Kollektor dvigateli sinxron elektr mashinasi bo'lib, unda o'rashdagi oqim kaliti va rotor holati sensori bir xil qurilma - cho'tka-kollektor yig'ilishi shaklida amalga oshiriladi. Bu qurilma turli shakllarda taqdim etiladi.
turlar
To'g'ridan-to'g'ri kommutator motori odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- rulmanlarda uch kutupli rotor;
- ikki kutupli doimiy magnit stator;
- mis plitalar kommutator yigʻmasining choʻtkasi sifatida.
Bu toʻplam odatda bolalar oʻyinchoqlarida yuqori quvvat talab qilinmaydigan eng kam quvvatli yechimlar uchun xosdir. Kuchliroq dvigatellar yana bir nechta strukturaviy elementlarni o'z ichiga oladi:
- to'rtta grafit cho'tkasi kollektor yig'ini ko'rinishida;
- rulmanlarda ko'p qutbli rotor;
- to'rt qutbli doimiy magnit stator.
Ko'pincha bu turdagi motorli qurilmazamonaviy avtomashinalarda sovutish va ventilyatsiya tizimining fanini, yuvish nasoslarini, artgichlarni va boshqa elementlarni haydash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari murakkabroq agregatlar ham bor.
Bir necha yuz vattli elektr motorining kuchi elektromagnitlardan yasalgan to'rt kutupli statordan foydalanishni o'z ichiga oladi. Uning o'rashlarini ulash uchun bir nechta usullardan biri ishlatilishi mumkin:
- Rotor bilan ketma-ket. Bunday holda, katta maksimal moment olinadi, ammo yuqori bo'sh aylanish tezligi tufayli dvigatelning shikastlanish xavfi yuqori.
- Rotor bilan parallel. Bunday holda, o'zgaruvchan yuk sharoitida tezlik barqaror bo'lib qoladi, lekin maksimal moment sezilarli darajada kamroq bo'ladi.
- o'rashning bir qismi ketma-ket va bir qismi parallel ravishda ulanganda aralash qo'zg'alish. Bunday holda, avvalgi variantlarning afzalliklari birlashtiriladi. Bu tur avtomobilni ishga tushirish uchun ishlatiladi.
- Alohida quvvat manbaidan foydalanadigan mustaqil qo'zg'alish. Bunday holda, parallel ulanishga mos keladigan xususiyatlar olinadi. Bu parametr kamdan-kam ishlatiladi.
Komutator dvigateli ma'lum afzalliklarga ega: ularni ishlab chiqarish, ta'mirlash, ishlatish oson va xizmat muddati ancha katta. Kamchiliklar sifatida odatda quyidagilar ta'kidlanadi: bunday qurilmalarning samarali dizaynlari odatda yuqori tezlikda va past momentga ega, shuning uchun ko'pchilik drayvlar vites qutilarini o'rnatishni talab qiladi. Bu da'vo yaxshi asosga egachunki past tezlikda yo'n altirilgan elektr mashinasi kam baholangan samaradorlik, shuningdek, bu bilan bog'liq sovutish muammolari bilan tavsiflanadi. Ikkinchisi shundayki, ular uchun nafis yechim topish qiyin.
Universal kommutator motor
Bu variant doimiy tokda ham, oʻzgaruvchan tokda ham ishlashga qodir boʻlgan bir turdagi DC kommutator mashinasidir. Qurilma kichik o'lchamlari, past og'irligi, arzonligi va tezlikni boshqarish qulayligi tufayli ba'zi turdagi maishiy texnika va qo'l asboblarida keng tarqaldi. Ko'pincha Amerika Qo'shma Shtatlari va Evropaning temir yo'llarida tortish vositasi sifatida topiladi. Siz elektr motor qurilmasini ko'rib chiqishingiz mumkin.
Dizayn xususiyatlari
Ushbu masalani yaxshiroq tushunish uchun taqdim etilgan qurilmaning asosini nima tashkil etganini batafsil ko'rib chiqishingiz kerak. Universal kommutator motor turi - bu uy elektr ta'minoti tarmog'ining o'zgaruvchan tokida ishlash uchun optimallashtirilgan, ketma-ket ulangan qo'zg'atuvchi o'rashli to'g'ridan-to'g'ri oqim qurilmasi. Dvigatel polaritdan qat'i nazar, bir yo'nalishda aylanadi. Buning sababi shundaki, stator va rotor o'rashlarining ketma-ket ulanishi ularning magnit qutblarining bir vaqtning o'zida o'zgarishiga olib keladi va buning natijasida hosil bo'lgan moment bir yo'nalishga yo'n altiriladi.
U nimadan yasalgan?
