ток

Если чуть-чуть вникнуть, можно догадаться, почему коллекторный мотор позволяет без проблем и медленно настраивать скорость. Чем больше напряжение подается на обмотки ротора, тем более мощное поле вырабует статор, тем сильнее их взаимное действие и быстрее вращается ротор, так как его толкают с большей силой. Если напряжение сделать меньше, взаимное действие меньше, результирующая частота вращения тоже. Так что все что необходимо настраивать напряжение, а это может даже простой потенциометр (переменое сопротивление).

Плюсы и минусы

как водится, начинаем с начисления достоинств. Положительные качества коллекторных электрических моторов такие:

  • Обычное устройство.
  • Большая скорость до 10 000 оборотов в минуту.
  • Неплохой вращающий момент даже на малых оборотах.
  • Низкая цена.
  • Способность регулировать скорость в широких пределах.
  • Маленькие токи пуска и нагрузки.

Схема коллекторного мотора

Неплохие качества, однако есть и минусы, причём они не менее существенные. Минусы коллекторных электрических двигателей такие:

  • Большой уровень шумов во время работы. Особенно на больших скоростях. Щетки трутся о коллектор, дополнительно создавая шумы.
  • Искрение щёток, их износ.
  • Необходимость постоянного обслуживания коллекторного узла.
  • Нестабильность критериев при изменении нагрузки.
  • Высокая частота отказов благодаря наличию коллектора и щёток, небольшой служебный срок этого узла.

В общем, коллекторный мотор хороший выбор, иначе его не ставили бы на домашней технике. Ради справедливости нужно заявить, что при нормальном качестве выполнения, работают эти двигатели годами. Могут и 10-15 лет проработать без проблем.

Коллекторный ДПТ с магнитами

В коллекторных двигателях постоянного тока постоянное магнитное поле предоставляют:

  • частые магниты;
  • обмотки возбуждения.

Магниты и обмотки размещаются на корпусе статора, и очень часто, вверху и внизу. Если говорить о маломощных моторах, то более востребованы коллекторные двигатели с регулярными магнитами. Они легче в изготовлении, доступнее, быстро реагируют на колебание напряжения, что дает возможность медленно настраивать скорость. Минус моторов с регулярными магнитами считается их низкая мощность, и вдобавок то, что по истечению определенного времени или во время перегрева магниты теряют собственные свойства и это приводит к ухудшению параметров мотора.

Устройство коллекторного мотора постоянного тока

Такие моторы имеют ограниченную мощность, от единиц до сотен Ватт. Они применяются в технике, для которой важна мягкая регулировка скоростей. Это в большинстве случаев игрушки для детей, определенные виды домашней техники (как правило вентиляторы). Минусом коллекторного мотора с магнитами считается постепенная уменьшение мощности, магниты по истечению определенного времени становятся слабее, и без этого ограниченная мощность падает. Но сейчас возникли новые магнитные сплавы с большой магнитной силой, разрешающие создавать двигатели с высокой мощностью.

С обмотками возбуждения

Коллекторные двигатели постоянного тока с обмотками возбуждения нашли более большое использование. От двигателей данного типа работает аккумуляторный электрифицированный инструмент: угловые шлифовальные машины, дрели, шуруповерты т.д. Обмотки возбуждения выполняют из изолированного медного провода (в лаковой оболочке). В виде основы применяются канавки в полюсных наконечниках. На них как на основу накручиваются обмотки.

Коллекторный мотор с системой обмоточного возбуждения

Если взглянуть на устройство коллекторного мотора, мы видим два несвязанных между собой устройства, ротор и обмотки возбуждения. От способа их подсоединения зависят характеристики и свойства мотора. Отличают 4-ре варианта соединения ротора и обмоток возбуждения. Данные способы называют способами возбуждения. Вот они:

  • Самостоятельное. Может быть только если напряжения на обмотке возбуждения и на якоре неравны (бывает не так часто). Если они равны, применяется схема параллельного возбуждения.
  • Параллельное. Отлично изменяется скорость, постоянная работа на невысоких оборотах, частые характеристики, независимы от времени. К минусам подсоединения данного типа относится нестабильность мотора при падении тока индуктора меньше нуля.
  • Методичное. При подобном подсоединении нельзя включать мотор с нагрузкой на валу ниже 25% от номинальной. При отсутствии нагрузки частота вращения значительно увеличивается, что может разрушить мотор. Потому с ременой передачей подобный тип подсоединения не применяют, при обрыве ремня мотор рушиться. Схема последовательного возбуждения имеет большой момент на невысоких оборотах, однако не слишком отлично работает на высоких, управлять скоростью тяжело.
  • Смешанное. Является самым подходящим. Отлично управляется, имеет большой вращающий момент на невысоких оборотах, нечасто выходит из-под контроля. Из плохих качеств очень высокая цена если сравнивать с другими типами.

Способы подсоединения обмоток возбуждения

Коллекторные двигатели постоянного тока могут иметь КПД от 8-10% до 85-88%. Зависит от типа подсоединения. Но высокопродуктивные выделяются большими оборотами (тысячи оборотов за минуту, реже сотни) и невысоким моментом, так что они прекрасны для вентиляторов. Для любой остальной техники применяют низкооборотистые модели с малым КПД, либо к продуктивным моделям добавляют редуктор, иного решения пока не нашли.

Многофункциональные коллекторные двигатели

Не обращая внимания на то, что коллекторный узел можно назвать самым слабым местом электрического двигателя, аналогичные модели нашли большое использование. Все благодаря низкой цене и простоте управления скоростью. Коллекторные двигатели электрического тока стоят фактически в любой домашней технике, как крупной, так и очень маленькой. Миксеры, блендеры, кофемолки, строительные фены, даже машины стиральные (привод барабана).

Многофункциональный коллекторный мотор работает от постоянного и переменного напряжения

По зданию многофункциональные коллекторные двигатели не выделяются от моделей постоянного тока с обмотками возбуждения. Разница, несомненно есть, однако она не в устройстве, а в деталях:

  • Схема возбуждения всегда последовательная.
  • Магнитные системы ротора и статора для компенсации магнитных потерь выполняют шихтованного типа (одна конструкция без сплошных разрезов).
  • Обмотка возбуждения имеет несколько секций. Это нужно, чтобы рабочие режимы на систематическом и переменном напряжении были схожи.

Работа коллекторных электрических двигателей многофункционального типа основывается на том, что если одновременно (или практически одновременно) заменить полярность питания на обмотках статора и ротора, направление результирующего момента остается тем же. При последовательной схеме возбуждения полярность меняется с очень маленькой задержкой. Так что направление вращения ротора остается тем же.

Плюсы и минусы

Хотя многофункциональные коллекторные двигатели широко применяются, они имеют существенные недостатки:

  • Намного низкий КПД во время работы на переменном токе (в сравнении с работой на систематическом того же напряжения).
  • Сильное искрение коллекторного узла на переменном токе.
  • Делают радиопомехи.
  • Высокий уровень шума во время работы.

Во многих моделях техники для строительных работ

Но все такие недостатки нивелируются тем, что при частоте питающего напряжения в 50 Гц они могут вращаться со скоростью 9000-10000 оборотов в минуту. Если сравнивать с синхронными и асинхронными двигателями это достаточно много, самая большая их скорость — 3000 оборотов в минуту. Собственно это обусловило применение данного типа моторов в домашней технике. Но понемногу они заменяются современными бесщеточными двигателями. С появлением полупроводников их производство и управление становится все недорогим и обычным.

Коллекторный двигатель — устройство и использование

Чтобы ответить на вопрос о том, что такое коллекторный двигатель, необходимо понять, что называют двигателем вообще. А это электрическая машина, обратная генератору. Вместе генератор и двигатель называют машиной постоянного тока. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать механическую энергию в электрическую (то есть работать как генератор) или же наоборот — электрическую в механическую (работать как двигатель). Если снабдить синхронную машину постоянного тока коллектором, то мы получим коллекторный двигатель. В генераторном режиме коллектор будет играть роль выпрямителя, в двигательном режиме – преобразователя частот. Именно благодаря ему по обмотке якоря протекает переменный ток, а во внешней цепи – постоянный.

Из всего вышеизложенного следует, что коллекторный двигатель – это электрическая синхронная машина, в которой датчик положения ротора и переключатель тока в обмотках — это щеточно-коллектроный узел. Естественно, как уже говорилось, он может просто стать генератором.

Самый маленький коллекторный двигатель (на несколько ватт) состоит из таких обязательных частей, как трехполюсный ротор, подшипники скольжения, коллекторный узел (он же состоит из двух медных пластин-щеток), двухполюсный статор на постоянных магнитах. Самые маленькие устройства такого типа применяют в некоторых детских игрушках.

Коллекторный двигатель большей мощности имеет, как правило, многополюсный ротор, подшипники качения, коллекторный узел на четырех графитовых щетках, четырехполюсный статор на постоянных магнитах. Именно моторы такой конструкции стоят в автомобилях, в приводах вентиляторов, в системах охлаждения и вентиляции, в насосах, дворниках и прочем. Основным достоинством такого устройства, как коллекторный двигатель, можно назвать простоту эксплуатации, ремонта и изготовления.

Мощные устройства (на несколько сотен ватт) содержат статоры на электромагнитах. Есть несколько основных способов подключения таких обмоток: последовательно к ротору (последовательное возбуждение, приличный максимальный момент, однако быстрые обороты холостого хода), параллельно к ротору (так называемое параллельное возбуждение, преимуществом которого можно назвать стабильность оборотов, однако к недостаткам нужно отнести малый максимальный момент). Есть также варианты со смешанным и с независимым возбуждением, однако они применяются достаточно редко.

Существует и такая машина, как коллекторный двигатель переменного тока. Однако рассматривать ее отдельно нельзя. Под такой машиной обычно понимают универсальный коллекторный двигатель. Это такая разновидность машины, которая работает и на постоянном токе, и на переменном. Такое устройство получило распространение в ручных электроинструментах и в некоторой бытовой технике, благодаря небольшим размерам, весу, низкой цене, легкости в эксплуатации. Такой универсальный коллекторный двигатель можно напрямую подключать к сети, у него небольшой пусковой ток, простая схема управления.

Коллектор в двигателе


Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Дмитрий Левкин

Статор (постоянный магнит)

Рисунок 1 — Электродвигатель постоянного тока с постоянными магнитами в разрезе

Ротор — вращающаяся часть электрической машины.

Статор — неподвижная часть двигателя.

Индуктор (система возбуждения) — часть коллекторной машины постоянного тока или синхронной машины, создающая магнитный поток для образования момента. Идуктор обязательно включает либо постоянные магниты либо обмотку возбуждения. Индуктор может быть частью как ротора так и статора. В двигателе, изображенном на рис. 1, система возбуждения состоит из двух постоянных магнитов и входит в состав статора.

Якорь — часть коллекторной машины постоянного тока или синхронной машины, в которой индуктируется электродвижущая сила и протекает ток нагрузки [2]. В качестве якоря может выступать как ротор так и статор. В двигателе, показанном на рис. 1, ротор является якорем.

Щетки — часть электрической цепи, по которой от источника питания электрический ток передается к якорю. Щетки изготавливаются из графита или других материалов. Двигатель постоянного тока содержит одну пару щеток или более. Одна из двух щеток соединяется с положительным, а другая — с отрицательным выводом источника питания.

Коллектор — часть двигателя, контактирующая со щетками. С помощью щеток и коллектора электрический ток распределяется по катушкам обмотки якоря [1].

Принцип работы коллекторного двигателя

По конструкции статора коллекторный двигатель может быть с постоянными магнитами и с обмотками возбуждения.

Коллекторный двигатель с постоянными магнитами

Схема коллекторного двигателя с постоянными магнитами

Коллекторный двигатель постоянного тока (КДПТ) с постоянными магнитами является наиболее распространенным среди КДПТ. Индуктор этого двигателя включает постоянные магниты, которые создают магнитное поле статора. Коллекторные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами (КДПТ ПМ) обычно используются в задачах не требующих больших мощностей. КДПТ ПМ дешевле в производстве, чем коллекторные двигатели с обмотками возбуждения. При этом момент КДПТ ПМ ограничен полем постоянных магнитов статора. КДПТ с постоянными магнитами очень быстро реагирует на изменение напряжения. Благодаря постоянному полю статора легко управлять скоростью двигателя. Недостатком электродвигателя постоянного тока с постоянными магнитами является то, что со временем магниты теряют свои магнитные свойства, в результате чего уменьшается поле статора и снижаются характеристики двигателя.

Коллекторный двигатель с обмотками возбуждения
Двигатели независимого и параллельного возбуждения

В электродвигателях независимого возбуждения обмотка возбуждения электрически не связана с обмоткой якоря (рисунок выше). Обычно напряжение возбуждения UОВ отличается от напряжения в цепи якоря U. Если же напряжения равны, то обмотку возбуждения подключают параллельно обмотке якоря. Применение в электроприводе двигателя независимого или параллельного возбуждения определяется схемой электропривода. Свойства (характеристики) этих двигателей одинаковы [3].

В двигателях параллельного возбуждения токи обмотки возбуждения (индуктора) и якоря не зависят друг от друга, а полный ток двигателя равен сумме тока обмотки возбуждения и тока якоря. Во время нормальной работы, при увеличении напряжения питания увеличивается полный ток двигателя, что приводит к увеличению полей статора и ротора. С увеличением полного тока двигателя скорость так же увеличивается, а момент уменьшается. При нагружении двигателя ток якоря увеличивается, в результате чего увеличивается поле якоря. При увеличении тока якоря, ток индуктора (обмотки возбуждения) уменьшается, в результате чего уменьшается поле индуктора, что приводит к уменьшению скорости двигателя, и увеличению момента.

Коллекторный электродвигатель параллельного возбуждения имеет механическую характеристику с уменьшающимся моментом на высоких оборотах и высоким, но более постоянным моментом на низких оборотах. Ток в обмотке индуктора и якоря не зависит друг от друга, таким образом, общий ток электродвигателя равен сумме токов индуктора и якоря. Как результат данный тип двигателей имеет отличную характеристику управления скоростью. Коллекторный двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой возбуждения обычно используется в приложениях, которые требуют мощность больше 3 кВт, в частности в автомобильных приложениях и промышленности. В сравнении с КДПТ ПМ, двигатель параллельного возбуждения не теряет магнитные свойства со временем и является более надежным. Недостатками двигателя параллельного возбуждения являются более высокая себестоимость и возможность выхода двигателя из под контроля, в случае если ток индуктора снизится до нуля, что в свою очередь может привести к поломке двигателя [5].

Двигатель последовательного возбуждения

В электродвигателях последовательного возбуждения обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря, при этом ток возбуждения равен току якоря (Iв = Iа), что придает двигателям особые свойства. При небольших нагрузках, когда ток якоря меньше номинального тока (Iа

,

  • где M – момент электродвигателя, Н∙м,
  • сМ – постоянный коэффициент, определяемый конструктивными параметрами двигателя,
  • Ф – основной магнитный поток, Вб,
  • Ia – ток якоря, А.

С ростом нагрузки магнитная система двигателя насыщается и пропорциональность между током Iа и магнитным потоком Ф нарушается. При значительном насыщении магнитный поток Ф с ростом Iа практически не увеличивается. График зависимости M=f(Ia) в начальной части (когда магнитная система не насыщена) имеет форму параболы, затем при насыщении отклоняется от параболы и в области больших нагрузок переходит в прямую линию [3].

Важно: Недопустимо включать двигатели последовательного возбуждения в сеть в режиме холостого хода (без нагрузки на валу) или с нагрузкой менее 25% от номинальной, так как при малых нагрузках частота вращения якоря резко возрастает, достигая значений, при которых возможно механическое разрушение двигателя, поэтому в приводах с двигателями последовательного возбуждения недопустимо применять ременную передачу, при обрыве которой двигатель переходит в режим холостого хода. Исключение составляют двигатели последовательного возбуждения мощностью до 100—200 Вт, которые могут работать в режиме холостого хода, так как их мощность механических и магнитных потерь при больших частотах вращения соизмерима с номинальной мощностью двигателя.

Способность двигателей последовательного возбуждения развивать большой электромагнитный момент обеспечивает им хорошие пусковые свойства.

Коллекторный двигатель последовательного возбуждения имеет высокий момент на низких оборотах и развивает высокую скорость при отсутствии нагрузки. Данный электромотор идеально подходит для устройств, которым требуется развивать высокий момент (краны и лебедки), так как ток и статора и ротора увеличивается под нагрузкой. В отличии от КДПТ ПМ и двигателей параллельного возбуждения двигатель последовательного возбуждения не имеет точной характеристики контроля скорости, а в случае короткого замыкания обмотки возбуждения он может стать не управляемым.

Двигатель смешанного возбуждения

Двигатель смешанного возбуждения имеет две обмотки возбуждения, одна из них включена параллельно обмотке якоря, а вторая последовательно. Соотношение между намагничивающими силами обмоток может быть различным, но обычно одна из обмоток создает большую намагничивающую силу и эта обмотка называется основной, вторая обмотка называется вспомогательной. Обмотки возбуждения могут быть включены согласовано и встречно, и соответственно магнитный поток создается суммой или разностью намагничивающих сил обмоток. Если обмотки включены согласно, то характеристики скорости такого двигателя располагаются между характеристиками скорости двигателей параллельного и последовательного возбуждения. Встречное включение обмоток применяется, когда необходимо получить неизменную скорость вращения или увеличение скорости вращения с увеличением нагрузки. Таким образом, рабочие характеристики двигателя смешанного возбуждения приближаются к характеристикам двигателя параллельного или последовательного возбуждения, смотря по тому, какая из обмоток возбуждения играет главную роль [4].

Двигатель смешанного возбуждения имеет эксплуатационные характеристики двигателей с параллельным и последовательным возбуждением. Он имеет высокий момент на низких оборотах, так же как двигатель последовательного возбуждения и хороший контроль скорости, как двигатель параллельного возбуждения. Двигатель смешанного возбуждения идеально подходит для устройств автомобилей и промышленности (таких как генераторы). Выход двигателя смешанного возбуждения из под контроля менее вероятен, так как для этого ток параллельной обмотки возбуждения должен уменьшиться до нуля, а последовательная обмотка возбуждения должна быть закорочена.

Характеристики коллекторного электродвигателя постоянного тока

Эксплуатационные свойства двигателей постоянного тока определяются их рабочими, электромеханическими и механическими характеристиками, а также регулировочными свойствами.

Механические характеристики коллекторных двигателей постоянного тока

Основные параметры электродвигателя постоянного тока

Постоянная момента

Для коллекторного электродвигателя постоянного тока постоянная момента определяется по формуле:

,

  • где Z — суммарное число проводников,
  • Ф – магнитный поток, Вб [1]
Смотрите также

Коллекторный двигатель: виды, принцип работы, схемы

В бытовом электрооборудовании, где используются электродвигатели, как правило, устанавливаются электромашины с механической коммутацией. Такой тип двигателей называют коллекторными (далее КД). Предлагаем рассмотреть различные виды таких устройств, их принцип действия и конструктивные особенности. Мы также расскажем о достоинствах и недостатках каждого из них, приведем примеры сферы применения.

Что такое коллекторный двигатель?

Под таким определением подразумевается электромашина, преобразовывающая электроэнергию в механическую, и наоборот. Конструкция устройства предполагает наличие хотя бы одной обмотки подсоединенной к коллектору (см. рис. 1).

Рисунок 1. Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)

В КД данный элемент конструкции используется для переключения обмоток и в качестве датчика, позволяющего определить положение якоря (ротора).

Виды КД

Классифицировать данные устройства принято по типу питания, в зависимости от этого различают две группы КД:

  1. Постоянного тока. Такие машины отличаются высоким пусковым моментом, плавным управлением частоты вращения и относительно простой конструкцией.
  2. Универсальные. Могут работать как от постоянного, так и переменного источника электроэнергии. Отличаются компактными размерами, невысокой стоимостью и простотой управления.

Первые, делятся на два подвида, в зависимости от организации индуктора он может быть на постоянных магнитах или специальных катушках возбуждения. Они служат для создания магнитного потока, необходимого для образования вращательного момента. КД, где используются катушки возбуждения, различают по типам обмоток, они могут быть:

  • независимыми;
  • параллельными;
  • последовательными;
  • смешанными.

Разобравшись с видами, рассмотрим каждый из них.

КД универсального типа

На рисунке ниже представлен внешний вид электромашины данного типа и ее основные элементы конструкции. Данное исполнение характерно практически для всех КД.

Конструкция универсального коллекторного двигателя

Обозначения:

  • А – механический коммутатор, его также называют коллектором, его функции были описаны выше.
  • В – щеткодержатели, служат для крепления щеток (как правило, из графита), через которые напряжение поступает на обмотки якоря.
  • С – Сердечник статора (набирается из пластин, материалом для которых служит электротехническая сталь).
  • D – Обмотки статора, данный узел относится к системе возбуждения (индуктору).
  • Е – Вал якоря.

У устройств данного типа, возбуждение может быть последовательным и параллельным, но поскольку последний вариант сейчас не производят, мы его не будем рассматривать. Что касается универсальных КД последовательного возбуждения, то типовая схема таких электромашин представлена ниже.

Схема универсального коллекторного двигателя

Универсальный КД может работать от переменного напряжения благодаря тому, что когда происходит смена полярности, ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление. В результате этого вращательный момент не изменяет своего направления.

Особенности и область применения универсальных КД

Основные недостатки данного устройства проявляются при его подключении к источникам переменного напряжения, что отражается в следующем:

  • снижение КПД;
  • повышенное искрообразование в щеточно-коллекторном узле, и как следствие, его быстрый износ.

Ранее КД широко применялись, во многих бытовых электроприборах (инструмент, стиральные машины, пылесосы и т.д.). На текущий момент производители практически престали использовать данный тип двигателей отдав предпочтение безколлекторным электромашинам.

Теперь рассмотрим коллекторные электромашины, работающие от источников постоянного напряжения.

КД с индуктором на постоянных магнитах

Конструктивно такие электромашины отличаются от универсальных тем, что вместо катушек возбуждения используются постоянные магниты.

Конструкция коллекторного двигателя на постоянных магнитах и его схема

Этот вид КД получил наибольшее распространение по сравнению с другими электромашинами данного типа. Это объясняется невысокой стоимостью вследствие простоты конструкции, простым управлением скорости вращения (зависит от напряжения) и изменением его направления (достаточно изменить полярность). Мощность двигателя напрямую зависит от напряженности поля, создаваемого постоянными магнитами, что вносит определенные ограничения.

Основная сфера применения – маломощные приводы для различного оборудования, часто используется в детских игрушках.

КД на постоянных магнитах с игрушки времен СССР

К числу преимуществ можно отнести следующие качества:

  • высокий момент силы даже на низкой частоте оборотов;
  • динамичность управления;
  • низкая стоимость.

Основные недостатки:

  • малая мощность;
  • потеря магнитами своих свойств от перегрева или с течением времени.

Для устранения одного из основных недостатков данных устройств (старения магнитов) в системе возбуждения используются специальные обмотки, перейдем к рассмотрению таких КД.

Независимые и параллельные катушки возбуждения

Первые получили такое название вследствие того, что обмотки индуктора и якоря не подключаются друг к другу и запитываются отдельно (см. А на рис. 6).

Рисунок 6. Схемы КД с независимой (А) и параллельной (В) обмоткой возбуждения

Особенность такого подключения заключается в том, что питание U и UK должны отличаться, в противном случае н возникнет момент силы. Если невозможно организовать такие условия, то катушки якоря и индуктора подключается параллельно (см. В на рис. 6). Оба вида КД обладают одинаковыми характеристиками, мы сочли возможным объединить их в одном разделе.

Момент силы у таких электромашин высокий при низкой частоте вращения и уменьшается при ее увеличении. Характерно, что токи якоря и катушки независимы, а общий ток является суммой токов, проходящих через эти обмотки. В результат этого, при падении тока катушки возбуждения до 0, КД с большой вероятностью выйдет из строя.

Сфера применения таких устройств – силовые установки с мощностью от 3 кВт.

Положительные черты:

  • отсутствие постоянных магнитов снимает проблему их выхода из строя с течением времени;
  • высокий момент силы на низкой частоте вращения;
  • простое и динамичное управление.

Минусы:

  • стоимость выше, чем у устройств на постоянных магнитах;
  • недопустимость падения тока ниже порогового значения на катушке возбуждения, поскольку это приведет к поломке.
Последовательная катушка возбуждения

Схема такого КД представлена на рисунке ниже.

Схема КД с последовательным возбуждением

Поскольку обмотки включены последовательно, то ток в них будет равным. В результате этого, когда ток в обмотке статора становится меньше, чем номинальный (это происходит при небольшой нагрузке), уменьшается мощность магнитного потока. Соответственно, когда нагрузка увеличивается, пропорционально увеличивается мощность потока, вплоть до полного насыщения магнитной системы, после чего эта зависимость нарушается. То есть, в дальнейшем рост тока в обмотке катушки якоря не приводит к увеличению магнитного потока.

Указанная выше особенность проявляется в том, что КД данного типа непозволительно запускать при нагрузке на четверть меньше номинальной. Это может привести к тому, что ротор электромашины резко увеличит частоту вращения, то есть, двигатель пойдет «в разнос». Соответственно, такая особенность вносит ограничения на сферу применения, например, в механизмах с ременной передачей. Это связано с тем, что при ее обрыве электромашина начинает работать в холостом режиме.