AC kollektorli dvigatel magnitdan foydalanishni o'z ichiga oladipast histerezli yumshoq material. Girdap oqimining yo'qolishini kamaytirish uchun bu element izolyatsiyalangan qatlamli plitalardan yasalgan. AC kollektor mashinalarining kichik to'plami sifatida, to'lqinli tekislashdan foydalanmasdan, bir fazali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimini to'g'irlash orqali olinadigan pulsatsiyalanuvchi tok birliklarini ajratib ko'rsatish odatiy holdir.
AC kommutator dvigateli ko'pincha quyidagi xususiyat bilan tavsiflanadi: past tezlik rejimida stator o'rashlarining induktiv qarshiligi oqimni ma'lum chegaralardan ko'proq iste'mol qilishga imkon bermaydi, maksimal vosita momenti esa shuningdek, nominalning 3-5 qismi bilan cheklangan. Mexanik xususiyatlarni yaqinlashtirishga stator o'rashlarini kesish orqali erishiladi - o'zgaruvchan tokni ulash uchun alohida chiqishlar ishlatiladi.
Juda qiyin vazifa kuchli o'zgaruvchan tok kollektor mashinasini almashtirishni o'z ichiga oladi. Bo'lim neytraldan o'tganda, rotor bilan aloqada bo'lgan magnit maydon o'z yo'nalishini teskari tomonga o'zgartiradi va bu kesmada reaktiv EMF hosil bo'lishiga olib keladi. Bu AC quvvat bilan ishlaganda sodir bo'ladi. O'zgaruvchan tok kollektor mashinalarida reaktiv EMF ham sodir bo'ladi. Bu erda transformator EMF ham qayd etilgan, chunki rotor stator magnit maydonida bo'lib, vaqt o'tishi bilan pulsatsiyalanadi. Kollektor motorini silliq ishga tushirish mumkin emas, chunki bu vaqtda mashinaning amplitudasi maksimal bo'ladi va sinxronizatsiya tezligiga yaqinlashganda, u mutanosib ravishda kamayadi. Keyingi kabitezlashuvi, yangi o'sish qayd etiladi. Bu holda almashtirish muammosini hal qilish uchun bir nechta ketma-ket qadamlar taklif etiladi:
- Debriyaj oqimini kamaytirish uchun dizaynda bir burilish qismiga ustunlik berish kerak.
- Bo'limning faol qarshiligini oshirish kerak, buning uchun eng istiqbolli elementlar yaxshi sovutish kuzatiladigan kollektor plitalaridagi rezistorlardir.
- Kommutator eng katta qarshilikka ega maksimal qattiqlikdagi cho'tkalar bilan faol ravishda maydalanishi kerak.
- Reaktiv EMF ketma-ket o'ralgan qo'shimcha qutblar yordamida kompensatsiya qilinishi mumkin va parallel o'rash transformator EMF kompensatsiyasi uchun qo'llaniladi. Oxirgi parametrning qiymati rotorning burchak tezligi va magnitlanish oqimining funktsiyasi bo'lganligi sababli, bunday o'rashlar hali mavjud bo'lmagan qul boshqaruv tizimlaridan foydalanishni talab qiladi.
- Ta'minot davrlarining chastotasi imkon qadar past bo'lishi kerak. Eng mashhur variantlar 16 va 25 Gts.
- UKD ning teskari oʻzgarishi stator yoki rotor oʻrashlarining polaritesini almashtirish orqali amalga oshiriladi.
Ijobiy va kamchiliklar
Taqqoslash uchun quyidagi shartlar qo'llaniladi: qurilmalar 220 volt kuchlanishli va 50 Gts chastotali maishiy elektr tarmog'iga ulangan, dvigatel kuchi esa bir xil. Qurilmalarning mexanik xususiyatlaridagi farq kamchilik yoki afzallik bo'lishi mumkinhaydovchi talablariga qarab.
Shunday qilib, AC kommutatorli vosita: doimiy tok blokiga nisbatan afzalliklari:
- Tarmoqqa ulanish toʻgʻridan-toʻgʻri amalga oshiriladi va qoʻshimcha komponentlardan foydalanishga hojat yoʻq. Doimiy to'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri to'g'ri ishlasa, tuzatish talab qilinadi.
- Boshlanish oqimi ancha kam, bu kundalik hayotda ishlatiladigan qurilmalar uchun juda muhim.
- Agar boshqaruv sxemasi mavjud bo'lsa, uning qurilmasi ancha sodda - reostat va tiristor. Agar elektron komponent ishlamay qolsa, narxi quvvatga bog'liq bo'lgan va 1400 rubl yoki undan ko'p bo'lgan kollektor motori ishlaydi, lekin darhol to'liq quvvat bilan yoqiladi.
Ba'zi kamchiliklari ham bor:
- Statorning teskari aylanishi va induktivlik tufayli yoʻqotishlar tufayli umumiy samaradorlik sezilarli darajada kamayadi.
- Maksimal moment ham kamaytirildi.