Указанная особенность не распространяется на устройства, чья мощность менее 200 Вт, для них допустимы падения нагрузки вплоть до холостого режима работы.

Преимущества КД с последовательной катушкой, такие же, как у предыдущей модели, за исключением простоты и динамичности управления. Что касается минусов, то к ним следует отнести:

  • высокую стоимость в сравнении с аналогами на постоянных магнитах;
  • низкий уровень момента силы при высокой частоте оборотов;
  • поскольку обмотки статора и возбуждения подключены последовательно, возникают проблемы с управлением скоростью вращения;
  • работа без нагрузки приводит к поломке КД.
Смешанные катушки возбуждения

Как видно из схемы, представленной на рисунке ниже, индуктор на КД данного типа обладает двумя катушками, подключенных последовательно и параллельно обмотке ротора.

Схема КД со смешанными катушками возбуждения

Как правило, одна из катушек обладает большей намагничивающей силой, поэтому она считается, как основная, соответственно, вторая – дополнительная (вспомогательная). Допускается встречное и согласованное включение катушек, в зависимости от этого интенсивность магнитного потока соответствует разности или сумме магнитных сил каждой обмотки.

При встречном включении характеристики КД становятся близкими к соответствующим показателям электромашин с последовательным или параллельным возбуждением (в зависимости от того, какая из катушек является основной). То есть, такое включение актуально, если необходимо получить результат в виде неизменной частоты оборотов или их увеличению при возрастании нагрузки.

Согласованное включение приводит к тому, что характеристики КД будут соответствовать среднему значению показателями электромашин с параллельными и последовательными катушками возбуждения.

Единственный недостаток такой конструкции – самая высокая стоимость в сравнении с другими типами КД. Цена оправдывается благодаря следующими положительными качествами:

  • не устаревают магниты, за отсутствием таковых;
  • малая вероятность выхода из строя при нештатных режимах работы;
  • высокий момент силы на низкой частоте вращения;
  • простое и динамичное управление.

Коллекторный двигатель: Устройство, виды и принцип работы

Большое количество оборудования имеет силовые установки, работающие от электрической сети питания. Коллекторный двигатель это силовая установка, преобразующая  электрическую энергию в физическую силу. Отличие коллекторного двигателя от бесколлекторного состоит в наличии коллекторно-щеточного узла.

Виды коллекторных двигателей

В зависимости от источника тока, к которому подключается мотор, коллекторные установки делят на два вида:

  • Работающий от источника постоянного тока. Используются в автомобилях, самоходной технике, детских игрушках и т.д. Отличаются простотой конструкции. Подключаются только к источнику постоянного тока;
  • Универсальный коллекторный двигатель. Работает как от постоянного, так и от переменного тока. Применяется в бытовых электрических приборах.

СПРАВКА: Универсальный коллекторный силовой агрегат  отличается простотой конструкции и небольшими габаритно массовыми параметрами. Благодаря этому может быть использован в качестве силовой установки ручного инструмента.

В зависимости от максимальной мощности силовые установки делятся на три типа:

  1. Небольшой мощности. Используются в детских игрушках, аудио – видеотехнике и т.д. Напряжение питания таких установок составляет от 1.5 до 9 Вольт. Оси якоря устанавливаются на специализированные втулки. Они играют роль подшипников скольжения. Токопроводящие щетки выполнены в виде двух пластин;
  2. Средней мощности. Якорь устанавливается на втулках или подшипниках. Применяются на автомобильной и самоходной технике. Напряжение питания составляет от 12 до 24 вольта;
  3. Высокой мощности. Отличаются высокими показателями мощности и наличием электрических магнитов.

Устройство коллекторного двигателя

Для того чтобы понять как работает коллекторный двигатель, необходимо разобраться в его конструкции. Независимо от вида силового агрегата он состоит из следующих основных элементов:

  • Якорь. Состоит из металлического вала,  на который установлены обмотки. Вал устанавливается на подшипниках скольжения или качения в корпусе мотора. Якорь является движущейся частью мотора, которая передаёт крутящий момент к необходимому оборудованию;
  • Коммутатор (коллектор). Необходим для определения положения якоря. Располагается на роторе. Выполнен в виде медных контактов трапециевидного сечения;

  • Щётки. Изготовлены из графита. Щетки используются для подачи напряжения к обмоткам ротора;
  • Держатели щёток. Изготавливаются из металла или пластика. Держатели щёток устанавливаются на корпус мотора при помощи не проводящих ток прокладок. Такая конструкция исключает  подачу напряжения на корпус мотора;

ВАЖНО: Щётки или держатели оснащаются пружинами. Они необходимы для прижимания щетки к коллектору во время работы силовой установки.

  • Подшипники. На небольших моторах используются пластиковые или металлические втулки. Мотор оборудован двумя подшипниками. Они необходимы для нормального вращения вала якоря;
  • Сердечник статора. Изготавливается из большого количества металлических пластин;
  • Обмотки. Необходимы для создания магнитного поля.

Принцип работы коллекторного двигателя

Коллекторный двигатель переменного тока 220 Вольт и мотор постоянного тока, преобразуют электрическую энергию в физическую силу. Создание физической силы осуществляется путём раскручивания якоря, установленного на двух подшипниках в корпусе мотора.

Ротор и статор силового агрегата имеют обмотки. Они изготовлены из провода. Во избежание замыкание витков обмотки между собой провод выполнен в изолирующей оболочке. Напряжение подается на обмотку статора при помощи провода.

Якорь коллекторного мотора подвижный. Для передачи напряжения на обмотку якоря используется коллектор.

Он выполнен в виде медных контактов. На них передаётся напряжение через графитовые щетки. Такая конструкция позволяет передавать напряжение на обмотку якоря независимо от скорости его вращения.

При прохождении электрического тока через обмотки возникает магнитное поле. Обмотка якоря имеет магнитное поле противоположной полярности полю обмотки статора. Под воздействием электромагнитных полей разной полярности якорь двигателя начинает вращаться.

ВНИМАНИЕ: Коллекторный двигатель может быть использован в качестве генератора постоянного тока.

Варианты обмоток возбуждения

Подключить коллекторный двигатель постоянного тока можно несколькими способами. Возбуждение мотора зависит от способа подключения обмоток.

  • Независимое подключение. Обмотки мотора постоянного тока подключаются отдельно. Для подключения используется два источника постоянного тока. Обмотка статора оснащается реостатом. Он необходим для установки необходимой частоты вращения ротора. Обмотка  ротора оборудуется пусковым реостатом. Он нужен для контроля над силой тока в обмотке ротора при запуске силовой установки;
  • Параллельное подключение. Питание обмоток якоря и статора осуществляется от одного и того же источника питания. Обмотки оснащены регуляторами;
  • Последовательно-соединенное. Электродвигатель такой конструкции имеет обмотку статора, последовательно подключенную с обмоткой якоря. Ротор может быть оснащен регулятором, необходимым для ограничения силы тока при запуске. Статор оснащается реостатом, регулирующим в частоту вращения вала.
Читайте также:  Двигатель ГАЗ 53 — Технические характеристики и описание

ВАЖНО: Использование коллекторного мотора с последовательным подключением без нагрузки, может привести  к выходу его из строя.

  • Смешанное возбуждение. Данная конструкция использует две катушки подключенные параллельно, и последовательно одновременно.

Преимущества и недостатки коллекторного двигателя

Однофазный коллекторный двигатель переменного тока или аналогичный работающий от источника постоянного тока имеют плюсы и минусы.

Плюсы

  1. Однофазный мотор коллекторного типа ( универсальный), можно подключить к любой сети питания. Такая конструкция позволяет использовать мотор от источника питания переменного тока, без использования выпрямителей;
  2. В отличие от бесколлекторных двигателей, модели с коллекторами имеют небольшие размеры. Это позволяет использовать силовые установки  для монтажа на электрический инструмент, детские игрушки, и т.п;
  3. Небольшая сила тока при запуске. Позволяет использовать моторы от бытовой сети питания;
  4. Простота регулировки вращения вала ротора. Для управления оборотами применяется реостат. При выходе из строя регулятора, мотор останется работоспособным;

Недостатки

  1. Необходимость регулярного обслуживания. Графитовые щетки при длительной работе стираются. Необходимо вовремя менять щетки на новые. Нарушение этого правила может привести к выходу из строя коллектора;
  2. Отсутствие стабильности показателей мощности. При изменении нагрузки на якорь показатели мощности силового агрегата могут изменяться.

Возможные поломки и способы их ремонта

В результате работы коллекторного двигателя могут возникнуть неисправности. Большинство из них самостоятельно сможет устранить человек не имеющий специализированных технических знаний и оборудования. Ниже представлены наиболее часто возникающие неисправности.

Повышенный шум при работе узла. Сильный уровень шума при работе мотора может свидетельствовать о выходе из строя подшипников, на которые установлен якорь.

При выходе из строя подшипников качения необходимо заменить изношенные детали новыми.

Износ щёток. Критическая изношенность щёток сопровождается повышенным уровнем шума при работе. Несвоевременная замена может привести к поломке коллектора. При возникновении неисправности необходимо заменить графитовые щётки. При выборе щёток необходимо обратить внимание на их толщину. Новые детали не должны застревать в держателях.

Читайте также:  Двигатель Субару: Модели и характеристики

Отсутствие вращения якоря при подключении мотора к сети питания. Отсутствие вращения может возникнуть в результате обрыва цепи питания. Обрыв может произойти в результате поломки пружины прижимающей щётку к коллектору или при обрыве провода. При поломке пружины необходимо заменить ее новой деталью. При обрыве провода необходимо восстановить его целостность.

Отсутствие вращения ротора может возникнуть в результате выхода из строя предохранителя. Для восстановления работоспособности необходимо установить новый предохранитель. Перед установкой предохранителя необходимо определить причину, по которой старое устройство вышло из строя. После устранения причины можно установить предохранитель и провести испытание двигателя.

Отсутствие регулировки вращения вала якоря. После запуска агрегат работает на максимальных оборотах. Такая неисправность возникает в результате поломки реостата. Для восстановления работоспособности двигателя необходимо заменить регулятор.

Медленное вращение ротора. Снижение частоты вращения вала может возникнуть в результате низкого напряжения в сети питания. Необходимо проверить напряжение. Снижение оборотов якоря может быть спровоцировано высокой нагрузкой. Необходимо снизить нагрузку на якорь.

Из вышеперечисленного следует, что коллекторный мотор  преобразовывает электрическую энергию в физическую силу. Для передачи напряжения к обмоткам якоря используются щётки. Моторы отличаются простотой конструкции и небольшими габаритно массовыми параметрами.

Коллекторный электродвигатель: достоинства, недостатки, область применения

Мы часто встречаемся с электродвигателями. Они обеспечивают работу бытовой и строительной техники, являются составной частью производственного оборудования. Немалая часть устройств имеет в составе коллекторный двигатель. Это один из простых и недорогих движков, который имеет хорошие характеристики. Именно этим, да ещё невысокой ценой, обусловлена его популярность. 

Что такое коллекторный двигатель и его особенности

Коллектором называют часть двигателя, контактирующую со щётками. Этот узел обеспечивает передачу электроэнергии в рабочую часть агрегата. Коллекторным называется двигатель, у которого хотя бы одна обмотка ротора соединена со щётками и коллектором. Коллекторные электродвигатели бывают:

  • постоянного тока;
  • переменного тока;
  • универсальные.

Коллекторный двигатель может быть постоянного и переменного тока. Есть универсальные модели, которые могут работать от источника напряжения любого типа

Последние универсальные, работают как от постоянного, так и от переменного тока. Они сохраняют популярность, даже несмотря на то, что наличие щёток отрицательный момент, так как щётки стираются и искрят. За этим узлом требуется постоянное наблюдение, техническое обслуживание. К плюсам коллекторных двигателей относят возможность плавной регулировки скорости в широких пределах, невысокую стоимость.

Как и другие электромоторы, коллекторный состоит из статора и ротора (часто называют «якорь»). Его отличительной чертой является наличие на валу коллекторного узла, через который на машину передаётся электропитание. Устройство коллекторных моторов постоянного и переменного тока похожи, но имеют определённые отличия, потому рассмотрим подробнее их по отдельности.

Общее устройство коллекторных двигателей

Как и любой электродвигатель, коллекторный преобразует электрическую энергию в механическую. Он состоит из неподвижной части – статора и подвижной – ротора. В статоре располагаются обмотки возбуждения, ротор отвечает за передачу возникающей механической энергии. Одна из составляющих частей ротора – вал. С одной стороны, на валу размещён коллекторный узел, с помощью которого на обмотки ротора передаётся электрическая энергия.

Коллекторный двигатель: устройство

Статор состоит из корпуса, который защищает компоненты мотора от повреждений. Сверху и снизу корпуса крепятся магнитные полюса. Они необходимы для поддержания магнитного потока между статором и ротором.

Ротор коллекторного двигателя

Ротор коллекторного двигателя состоит из вала, на который насаживается сборный магнитопровод. С одной стороны, на вал крепится коллекторный узел, с другой, лопасти вентилятора. Для обеспечения лёгкого вращения и для фиксации в корпусе на вал с двух сторон надеваются подшипники. Для нормальной работы электродвигателя, необходимо чтобы ротор был отлично сбалансирован. Потому к изготовлению этой части подходят особенно скрупулёзно.

Подвижная (вращающаяся) часть

Роторная обмотка

Сердечник ротора собирается из металлических пластин, отштампованных из магнитного металла. Толщина пластин 0,35-0,5 мм, каждая из них залита слоем диэлектрического лака, для избавления от паразитных токов. Пластины по внешнему краю имеют пазы, в которые затем укладываются витки медной проволоки. Эти пластины насаживаются на вал и закрепляются на нём, собирается пакет требуемого размера. Эта система является магнитопроводом.

Так выглядит ротор коллекторного двигателя

В пазы магнитопровода укладывается витки медного обмоточного провода. Выходы обмоток выводятся на коллекторный узел, где и происходит их переключение.

Как устроен коллекторный узел и как он работает

Коллекторный узел стоит рассмотреть подробнее. Иначе понять, как вращается ротор, сложно. Коллектор имеет цилиндрическую форму и набран из медных пластин (иногда называют ламелями), которые изолированы друг от друга слюдяными или текстолитовыми прокладками. Нет электрического контакта и с осью вала, к которому  он крепится.

Коллектор имеет вид цилиндра, который набран из медных пластин. Пластины сделаны в виде секторов, разделены диэлектрическими прокладками

Получается, коллектор собран из медных секторов и без обмотки электрически друг с другом не связанных. К каждой пластине коллектора крепится вывод одной рамки обмотки ротора. К плоскости двух противоположных рамок коллектора прижимается две щетки. Они плотно прилегают к поверхности медной пластины коллектора, что даёт хороший контакт. На эти щётки подаётся потенциал, который и передаётся в тот виток обмотки ротора, который подключён к этим пластинам.

К парным пластинам коллектора прижимаются графитовые щетки

Так как ротор с некоторой скоростью вращается, одна пара пластин сменяется другой. Таким образом, напряжение передаётся на все обмотки ротора. При этом возникающие друг за другом поля поддерживают вращение ротора, «проталкивая» его в нужном направлении.

Принцип работы

Вот теперь, после того как рассмотрели устройство ротора, можно поговорить о том, как работает коллекторный двигатель. Собственно, принцип действия не отличается от других моторов, ротор начинает вращаться в магнитном поле благодаря наведенным на нём токам. Но как именно и почему эти тока наводятся? Для понимания надо вспомнить, как возникает электродвижущая сила в постоянном магнитном поле. Если в поле постоянного магнита ввести прямоугольную рамку, под действием возникающего в ней тока она начинает вращение. Направление вращения определяется по правилу буравчика. Для постоянного поля оно гласит так, если ввести правую руку в поле так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, вытянутые пальцы укажут направление движения.

Иллюстрация к пояснению принципа работы коллекторного двигателя постоянного тока

Если посмотреть на устройство ротора, то видим, что каждая обмотка представляет собой такую рамку. Только состоит она не из одного провода, а из нескольких, но сути это не меняет. При помощи коллекторного узла, в какой-то момент времени, обмотка подключается к питанию, по ней протекает ток и вокруг проводника возникает магнитное поле. Оно взаимодействует с полем статора. В зависимости от типа, стоят там постоянные магниты или тоже протекает постоянный ток в обмотках, генерируя на полюсах собственное магнитное поле. Поля ротора и статора рассчитаны так, что при взаимодействии они «проталкивают» ротор в нужном направлении. Вот, коротко и без особых подробностей описание работы коллекторного двигателя постоянного тока.

Обмотки на роторе подключаются к пластинам коллектора. Когда с пластинами контактируют щетки, получаем замкнутый контур, по которому течет ток

Если немного вдуматься, можно понять, почему коллекторный двигатель позволяет легко и плавно регулировать скорость. Чем больше напряжение подается на обмотки ротора, тем более мощное поле генерирует статор, тем сильнее их взаимодействие и быстрее крутится ротор, так как его толкают с большей силой. Если напряжение уменьшить, взаимодействие меньше, результирующая скорость вращения тоже. Так что все что нужно регулировать напряжение, а это может даже простой потенциометр (переменное сопротивление).

Достоинства и недостатки

Как водится, начнём с перечисления плюсов. Достоинства коллекторных электромоторов такие:

  • Простое устройство.
  • Высокая скорость до 10 000 об/мин.
  • Хороший крутящий момент даже на малых оборотах.
  • Невысокая стоимость.
  • Возможность регулировать скорость в широких пределах.
  • Невысокие пусковые токи и нагрузки.

Схема коллекторного двигателя

Неплохие качества, но есть и недостатки, причём они не менее серьёзные. Минусы коллекторных электродвигателей такие:

  • Высокий уровень шумов при работе. Особенно на высоких скоростях. Щетки трутся о коллектор, дополнительно создавая шумы.
  • Искрение щёток, их износ.
  • Необходимость частого обслуживания коллекторного узла.
  • Нестабильность показателей при изменении нагрузки.
  • Высокая частота отказов из-за наличия коллектора и щёток, малый срок службы этого узла.

В целом, коллекторный двигатель неплохой выбор, иначе его не ставили бы на бытовой технике. Справедливости ради стоит сказать, что при нормальном качестве исполнения, работают такие двигатели годами. Могут и 10-15 лет проработать без проблем.

Коллекторный двигатель постоянного тока с магнитами

В коллекторных двигателях постоянного тока постоянное магнитное поле обеспечивают:

  • постоянные магниты;
  • обмотки возбуждения.

Магниты и обмотки располагаются на корпусе статора, и чаще всего, вверху и внизу. Если говорить о маломощных моторах, то более популярны коллекторные двигатели с постоянными магнитами. Они проще в производстве, дешевле, быстро реагируют на изменение напряжения, что позволяет плавно регулировать скорость. Недостаток моторов с постоянными магнитами является их невысокая мощность, а еще то, что со временем или при перегреве магниты теряют свои свойства и это приводит к ухудшению характеристик двигателя.

Устройство коллекторного двигателя постоянного тока

Такие моторы имеют небольшую мощность, от единиц до сотен Ватт. Они используются в технике, для которой важна плавная регулировка скоростей. Это обычно детские игрушки, некоторые виды бытовой техники (в основном вентиляторы). Недостатком коллекторного мотора с магнитами является постепенная потеря мощности, магниты со временем становятся слабее, и без того небольшая мощность падает. Но в последнее время появились новые магнитные сплавы с большой магнитной силой, позволяющие создавать двигатели с большой мощностью.

С обмотками возбуждения

Коллекторные двигатели постоянного тока с обмотками возбуждения нашли более широкое применение. От двигателей этого типа работает аккумуляторный электроинструмент: болгарки, дрели, шуруповерты т.д. Обмотки возбуждения делают из изолированного медного провода (в лаковой оболочке). В качестве основы используются канавки в полюсных наконечниках. На них как на основу наматываются обмотки.

Коллекторный двигатель с системой обмоточного возбуждения

Если посмотреть на устройство коллекторного двигателя, мы видим два несвязанных между собой устройства, ротор и обмотки возбуждения. От способа их подключения зависят характеристики и свойства двигателя. Различают четыре способа соединения ротора и обмоток возбуждения. Эти способы называют способами возбуждения. Вот они:

  • Независимое. Возможно только если напряжения на обмотке возбуждения и на якоре неравны (бывает очень редко). Если они равны, используется схема параллельного возбуждения.
  • Параллельное. Хорошо регулируется скорость, стабильная работа на низких оборотах, постоянные характеристики, независимы от времени. К недостаткам подключения этого типа относится нестабильность двигателя при падении тока индуктора ниже нуля.
  • Последовательное. При таком подключении нельзя включать двигатель с нагрузкой на валу ниже 25% от номинальной. При отсутствии нагрузки скорость вращения сильно возрастает, что может разрушить двигатель. Потому с ременной передачей такой тип подключения не используют, при обрыве ремня мотор разрушается. Схема последовательного возбуждения имеет высокий момент на низких оборотах, но не слишком хорошо работает на высоких, управлять скоростью сложно.
  • Смешанное. Считается одним из лучших. Хорошо управляется, имеет высокий крутящий момент на низких оборотах, редко выходит из-под контроля. Из недостатков самая высокая цена по сравнению с другими типами.

Способы подключения обмоток возбуждения

Коллекторные двигатели постоянного тока могут иметь КПД от 8-10% до 85-88%. Зависит от типа подключения. Но высокопродуктивные отличаются высокими оборотами (тысячи оборотов в минуту, реже сотни) и низким моментом, так что они идеальны для вентиляторов. Для любой другой техники используют низкооборотистые модели с малым КПД, либо к продуктивным моделям добавляют редуктор, другого решения пока не нашли.

Универсальные коллекторные двигатели

Несмотря на то, что коллекторный узел можно назвать самым слабым местом электродвигателя, подобные модели нашли широкое применение. Все благодаря невысокой цене и легкости управления скоростью. Коллекторные двигатели переменного тока стоят практически в любой бытовой технике, как крупной, так и мелкой. Миксеры, блендеры, кофемолки, строительные фены, даже стиральные машины (привод барабана).

Универсальный коллекторный двигатель работает от постоянного и переменного напряжения

По строению универсальные коллекторные двигатели не отличаются от моделей постоянного тока с обмотками возбуждения. Разница, безусловно есть, но она не в устройстве, а в деталях:

  • Схема возбуждения всегда последовательная.
  • Магнитные системы ротора и статора для компенсации магнитных потерь делают шихтованного типа (единая система без сплошных разрезов).
  • Обмотка возбуждения состоит из нескольких секций. Это необходимо, чтобы режимы работы на постоянном и переменном напряжении были схожи.

Работа коллекторных электродвигателей универсального типа основана на том, что если одновременно (или почти одновременно) поменять полярность питания на обмотках статора и ротора, направление результирующего момента останется тем же. При последовательной схеме возбуждения полярность меняется с очень небольшой задержкой. Так что направление вращения ротора остается тем же.

Достоинства и недостатки

Хотя универсальные коллекторные двигатели активно используются, они имеют серьёзные недостатки:

  • Более низкий КПД при работе на переменном токе (если сравнивать с работой на постоянном такого же напряжения).
  • Сильное искрение коллекторного узла на переменном токе.
  • Создают радиопомехи.
  • Повышенный уровень шума при работе.

Во многих моделях строительной техники

Но все эти недостатки нивелируются тем, что при частоте питающего напряжения в 50 Гц они могут вращаться со скоростью 9000-10000 об/мин. По сравнению с синхронными и асинхронными двигателями это очень много, максимальная их скорость — 3000 об/мин. Именно это обусловило использование этого типа моторов в бытовой технике. Но постепенно они заменяются современными бесщеточными двигателями. С развитием полупроводников их производство и управление становится всё более дешёвым и простым.

Важность обкатки коллекторного мотора PRO Хобби – интернет-журнал о моделизме

четверг, 2 ноября 2017 г.

Многие, перед покупкой модели с ДВС (двигателем внутреннего сгорания), знают, что подобный тип двигателя нуждается в обязательной обкатке. Однако не все имеют представление, что радиоуправляемые модели с электрической силовой установкой, а именно коллекторные, также нуждаются в обкатке. Эта процедура поможет избежать неприятных моментов, связанных с выходом данного узла из строя раньше времени, продлит срок службы и обеспечит стабильные скоростные и мощностные показатели.

Почему же отсутствие обкатки или же неправильно проведенная обкатка негативно сказываются на ресурсе коллекторного двигателя? Для ответа на этот вопрос, заглянем внутрь.

Схема коллекторного мотора

Устройство состоит из корпуса, внутри которого находятся ротор, статор и коллектор, а также графитовые щетки, подшипник и вентилятор охлаждения. Ток, который поступает через щетки и коллектор на обмотки ротора, образует электромагнитное поле. Взаимодействуя с постоянными магнитами статора, ротор начинает вращаться.

Внимание к деталям

В данной цепочке нас интересуют коллектор и графитовые щетки. Изначально, без обкатки, поверхность их соприкосновения весьма мала, но через нее проходят весьма большие токи. Именно это и является главной проблемой — проходящий ток “разогревает” сами щетки, что может вызвать их повреждение, деформацию, откол или прилипание к коллектору.

Во время обкатки происходит увеличение площади соприкосновения этих узлов за счет естественного стирания щеток и принятия ими формы коллектора. Это позволяет избежать, при дальнейшей эксплуатации, риска повреждения самих щеток.

Обкатываем!

Как же правильно провести обкатку коллекторного двигателя? Процедура весьма простая и не потребует более 10 минут, так что приступим.

Порядок действий:

  1. Заряжаем аккумулятор. Ставим модель на ровную поверхность и начинаем кататься, без резких ускорений и торможений, пока не разрядится аккумулятор.
  2. Даем двигателю остыть.
  3. Заряжаем аккумулятор или ставим другой, уже заряженный. Повторяем п.1
  4. Даем двигателю остыть.
  5. Начинаем полноценную эксплуатацию модели.

Теперь Ваш двигатель готов к эксплуатации!

Соблюдая эту несложную процедуру каждый раз, когда у Вас появляется модель с коллекторным двигателем, можно быть уверенным в том, что его ресурс и характеристики будут именно такими, какими их указал производитель.

Коллекторный двигатель — устройство и применение / Paulturner-Mitchell.com

Чтобы ответить на вопрос о том, что такое коллекторный двигатель, необходимо понять, что вообще называют двигателем. А это электрическая машина, реверс генератора. Вместе генератор и двигатель называются машиной постоянного тока. Он предназначен для преобразования механической энергии в электрическую (то есть для работы в качестве генератора) или наоборот — из электрической в ​​механическую (для работы в качестве двигателя). Если оснастить синхронную машину постоянного тока коллектором, мы получим коллекторный двигатель.В режиме генератора коллектор будет выполнять роль выпрямителя, в режиме управления — преобразователя частоты. Именно благодаря ему через обмотку якоря протекает переменный ток, а во внешней цепи — постоянный.

Из всего вышесказанного следует, что коллекторный двигатель представляет собой электрическую синхронную машину, в которой датчик положения ротора и переключатель тока в обмотках представляют собой щеточно-канализационный узел. Естественно, как уже было сказано, он может просто стать генератором.

Самый маленький коллекторный двигатель (несколько ватт) состоит из таких обязательных частей, как трехполюсный ротор, подшипники скольжения, коллекторный блок (он также состоит из двух медных пластин-щеток), двухполюсный статор на постоянных магнитах. Самые маленькие приспособления этого типа используются в некоторых детских игрушках.

Коллекторный двигатель большей мощности имеет, как правило, многополюсный ротор, подшипники качения, коллектор на четырех графитовых щетках, четырехполюсный статор на постоянных магнитах. Именно моторы такой конструкции стоят в автомобилях, в приводах вентиляторов, в системах охлаждения и вентиляции, в насосах, дворниках и так далее.Основным достоинством такого устройства, как коллекторный двигатель, можно назвать простоту эксплуатации, ремонта и изготовления.

Устройства мощные (на несколько сотен ватт) содержат статоры на электромагнитах. Есть несколько основных способов подключения таких обмоток: последовательно к ротору (последовательное возбуждение, приличный максимальный крутящий момент, однако высокие обороты холостого хода), параллельно ротору (так называемое параллельное возбуждение, которое можно назвать стабильностью витков, но К недостаткам можно отнести небольшой максимальный момент).Также есть варианты со смешанным и независимым возбуждением, но они используются редко.

Есть еще такая машина как коллекторный двигатель переменного тока. Однако его нельзя рассматривать отдельно. Под такой машиной обычно понимают универсальный коллекторный двигатель. Это своего рода машина, которая работает как на постоянном, так и на переменном токе. Такое устройство получило широкое распространение в ручных электроинструментах и ​​в некоторых бытовых приборах благодаря небольшим размерам, весу, невысокой цене, простоте использования.Такой универсальный коллекторный двигатель можно напрямую подключать к сети, у него небольшой пусковой ток, простая схема управления.

Ротор и коллектор электродвигателя / Обмотка якоря / Электродвигатель коллекторного якоря

В большинстве домашних швейных машин, даже некоторых промышленных, используются электродвигатели со щетками, их еще называют коллекторными электродвигателями. Электромоторы также используются во всех ручных электроинструментах (дрели, шлифовальные станки, фрезерные станки, ручные пилы, лобзики… так далее). У коллекторных электродвигателей наиболее частые проблемы и отказы возникают на роторе, реже на статоре. Самая чувствительная часть, так сказать …

роторный коллектор. Сам коллектор имеет цилиндрическую форму и разных размеров, это в основном зависит от мощности двигателя, его прогнозируемой скорости, нагрузки и т. Д. Так называемые щетки опираются на коллектор, они сделаны из графита, который является отличным проводником, не очень жесткая и хорошо переносит температуру, которая создается на коллекторе.Коллектор и щетки подвержены износу, эта проблема связана с качеством электродвигателя, а также коллектора, долговечностью использования машины (аппарата или электроинструмента). Коллектор состоит из большего или меньшего …
ряда медных пластин (ламелей), которые отделены друг от друга изоляционным материалом. Основной признак того, что с коллектором что-то не так, — это большие искры с растеканием искр по краю коллектора, когда вам это кажется, машину нужно остановить и дальнейшую работу прекратить.Работа в таких условиях может привести к необратимому и необратимому разрушению ротора и тем самым избавить вас от ненужного обслуживания и ремонта, которые специалисты по обслуживанию знают, как правильно заряжать. Наша сегодняшняя тема — это осмотр коллектора, замена щеток и возможное их выравнивание.

Ротор ручного инструмента обычно установлен на двух роликовых подшипниках, тогда как на двигателях бытовых швейных машин подшипники обычно являются подшипниками скольжения, что означает, что сами втулки, вал ротора также являются частью подшипников скольжения.Нашим примером сегодня является электродвигатель швейной машины Pfaff 1222, одна реставрация находится в стадии разработки, поэтому я воспользовался возможностью, чтобы сделать несколько, надеюсь, интересных фотографий. Двигатель работает, но одна дополнительная чистка коллектора ему не помешает.

Итак, мы имеем ситуацию, когда двигатель сильно нагревается, на коллекторе появляются искры, необходимо собрать двигатель из устройства или машины, разобрать двигатель до такой степени, чтобы ротор можно было полностью собрать. В первую очередь необходимо проверить щетки, обычно если двигатель работает плохо, а кончики щеток неровные и не такие гладкие, как в обычных ситуациях.Обычно они изношены (укорачиваются) и требуют замены на новые. Теперь берем ротор и протираем его хлопчатобумажной тканью из комплекта, по возможности хорошо протираем сжатым воздухом. Осмотр хорошо проводить под увеличительным стеклом, если оно у вас есть, расстояние между планками должно быть одинаковым, видимость большего расстояния между …

отдельные ламели — плохой признак и обычно такой ротор не помогает. Если поверхность коллектора частично повреждена, ее необходимо выровнять.Швейные машины имеют относительно небольшие двигатели, и обработку коллектора можно производить на обычном сверле, закрепленном на специальном держателе (см. Рисунок), можно и без него, но это намного сложнее. При заданном диаметре коллектор был лишь частично засаленным и грязным, особых вмятин не было. Старые щетки могут изнашивать лопасти коллектора, и при установке новых их установка не будет хорошей, поэтому необходимо выровнять коллектор. Для этого нам понадобятся: небольшой мелкий напильник, защитная крепированная лента и небольшая наждачная бумага.

Обмотки вокруг коллектора и концы защищаем крепированной лентой, чтобы не повредить их. На более длинных роторах требуется крепление с обеих сторон, в данном случае это более короткий ротор, и в этом нет необходимости. Включите дрель, но уменьшите ее скорость до минимума с помощью регулятора на переключателе, запустите дрель и слегка удалите поверхность коллектора тонким напильником, перемещение напильника такое же, как и с стоящими предметами, не нажимайте сильно без надобности. Поверхность скоро начнёт выравниваться.Глубина снятия коллектора достаточно вариативна, обычно достаточно около 0,1 мм, а на более крупных двигателях (электростартер 12 / 24В) его можно удалить до 0,5 мм и даже больше.


Обычно на двигателях швейных машин он обычно составляет до 0,15 мм. Как только мы заметим, что вся поверхность чистая, остановимся с напильником и возьмем мелкую наждачную бумагу, скажем нет. 500, может немного поменьше, повторить пару раз. Окончательную полировку можно провести куском более прочного фетра или мягкой кожи, также очищаем концы вала ротора, но с добавлением небольшого количества масла.В случае чистки штифтов целью является не утоньшение, а только восстановление эмали подшипника.

В конце концов, соберите двигатель, так как подшипники скользящего типа, не забудьте про втулки и добавьте немного специальной смазки для подшипников в втулки скольжения, в конце верните щетки и запустите двигатель (станок). Первоначально возможны искры, но кратковременно, в том случае, если даже после данного вмешательства коллектор дает много искр и создает высокую температуру, ротор подлежит ремонту (намотке).Также есть небольшие устройства, которые могут проверить правильность ротора, некоторые электрики их делают, ничего особенного, но довольно эффективные.

ВНИМАНИЕ: Опасность поражения электрическим током !! Поскольку эти устройства обычно находятся под напряжением 110–220 В, не пытайтесь обойти это ограничение, если вы не на 100% уверены в своих знаниях. !!

Так как на наш сайт приходят мастера всех профилей, я спрашиваю электромехаников: есть ли ошибка в посте выше, надо ли ее исправить? ☺


Использование частотно-регулируемого привода для снижения потребления энергии пылесборником

Пылесборники потребляют электроэнергию все время своей работы, но большая часть электрической нагрузки приходится на двигатель вентилятора, который перемещает воздух через систему.Частотно-регулируемый привод (VFD) может минимизировать энергию, потребляемую двигателем вентилятора.

Потребление энергии прямо пропорционально объему воздуха (или CFM), который двигатель перемещает через систему. Пылесборники — это изменяемые системы. Их сопротивление воздушному потоку (падение давления) меняется со временем в зависимости от того, насколько заполнены фильтрующие картриджи пылью.

Без какого-либо вмешательства на ранних этапах срока службы фильтров, когда статическое давление на них низкое, вентилятор будет перемещать больше воздуха, чем необходимо.Это потребляет ненужную энергию, а также приводит к попаданию воздуха в фильтры с высокой скоростью, что сокращает срок службы фильтра.

На поздних стадиях срока службы фильтров, когда они загружены частицами пыли, воздушный поток становится ограниченным, и вентилятор должен работать более интенсивно, чтобы поддерживать достаточно высокий воздушный поток, чтобы улавливать частицы пыли. Это увеличивает статическое давление, также называемое падением давления, которое измеряется в дюймах водяного столба. На этом этапе необходимо отрегулировать воздушный поток, чтобы избежать чрезмерного потребления энергии.Это можно сделать вручную или путем установки частотно-регулируемого привода (ЧРП).

Ручная регулировка воздушного потока

В пылеуловителях обычно используется демпфер на выходе из двигателя вентилятора для механического изменения статического давления системы. Один из вариантов изменения воздушного потока — вручную отрегулировать эти заслонки. Когда фильтры новые, заслонку можно закрыть еще больше, чтобы добиться желаемого потока воздуха. По мере загрязнения фильтров заслонку можно открыть больше, чтобы увеличить поток воздуха.

На этом рисунке показана типичная взаимосвязь между вентилятором с постоянной скоростью вращения и потреблением энергии при использовании выпускной заслонки для механического регулирования статического давления в системе.

Устройство контроля энергии

Лучшим вариантом является использование частотно-регулируемого привода для электрического управления скоростью вентилятора. ЧРП — это электрическое устройство, которое автоматически регулирует частоту и потребляемую мощность двигателя вентилятора. Обычное человеческое взаимодействие больше не требуется.ЧРП, оснащенный датчиком воздушного потока или статического давления, автоматически определяет изменения в воздушном потоке и падении давления и регулирует скорость вращения вентилятора, чтобы вернуть в систему оптимальный воздушный поток. Операторы достигают значительной экономии электроэнергии в долгосрочной перспективе, поскольку количество энергии, необходимое для работы двигателя вентилятора, зависит от скорости.

Когда фильтры новые, привод снижает скорость вентилятора, чтобы получить желаемый воздушный поток. Когда фильтры заполняются пылью, привод ускоряет вентилятор, чтобы поддерживать постоянный поток воздуха.Электрическое управление намного эффективнее, чем вмешательство человека, в поддержании желаемого воздушного потока и минимизации потребляемой электроэнергии.

Регулировка частоты входящей мощности — эффективный способ изменить скорость двигателя вентилятора, поскольку их соотношение прямо пропорционально. Например, частотно-регулируемый привод может заменить двигатель, который работает со скоростью 3600 об / мин при 60 Гц, на работу со скоростью 1800 об / мин при 30 Гц. Вентилятор потребляет только количество энергии, необходимое для конкретной скорости вентилятора. Например, вентилятор, который работает на 25% медленнее, будет использовать 42% мощности, необходимой для полной скорости.Тот же вентилятор, работающий на 50% медленнее, будет использовать 12% мощности на полной скорости.

Суть в том, что частотно-регулируемые приводы позволяют пользователям сэкономить в среднем 30% затрат на электроэнергию для эксплуатации пылесборника. Кроме того, снижаются затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию, так как регулировка скорости вращения вентилятора не требует вмешательства человека.

Рисунок справа иллюстрирует множественные отношения, которые определяют количество энергии, используемой на разных скоростях. Эти графики были взяты из 26-го издания Руководства по промышленной вентиляции, рекомендованного для проектирования, рис. 7-9b).Было доказано, что преобразователи частоты экономят в среднем 4 дюйма вод. Ст. статического давления в течение срока службы фильтров. Дополнительная экономия капитальных затрат, возможная за счет установки частотно-регулируемого привода в системе пылеулавливания, будет зависеть от различных приложений. Однако окупаемость инвестиций обычно составляет менее года.

Рассмотрим этот пример

У вас есть пылесборник с двигателем мощностью 50 л.с., работающим с КПД 85%, 460 В, частотой 60 Гц, током при полной нагрузке 57 А и 1500 об / мин.Если частотно-регулируемый привод работает круглосуточно, без выходных, коллектор будет использовать мощность 38,6 кВт при полной нагрузке. Если тариф на электроэнергию составляет 0,10 доллара за кВт · ч, эксплуатация коллектора будет стоить 33 776 долларов в год. При установке частотно-регулируемого привода (ориентировочная стоимость 11 000 долларов США) тот же пылеуловитель будет стоить 17 012 долларов в год, что позволит сэкономить 16 763 долларов в год. VFD окупится менее чем за 8 месяцев.

Коллекторный автомобиль Определение | Law Insider

Относится к

Коллекционному транспортному средству

Автомобили означает наземные транспортные средства, приводимые в движение не мускульной силой, такие как автомобили, мотоциклы, автоциклы и низкоскоростные транспортные средства.Для целей этого определения автотранспортные средства не включают сельскохозяйственное оборудование, снегоходы, вездеходы, моторизованные инвалидные коляски, ходунки, бензиновые багги, тележки для гольфа, машины для ухода за лыжными склонами или транспортные средства, которые движутся только по рельсам или трассам. .

Старинное автотранспортное средство означает каждое автотранспортное средство, как определено в этом разделе, которое фактически было

Коммерческое автотранспортное средство означает автотранспортное средство или комбинацию автотранспортных средств, используемых в торговле для перевозки пассажиров или имущества, если автотранспортное средство:

Подержанный автомобиль означает любое транспортное средство, кроме нового автомобиля, как определено в этом разделе.

Новое автотранспортное средство означает автотранспортное средство, независимо от пробега транспортного средства, легальное или

Автомобильное топливо означает бензин. Он не включает авиационный бензин, реактивное топливо, дизельное топливо, керосин, сжиженный нефтяной газ, природный газ в жидкой или газообразной форме или гоночное топливо.

Регулируемая поверхность для автотранспортных средств означает любое из следующего, по отдельности или в комбинации:

Торговец подержанными автомобилями означает любое лицо, занимающееся продажей, демонстрацией, выставлением на продажу или торговлей подержанными автотранспортными средствами, в розницу или оптом, но не означает, что какой-либо новый дилер по продаже автомобилей продает, демонстрирует, предлагает на продажу или имеет дело с подержанными автомобилями, помимо участия в бизнесе по продаже, демонстрации, предложению на продажу или торговле новыми автомобилями, любое лицо, занимающееся разборкой, утилизацией или восстановлением автомобилей с использованием использованных запчастей, или любое государственное должностное лицо, выполняющее официальные обязанности.

Поверхность автотранспортного средства. означает любую проницаемую или непроницаемую поверхность, которая предназначена для использования «автотранспортными средствами» и / или воздушными судами и подвергается прямому воздействию атмосферных осадков, включая, помимо прочего, проезды, парковки, гаражи, дороги, ипподромы и взлетно-посадочные полосы.

Торговец автотранспортными средствами или «дилер» означает любое лицо, которое:

Продавец автотранспортных средств или «продавец» означает (i) любое лицо, которое нанято в качестве сотрудника

Дилер новых автомобилей означает любое лицо, занимающееся продажей, предложением продажи, ходатайством или рекламой о продаже новых автомобилей и которое имеет или держало на момент возникновения оснований для иска в соответствии с настоящей главой действующее соглашение о продаже и обслуживании, франшизу или контракт , предоставленный производителем или дистрибьютором для розничной продажи новых автомобилей указанного производителя или дистрибьютора;

Автомобили означают автомобили, тракторы, трейлеры и другое подобное имущество, независимо от того, регулируется ли право собственности на них свидетельством о праве собственности или праве собственности.

Незастрахованное автотранспортное средство означает наземное автотранспортное средство или трейлер любого типа:

Улица коллекционера означает улицу, которая переносит движение от второстепенных улиц к системе основных улиц, включая основные входные улицы жилых комплексов и основные улицы. циркулирующие улицы в таких застройках.

Автомобиль с недостаточным страхованием означает наземный автомобиль или прицеп любого типа, к которому на момент аварии применяется страхование ответственности за телесные повреждения или страховой полис, но суммы, уплаченной за телесные повреждения, недостаточно для выплаты полной суммы застрахованного имеет законное право на возмещение убытков.

Запись об автомобиле означает любую запись, относящуюся к разрешению оператора транспортного средства, названию транспортного средства, регистрации транспортного средства или удостоверению личности, выданному отделом транспортных средств;

пассажирское транспортное средство означает автотранспортное средство (кроме мотоцикла или инвалидной коляски), сконструированное исключительно для перевозки пассажиров и их вещей и приспособленное для перевозки не более двенадцати пассажиров, не считая водителя, без прицепа;

Сборщик означает любое лицо, уполномоченное собирать твердые отходы из общественных и частных мест.

Ваше транспортное средство означает Отвечающее критериям транспортное средство, приобретенное вами и являющееся транспортным средством, указанным в свидетельстве о страховании.

Станция зарядки электромобилей означает общественное или частное парковочное место, которое обслуживается оборудованием станции зарядки аккумуляторов, основной целью которого является передача электроэнергии (с помощью проводящих или индуктивных средств) аккумулятору или другому устройству хранения энергии в электромобиль. Зарядная станция для электромобилей, оснащенная зарядным оборудованием Уровня 1 или Уровня 2, разрешена в качестве вспомогательного оборудования для любого основного использования.

Электромобиль означает дорожное транспортное средство, которое получает энергию движения только от бортового источника электроэнергии.

Розничный торговец означает любое лицо, кроме производителя или оптового торговца, занимающееся продажей сигарет или табачных изделий.

Солнечный коллектор означает устройство, конструкцию или часть устройства или конструкции, основной целью которых является преобразование солнечной энергии в тепловую, механическую, химическую или электрическую энергию.

Дом на колесах означает каждый частный автомобиль с нормальным количеством сидячих мест не более 10

Коммунальный транспорт означает автомобиль, который (i) предназначен для использования на бездорожье, (ii) приводится в движение двигателем

.

Сравнение общих выходных сигналов энкодера

Когда дело доходит до выбора кодировщика для приложения управления движением, необходимо сделать несколько вариантов. Инженер, определяющий датчик, должен решить, требуется ли для их применения инкрементальный, абсолютный или коммутационный энкодер.Как только они узнают, какой тип им нужен, есть обширный список других параметров, которые следует учитывать, таких как: разрешение, монтажная схема, размер вала двигателя и многое другое. Кроме того, что иногда упускается из виду, необходим тип выходного сигнала кодировщика. Ответ не всегда ясен, поэтому в этом посте мы рассмотрим три основных типа выходов, которые можно увидеть практически на любом кодировщике: открытый коллектор, двухтактный и дифференциальный линейный драйвер. Эти три типа выходных данных описывают физический уровень цифровой связи.

Будь то квадратурный выход инкрементального энкодера, выход полюса двигателя коммутационного энкодера или последовательный интерфейс, использующий определенный протокол, все эти сигналы являются цифровыми и имеют высокое и низкое состояния. Это означает, что для кодировщика 5 В сигналы всегда будут переключаться между 0 В (земля), который имеет низкий уровень или двоичный 0, и 5 В, который является высоким или двоичным 1. В этом посте мы сосредоточимся на выходах инкрементального кодировщика, которые обеспечивают основная прямоугольная волна.

Типовые цифровые прямоугольные сигналы 5 В

Выходы с открытым коллектором

Большинство вращающихся энкодеров на рынке будут иметь выход с открытым коллектором.Это означает, что выход цифрового сигнала может быть подключен к низкому уровню на землю, а когда сигнал должен быть высоким, выход просто отключается. Выход называется открытым коллектором, потому что контакт коллектора на транзисторе остается открытым или отключенным, когда входной сигнал высокий.

Биполярный переходной транзистор, используемый в энкодерах с открытым коллектором

. Для взаимодействия с этим устройством требуется внешний резистор, чтобы «подтянуть» коллектор до желаемого высокого уровня напряжения. Это полезный тип выхода, если инженер пытается взаимодействовать с системой с разными уровнями напряжения.Коллектор можно подтянуть, чтобы обеспечить более низкие или более высокие уровни напряжения, чем работает энкодер.

Подтягивающий резистор, добавленный извне к энкодеру с открытым коллектором

. Однако недостатки этого интерфейса часто перевешивают возможность изменения уровней напряжения энкодера. Добавление внешних резисторов к энкодерам с открытым коллектором не является чрезвычайно сложной задачей, и многие стандартные контроллеры уже имеют их встроенными, но эти внешние резисторы потребляют ток для работы и влияют на выходной сигнал, изменяя его характеристики в зависимости от частоты.Рассмотрим снова прямоугольную волну инкрементального энкодера, только на этот раз увеличенную очень близко к одному из изменений его состояния. Нам нравится думать о наших цифровых сигналах как о мгновенном переходе от низкого к высокому, но мы, конечно, знаем, что все требует времени. Мы называем эту задержку скоростью нарастания напряжения.

Крупный план прямоугольной волны с более низкой скоростью нарастания

В случае выходов с открытым коллектором на скорость нарастания влияет сопротивление подтягивающего резистора, поскольку резистор действует как резистор R в схеме синхронизации RC.Более низкие скорости нарастания означают пониженную рабочую скорость энкодера (и / или уменьшенную разрешающую способность в случае инкрементальных энкодеров). Скорости нарастания могут быть улучшены с помощью резисторов меньшего номинала (более сильные подтяжки), но этот компромисс означает, что система потребляет больше энергии, так как этот подтягивающий резистор должен пропускать через него больше тока, когда сигнал низкий.

Двухтактные выходы

Лучшим ответом на недостатки интерфейса с открытым коллектором является двухтактная конфигурация. В двухтактном режиме используются два транзистора вместо одного.Верхний транзистор работает как активный подтягивающий, а нижний транзистор работает так же, как транзистор в конфигурации с открытым коллектором. Двухтактные конфигурации позволяют осуществлять быстрые цифровые переходы с более высокой скоростью нарастания, чем это достигается с помощью резисторов, формирующих сигнальные линии. Без резисторов, рассеивающих мощность, этот тип выхода также потребляет меньше энергии. Это делает двухтактный выход гораздо лучшим вариантом для приложений с батарейным питанием, где доступная мощность очень высока.

Конфигурация двухтактного транзистора

Все несимметричные энкодеры AMT устройств CUI Devices используют двухтактный тип выхода. Для подключения к выходам моделей кодировщиков AMT не требуется никаких внешних подтягивающих устройств. Это значительно упрощает тестирование и создание прототипов, требуя меньше расходных материалов для запуска и работы. Важно отметить, что выход кодера AMT обозначен в таблице как CMOS . Это просто указывает, как интерфейсное устройство должно интерпретировать высокие и низкие уровни напряжения, которые оно видит на двухтактном выходе.Эти высокие и низкие значения различаются в зависимости от устройства, поэтому следует обращаться к техническому описанию нужного продукта.

Выходы дифференциального драйвера линии

Хотя двухтактные энкодеры предлагают повышение производительности по сравнению с их предшественниками с открытым коллектором, они не обязательно подходят для каждого проекта из-за их несимметричных выходов. Если приложение требует большой длины кабеля или если используемые кабели будут подвергаться сильному электрическому шуму и помехам, лучшим выбором будет кодер с дифференциальным выходом линейного драйвера.Дифференциальные выходы генерируются с той же конфигурацией транзисторов, что и двухтактные выходы, но вместо одного сигнала генерируются два сигнала. Эти сигналы называются дифференциальной парой; один из сигналов соответствует исходному сигналу, а другой является полной противоположностью исходному сигналу, поэтому его иногда называют дополнительным сигналом .

При несимметричном выходе приемник всегда связывает передаваемый сигнал с общей землей.Однако на больших расстояниях между кабелями, когда напряжение имеет тенденцию падать, а скорость нарастания нарастания уменьшается, часто возникают ошибки сигнала. В дифференциальном приложении хост генерирует исходный несимметричный сигнал, который затем поступает на дифференциальный передатчик. Этот передатчик создает дифференциальную пару, передаваемую по кабелю. Когда генерируются два сигнала, приемник больше не связывает уровень напряжения с землей, а вместо этого связывает сигналы друг с другом. Это означает, что вместо того, чтобы искать конкретные уровни напряжения, приемник всегда смотрит на разницу между двумя сигналами.Затем дифференциальный приемник преобразует пару сигналов обратно в один несимметричный сигнал, который может интерпретироваться ведущим устройством с использованием надлежащих логических уровней, требуемых ведущим устройством. Этот тип интерфейса также позволяет устройствам с разными уровнями напряжения работать вместе посредством связи между дифференциальными приемопередатчиками. Все это работает вместе, чтобы преодолеть деградацию сигнала, которая могла бы возникнуть в несимметричном приложении при больших расстояниях прокладки кабелей.

Выходной сигнал энкодера управляется дифференциальным драйвером и восстанавливается приемником

. Однако ухудшение сигнала — не единственная проблема, которая возникает на больших расстояниях между кабелями.Чем длиннее кабель внутри системы, тем выше вероятность того, что электрические помехи и помехи попадут на кабели и, в конечном итоге, в электрическую систему. Когда шум попадает на кабели, он проявляется в виде напряжения различной величины. В системах с несимметричными выходными энкодерами это может привести к тому, что принимающая сторона системы будет считывать ложные высокие и низкие логические значения, что приведет к ошибочным данным о местоположении. Это серьезная проблема! К счастью, дифференциальные интерфейсы линейных драйверов хорошо справляются с этим шумом.Устройства CUI обычно рекомендуют использовать драйвер дифференциальной линии для кабелей, длина которых превышает 1 метр.

При использовании драйверов дифференциальной линии требуется витая пара. Кабельная разводка витой пары состоит из сигналов A и A-, переплетенных вместе с определенным числом витков на заданном расстоянии. С этим типом кабеля шум, который генерируется на одном сигнальном проводе, применяется в равной степени к парному проводу. Если пик напряжения возникает на сигнале A, он также применяется к сигналу A-.Поскольку дифференциальный приемник вычитает сигналы друг из друга, чтобы получить восстановленный сигнал, он будет игнорировать шум, одинаково показанный на обоих проводах. Способность дифференциального приемника игнорировать напряжения, одинаковые на обеих сигнальных линиях, называется подавлением синфазного сигнала . Из-за их способности подавлять шум, интерфейсы дифференциальных драйверов линии широко используются в промышленных и автомобильных приложениях.

Дифференциальный приемник игнорирует все, что является общим для обоих сигналов.

Понимая различные типы выходных сигналов энкодера, их преимущества и недостатки, инженер может лучше выбрать оптимальный тип выходного сигнала для своего приложения.Все кодеры AMT CUI Devices предлагаются с двухтактными выходами для низкого энергопотребления и простоты установки. Варианты драйверов дифференциальной линии также доступны во многих моделях для более требовательных приложений.

Дополнительные ресурсы


У вас есть комментарии к этому сообщению или темам, которые вы хотели бы, чтобы мы освещали в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу cuiinsights @ cuidevices.ком

Законы штата о шумах выхлопных газов

Общие законодательные акты Коннектикута

п. 14-80. Механическое оборудование.

(a) Каждый автомобиль и устройства на таком транспортном средстве должны приводиться в действие, оснащаться, конструироваться и настраиваться таким образом, чтобы предотвращать ненужный или необычный шум.

(b) Каждый автомобиль, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, должен быть оборудован, за исключением случаев, предусмотренных ниже, глушителем или глушителями, предназначенными для предотвращения чрезмерного, необычного или ненужного шума выхлопных газов.Глушитель или глушители должны содержаться владельцем в хорошем рабочем состоянии и использоваться всякий раз, когда автомобиль находится в эксплуатации. Ни одно лицо, в том числе дилер по ремонту автомобилей или продавец мотоциклов, не должно устанавливать и ни одно лицо не должно использовать на автомобиле глушитель или глушители без внутренних перегородок или других эффективных глушителей, выпотрошенный глушитель, вырез в глушителе. или прямой выхлоп, за исключением случаев, когда автомобиль используется в гонках, соревнованиях или демонстрациях скорости или навыков в качестве публичной выставки в соответствии с подразделом (а) раздела 14-164а, или любое механическое устройство, которое будет усиливать шум, издаваемый транспортное средство.Ни одно лицо, включая дилера по ремонту автомобилей или дилера по ремонту мотоциклов, не должно снимать весь или часть глушителя автомобиля, кроме как для ремонта или замены глушителя или его части для более эффективного предотвращения шума. Никто не должен использовать на выхлопной системе или выхлопной трубе автомобиля какие-либо удлинители или устройства, которые будут вызывать чрезмерный или необычный шум.

c) Двигатель каждого автотранспортного средства должен быть оборудован и отрегулирован таким образом, чтобы не допускать чрезмерного испарения или дыма выхлопных газов.

(d) Все трубы, по которым отводятся выхлопные газы двигателя, должны быть изготовлены из герметичного металла и обслуживаться из него. Выхлопные трубы должны быть направлены от глушителя или глушителей к задней части транспортного средства и должны быть примерно параллельны продольной оси транспортного средства и примерно параллельны поверхности проезжей части или должны быть направлены от глушителя вверх к месту выше. кабину или кузов транспортного средства таким образом, чтобы пары, газы и дым были направлены в сторону от людей, находящихся в транспортном средстве.Выхлопные трубы на пассажирском транспортном средстве должны доходить до крайней задней части кузова транспортного средства, не включая бампер и его крепления к кузову, или должны быть прикреплены к транспортному средству таким образом, чтобы выпускные трубы направляли выхлопные газы в любую из сбоку от транспортного средства, следя за тем, чтобы свежий окружающий воздух всегда находился под транспортным средством. Комиссар по автотранспортным средствам может принимать правила в соответствии с положениями главы 54 для установления стандартов безопасности для легковых автомобилей, оборудованных выхлопными трубами, расположенными перед задней осью.

(g) Любое лицо, нарушившее какое-либо положение этого раздела, должно быть оштрафовано на сто пятьдесят долларов за каждое нарушение.

Рег. Государственные агентства штата Коннектикут

п. 14-80a-4a. Допустимые уровни шума

Уровень шума автотранспортных средств и снегоходов при измерении с помощью микрофона для измерения уровня звука, расположенного на расстоянии 50 футов (15,2 м) от целевой точки в соответствии с требованиями раздела 14-80a-7a, не должен превышать следующих установленных значений:

(a) Любой автомобиль или комбинированный автомобиль, имеющий G.V.W.R. или G.C.W.R. весом менее 10 000 фунтов (4536 кг), включая легковые автомобили:
Максимально допустимые значения уровня звука, дБ (A)

Произведенных транспортных средств:
До 1 января 1979 г .: МЯГКИЙ ПЛОЩАДЬ: ограничение скорости на шоссе 35 миль в час или меньше — 76 дБ (А). Ограничение скорости на шоссе выше 35 миль в час — 82 дБ (A). ЖЕСТКИЙ УЧАСТОК: ограничение скорости на шоссе не более 35 миль в час — 78 дБ (A). Ограничение скорости на шоссе выше 35 миль в час — 84 дБ (A).

1 января 1979 года и после этой даты: МЯГКИЙ УЧАСТОК: ограничение скорости на шоссе 35 миль в час или меньше — 72 дБ (A).Ограничение скорости на шоссе выше 35 миль в час — 79 дБ (A). ЖЕСТКИЙ УЧАСТОК: ограничение скорости на шоссе не более 35 миль в час — 74 дБ (A). Ограничение скорости на шоссе выше 35 миль в час — 81 дБ (A).

Цифровой ШИМ-регулятор оборотов коллекторного мотора. Регулятор вращения двигателя

При использовании электродвигателя в инструментах одна из серьезных проблем — регулировка скорости их вращения. Если скорость недостаточно высока, значит, инструмент недостаточно эффективен.

Если он слишком высокий, то это приводит не только к значительным тратам электроэнергии, но и к возможному выгоранию прибора.Если скорость слишком высока, производительность инструмента также может стать менее предсказуемой. Как это исправить? Для этого принято использовать специальный регулятор скорости.

Электродвигатель для электроинструментов и бытовых приборов обычно относится к одному из двух основных типов:

  1. Коллекторные двигатели.
  2. Двигатели асинхронные.

В прошлом наиболее распространенной была вторая из этих категорий … Сейчас около 85% двигателей, которые используются в электроинструментах, бытовой или кухонной технике, относятся к коллекторному типу.Объясняется это тем, что они имеют большую степень компактности, они мощнее и процесс управления ими проще.

Работа любого электродвигателя основана на очень простом принципе: если прямоугольная рамка помещена между полюсами магнита, который может вращаться вокруг своей оси, и через нее пропускается постоянный ток, то рамка будет перемена. Направление вращения определяется по «правилу правой руки».

Этот шаблон можно использовать для работы коллекторного двигателя.

Здесь важным моментом является подключение тока к этой раме. Поскольку он вращается, для этого используются специальные скользящие контакты. После поворота рамы на 180 градусов через эти контакты ток течет в обратном направлении. Таким образом, направление вращения остается прежним. При этом плавного вращения не получится. Для достижения такого эффекта принято использовать несколько десятков рамок.

Устройство

Коллекторный двигатель обычно состоит из ротора (якоря), статора, щеток и тахогенератора:

  1. Ротор — вращающаяся часть, статор — внешний магнит.
  2. Щетки из графита — это основная часть скользящих контактов, через которую подается напряжение на вращающийся якорь.
  3. Тахогенератор Устройство, контролирующее характеристики вращения. В случае нарушения равномерности движения он корректирует напряжение, поступающее в двигатель, тем самым делая его более плавным.
  4. Статор может содержать не один магнит, а, например, 2 (2 пары полюсов). Также вместо статических магнитов здесь могут использоваться катушки электромагнита.Такой мотор может работать как от постоянного, так и от переменного тока.

Простота регулировки скорости коллекторного двигателя определяется тем, что скорость вращения напрямую зависит от величины приложенного напряжения.

Кроме того, важной особенностью является то, что ось вращения может быть прикреплена непосредственно к вращающимся инструментам без использования промежуточных механизмов.

Если говорить об их классификации, то можно говорить о:

  1. Щеточные двигатели постоянного тока.
  2. Щеточные электродвигатели переменного тока.

В данном случае речь идет о том, каким током питаются электродвигатели.

Классификация также может производиться по принципу возбуждения двигателя. В устройстве коллекторного двигателя питание подается как на ротор, так и на статор двигателя (если в нем используются электромагниты).

Разница в том, как организованы эти соединения.

Принято различать:

  • Параллельное возбуждение.
  • Постоянное возбуждение.
  • Параллельно-последовательное возбуждение.

Регулировка

А теперь поговорим о том, как можно регулировать частоту вращения коллекторных двигателей. В связи с тем, что скорость вращения мотора просто зависит от величины подаваемого напряжения, то для этого вполне подходят любые средства регулировки, способные выполнять эту функцию.

Перечислим некоторые из этих вариантов, например:

  1. Автотрансформатор лабораторный (ЛАТР).
  2. Заводские платы регулировки , используемые в бытовой технике (в частности, можно использовать те, которые используются в миксерах или пылесосах).
  3. Кнопки используются при конструировании электроинструментов.
  4. Бытовые регуляторы освещения с плавным действием.

Однако все вышеперечисленные методы имеют очень важный недостаток. Вместе со снижением скорости уменьшается и мощность мотора. В некоторых случаях его можно остановить даже рукой.В некоторых случаях это может быть приемлемо, но по большей части это серьезное препятствие.

Хороший вариант — регулировать скорость с помощью тахогенератора. Обычно устанавливается на заводе. В случае отклонений скорости вращения двигателя на двигатель передается уже скорректированное питание, соответствующее требуемой скорости. Если в эту схему встроено управление вращением двигателя, то потери мощности не будет.

Как это выглядит конструктивно? Наиболее распространен реостат регулирования вращения, выполненный на основе использования полупроводников.

В первом случае речь идет о переменном сопротивлении с механической регулировкой. Он подключен последовательно к коллекторному двигателю. Недостаток — дополнительное тепловыделение и дополнительная трата времени автономной работы. При таком способе регулировки происходит потеря мощности вращения двигателя. Это дешевое решение. Не применимо для достаточно мощных двигателей по указанным причинам.

Во втором случае при использовании полупроводников двигатель управляется подачей определенных импульсов.Схема может изменять длительность таких импульсов, что, в свою очередь, изменяет скорость вращения без потери мощности.

Как сделать самому?

Существуют различные варианты настройки схемы. Приведем более подробно один из них.

Вот как это работает:


Изначально это устройство предназначалось для регулировки коллекторного двигателя электромобилей. Это был примерно такой, где напряжение питания составляет 24 В, но такая конструкция применима и к другим двигателям.

Слабым местом схемы, которое было выявлено в ходе испытаний ее работы, является плохая пригодность при очень больших значениях силы тока. Это связано с некоторым замедлением работы элементов транзисторной схемы.

Рекомендуется, чтобы сила тока была не более 70 А. В этой схеме нет защиты по току или температуре, поэтому рекомендуется встроить амперметр и контролировать ток визуально. Частота коммутации составит 5 кГц, она определяется конденсатором С2 емкостью 20 нФ.

При изменении силы тока эта частота может изменяться от 3 кГц до 5 кГц. Переменный резистор R2 используется для регулировки тока. При использовании электродвигателя в бытовых условиях рекомендуется использовать регулятор стандартного типа.

При этом рекомендуется подбирать значение R1 таким образом, чтобы правильно настроить работу регулятора. С выхода микросхемы управляющий импульс поступает на двухтактный усилитель на транзисторах КТ815 и КТ816, затем — на транзисторы.

Печатная плата размером 50 на 50 мм изготовлена ​​из одностороннего стеклопластика:

На этой схеме дополнительно показаны 2 резистора на 45 Ом. Это сделано для возможного подключения обычного компьютерного вентилятора для охлаждения устройства. При использовании электродвигателя в качестве нагрузки необходимо блокировать схему блокирующим (демпферным) диодом, который по своим характеристикам соответствует удвоенному значению тока нагрузки и удвоенному значению напряжения питания.

Работа прибора без такого диода может привести к поломке из-за возможного перегрева. В этом случае диод необходимо разместить на радиаторе. Для этого можно использовать металлическую пластину площадью 30 см2.

Регулирующие ключи работают таким образом, что потери мощности на них достаточно малы. V В оригинальной схеме использовался стандартный компьютерный вентилятор. Для его подключения использовалось ограничивающее сопротивление 100 Ом и напряжение питания 24 В.

Устройство в сборе выглядит так:



При изготовлении блока питания (на нижнем рисунке) провода должны быть подключены таким образом, чтобы в тех проводниках, по которым проходят большие токи, было минимум перегибов. Мы видим, что изготовление такого устройства требует определенных профессиональных знаний и навыков. Возможно, в некоторых случаях имеет смысл использовать купленное устройство.

Критерии выбора и стоимость

Для того, чтобы правильно выбрать наиболее подходящий тип регулятора, необходимо иметь хорошее представление о типах таких устройств:

  1. Различные виды управления. Система управления может быть векторной или скалярной. Первые используются чаще, а вторые считаются более надежными.
  2. Регулятор мощности должен соответствовать максимально возможной мощности двигателя.
  3. По напряжению удобно выбирать прибор, обладающий максимально универсальными свойствами.
  4. Частотные характеристики. Регулятор, который вам подходит, должен соответствовать самой высокой частоте, которую использует двигатель.
  5. Прочие характеристики. Здесь речь идет о размере гарантийного срока, размерах и других характеристиках.

В зависимости от назначения и потребительских свойств цены на регуляторы могут существенно различаться.

По большей части они находятся в пределах примерно от 3,5 тысяч рублей до 9 тысяч:

  1. Регулятор скорости KA-18 ESC разработан для моделей в масштабе 1:10. Стоит 6890 руб.
  2. Регулятор скорости MEGA коллектор (водонепроницаемый).Стоит 3605 руб.
  3. Регулятор скорости для моделей LaTrax 1:18. Его цена 5690 рублей.

Электродвигатель необходим для плавного разгона и замедления. Широкое применение такие устройства получили в промышленности. С их помощью изменяют скорость конвейерных лент и вращение вентиляторов. Двигатели на 12 Вольт используются в системах управления и автомобилях. Все видели переключатели, изменяющие скорость вращения вентилятора печки в автомобилях.Это один из видов регуляторов. Только он не предназначен для плавного запуска. Скорость вращения изменяется ступенчато.

Применение преобразователей частоты

Преобразователи частоты используются в качестве регуляторов скорости и напряжения 380В. Это высокотехнологичные электронные устройства, позволяющие кардинально изменять характеристики тока (форму волны и частоту). В их основе лежат мощные полупроводниковые транзисторы и широтно-импульсный модулятор. Вся работа устройства контролируется блоком на микроконтроллере.Изменение скорости вращения ротора двигателя плавное.

Следовательно, они используются в нагруженных механизмах. Чем медленнее ускорение, тем меньше нагрузка на конвейер или коробку передач. Все частотники оснащены несколькими степенями защиты — по току, нагрузке, напряжению и другими. Некоторые модели преобразователей частоты питаются от однофазного напряжения (220 Вольт), от него делают трехфазное. Это позволяет подключать асинхронные двигатели в домашних условиях без использования сложных схем… И мощность не пропадет при работе с таким устройством.

Для каких целей используются регуляторы

В случае асинхронных двигателей регуляторы скорости необходимы для:

  1. Значительной экономии энергии … В конце концов, не каждому механизму требуется высокая скорость вращения двигателя — иногда его можно уменьшить на 20-30%, а это вдвое снизит затраты на электроэнергию.
  2. Защита механизмов и электронных схем … С помощью преобразователей частоты можно контролировать температуру, давление и многие другие параметры.Если двигатель работает как привод насоса, то в баке, в который он нагнетает воздух или жидкость, необходимо установить датчик давления. А при достижении максимального значения мотор просто отключится.
  3. Делаем плавный пуск … Нет необходимости использовать дополнительные электронные устройства — все можно сделать, изменив настройки преобразователя частоты.
  4. Снижение затрат на техническое обслуживание … С помощью таких регуляторов частоты вращения электродвигателей 220В снижается риск выхода из строя привода и отдельных механизмов.


Схема, по которой построены преобразователи частоты, широко распространена во многих бытовых приборах. Нечто подобное можно найти в источниках бесперебойного питания, сварочных аппаратах, стабилизаторах напряжения, блоках питания компьютеров, ноутбуков, зарядных устройствах для телефонов, блоках зажигания ламп подсветки для современных ЖК-телевизоров и мониторов.

Как работают регуляторы вращения

Регулятор скорости электродвигателя можно сделать своими руками, но для этого потребуется изучить все технические моменты… Конструктивно можно выделить несколько основных узлов, а именно:

  1. Электродвигатель.
  2. Микроконтроллерная система управления и преобразователь.
  3. Привод и связанные с ним механизмы.

В самом начале работы, после подачи напряжения на обмотки, ротор двигателя вращается с максимальной мощностью. Именно эта особенность отличает асинхронные машины от других. К этому добавляется нагрузка от приводимого в движение механизма.В результате на начальном этапе мощность и потребление тока возрастают до максимума.


Вырабатывается много тепла. Обмотки и провода перегреваются. Избавиться от этого поможет использование преобразователя частоты. Если выставить плавный пуск, то до максимальной скорости (которая тоже регулируется прибором и может быть не 1500 об / мин, а всего 1000) двигатель будет разгоняться не сразу, а на 10 секунд (прибавить 100-150 об / мин. каждую секунду). При этом значительно снизится нагрузка на все механизмы и провода.

Самодельный регулятор

Самостоятельно можно сделать регулятор скорости мотора 12В. Для этого требуется многопозиционный переключатель и резисторы с проволочной обмоткой. С помощью последнего изменяется напряжение питания (а вместе с ним и скорость). Подобные системы можно использовать для асинхронных двигателей, но они менее эффективны. Много лет назад широко применялись механические регуляторы — на базе зубчатых передач или вариаторов. Но они не были очень надежными. Электронные средства показывают себя намного лучше. Ведь они не такие уж и громоздкие и позволяют производить тонкую настройку привода.


Для производства регулятора вращения электродвигателя необходимо несколько электронных устройств, которые можно купить в магазине или снять со старых инверторных устройств. Хорошие результаты показывает симистор VT138-600 в схемах подобных электронных устройств. Чтобы произвести регулировку, вам потребуется включить в схему переменный резистор. С его помощью изменяется амплитуда сигнала, поступающего на симистор.

Внедрение системы управления

Для улучшения параметров даже самого простого устройства потребуется включение микроконтроллерного управления в схему регулятора скорости двигателя.Для этого нужно выбрать процессор с подходящим количеством входов и выходов — для подключения датчиков, кнопок, электронных ключей … Для экспериментов можно использовать микроконтроллер AtMega128 — самый популярный и простой в использовании. В открытом доступе можно найти множество схем, использующих этот контроллер. Найти их самостоятельно и применить на практике не составит труда. Чтобы он работал правильно, нужно записать в него алгоритм — реакцию на определенные действия. Например, при достижении температуры 60 градусов (измерение происходит на радиаторе прибора) должно произойти отключение электроэнергии.

Наконец-то

Если вы решили не делать устройство самостоятельно, а приобрести уже готовое, то обратите внимание на основные параметры, такие как мощность, тип системы управления, рабочее напряжение, частота. Желательно рассчитать характеристики механизма, в котором планируется использовать регулятор напряжения электродвигателя. И не забудьте согласовать с параметрами преобразователя частоты.

Всем привет, наверное, у многих радиолюбителей, как и у меня, не одно хобби, а несколько.Помимо разработки электронных устройств, я занимаюсь фотографией, видеосъемкой на зеркалку и монтажом видео. Как видеооператору мне понадобился слайдер для видеосъемки, и сначала я вкратце объясню, что это такое. На фото ниже представлен заводской слайдер.

Слайдер предназначен для видеосъемки на фотоаппараты и видеокамеры. Они аналогичны рельсовой системе, используемой в широкоэкранном кино. С его помощью создается плавное движение камеры вокруг снимаемого объекта.Еще один очень мощный эффект, который можно использовать при работе с ползунком, — это возможность приближаться или дальше от объекта. На следующем фото показан двигатель, который я выбрал для создания слайдера.


Ползунок приводится в движение двигателем постоянного тока на 12 В. В Интернете была найдена схема регулятора двигателя, который перемещает каретку ползуна. На следующем фото индикатор питания на светодиоде, тумблер, управляющий реверсом, и выключатель питания.


При работе с таким устройством важно обеспечить плавное регулирование скорости плюс небольшое включение реверса двигателя.Скорость вращения вала двигателя, в случае использования нашего регулятора, плавно регулируется поворотом ручки переменного резистора на 5 кОм. Возможно, не только я один из увлекающихся фотографией пользователей этого сайта, но и кому-то еще захочется повторить это устройство, желающие могут скачать в конце статьи архив со схемой и печатной платой регулятора. . На следующем рисунке изображена принципиальная схема регулятора двигателя:

.

Цепь регулятора


Схема очень проста и легко собирается даже начинающим радиолюбителям.Из плюсов сборки данного устройства могу назвать его невысокую стоимость и возможность настройки под свои нужды. На рисунке изображена печатная плата регулятора:


Но одними лишь ползунками сфера применения этого регулятора не ограничивается, его легко можно использовать в качестве регулятора скорости, например, сверлильного станка, самодельного дремеля с питанием от 12 вольт или компьютерного кулера, например, с габаритами 80 х 80 или 120 х 120 мм. Еще я разработал схему реверса двигателя, то есть быстрого изменения вращения вала в другую сторону.Для этого я использовал тумблер с шестью контактами на 2 положения. На следующем рисунке показана схема его подключения:


Средние контакты тумблера, обозначенные (+) и (-), подключаются к контактам на плате, обозначенным M1.1 и M1.2, полярность не имеет значения. Всем известно, что компьютерные кулеры при снижении напряжения питания и, соответственно, скорости издают гораздо меньше шума при работе. На следующем фото транзистор КТ805АМ на радиаторе:


Практически любой транзистор среднего и большого размера может быть использован в схемах питания n-p-n структур.Также диод можно заменить на подходящие по току аналоги, например 1N4001, 1N4007 и другие. Выводы двигателя зашунтированы диодом при обратном подключении, это было сделано для защиты транзистора в моменты включения и выключения цепи, так как наш двигатель является индуктивной нагрузкой. Также в схеме предусмотрена индикация включения ползунка на светодиоде, включенном последовательно с резистором.


При использовании двигателя с большей мощностью, чем показано на фото, транзистор необходимо прикрепить к радиатору для улучшения охлаждения.Фотография получившейся платы представлена ​​ниже:


Обсудить статью РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ С РЕВЕРСОМ

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.