Bir fazali kollektorli elektr motorlar asinxronlarga nisbatan ma'lum afzalliklarga ega:
- ixchamlik;
- tarmoq chastotasi va tezligi bilan bogʻlanmagan;
- muhim boshlanish momenti;
- avtomatik rejimda tezlikning mutanosib pasayishi va ortishi, shuningdek yuk ortishi bilan momentning oshishi, besleme zo'riqishida esa o'zgarishsiz qoladi;
- tezlikni boshqarish quvvat kuchlanishini oʻzgartirish orqali ancha keng diapazonda silliq boʻlishi mumkin.
Asinxron motorga nisbatan kamchiliklar
- yuk oʻzgarganda tezlik beqaror boʻladi;
- cho'tka-kollektor yig'ilishi qurilmani unchalik ishonchli qilmaydi (eng qattiq cho'tkalardan foydalanish zarurati resursni sezilarli darajada kamaytiradi);
- AC oʻzgarishi kollektorda kuchli uchqun paydo boʻladi va radio shovqinlari hosil boʻladi;
- ish paytida yuqori shovqin darajasi;
- kollektor qismlarning koʻpligi bilan ajralib turadi, bu esa dvigatelni ancha massiv qiladi.
Zamonaviy kommutator dvigateli mexanik uzatmalar va ishchi organlarning imkoniyatlari bilan taqqoslanadigan resurs bilan tavsiflanadi.
Boshqa taqqoslashlar
Bir xil quvvatdagi kollektor va asenkron motorlarni solishtirganda, ikkinchisining nominal chastotasidan qat'i nazar, boshqa xarakteristikaga erishiladi. Bu quyida batafsilroq tavsiflanadi. Universal kollektor elektr motori "yumshoq" xarakteristikani amalga oshiradi. Bunday holda, moment milning yukiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir, aylanishlar esa unga teskari proportsionaldir. Nominal moment odatda maksimaldan 3-5 marta kamroq bo'ladi. Bo'sh ishlash tezligini cheklash faqat dvigateldagi yo'qotishlar bilan tavsiflanadi, kuchli blokni yuklamasdan yoqilganda, u qulashi mumkin.
Asenkron motorning xarakteristikasi "fan" dir, ya'ni qurilma nominalga yaqin tezlikni ushlab turadi, tezlikni biroz pasaytirish bilan momentni iloji boricha keskin oshiradi. Agar biz ushbu ko'rsatkichning sezilarli o'zgarishi haqida gapiradigan bo'lsak, unda dvigatel momenti nafaqat ortibgina qolmay, balki pasayadi.nolga, bu esa to'liq to'xtashga olib keladi. Bo'sh ishlash tezligi nominaldan bir oz yuqoriroq bo'lib, doimiy bo'lib qoladi. Bir fazali asenkron motorning xarakteristikasi ishga tushirish bilan bog'liq qo'shimcha muammolar to'plamidir, chunki u normal sharoitlarda ishga tushirish momentini rivojlantirmaydi. Vaqt o'tishi bilan pulsatsiyalanuvchi bir fazali statorning magnit maydoni qarama-qarshi fazali ikkita maydonga bo'linadi, bu esa har xil hiyla-nayranglarsiz boshlashni imkonsiz qiladi:
- sun'iy faza hosil qiluvchi sig'im;
- ajratilgan truba;
- sun'iy faza hosil qiluvchi faol qarshilik.
Nazariy jihatdan, anti-fazali aylanuvchi maydon o'ta to'yingan magnit tizimdagi yo'qotishlar va qarshi maydon oqimlari bilan yuklangan o'rashlar tufayli bir fazali asenkron blokning maksimal samaradorligini 50-60% gacha kamaytiradi. Ma'lum bo'lishicha, bitta valda ikkita elektr mashinasi bor, biri dvigatel rejimida, ikkinchisi esa qarama-qarshilik rejimida ishlaydi. Ma'lum bo'lishicha, bir fazali kollektorli elektr motorlar tegishli tarmoqlardagi raqobatchilarni bilishmaydi. Bu shunday yuksak mashhurlikka loyiq edi.
Elektr dvigatelining mexanik xususiyatlari uni ma'lum bir foydalanish doirasini ta'minlaydi. AC tarmog'ining chastotasi bilan cheklangan past tezliklar universal kollektorlar bilan solishtirganda og'irlik va o'lchamdagi o'xshash quvvatning asenkron birliklarini katta qiladi. Biroq, yuqori chastotali inverterning quvvat pallasiga kiritilganda, taqqoslanadigan o'lchamlarga va vaznga erishish mumkin. Mexanik xarakteristikaning qattiqligi saqlanib qoladiDvigatel, unga oqim konversiya yo'qotishlari, shuningdek chastotaning oshishi, magnit va induktiv yo'qotishlar qo'shiladi.
Manifold yig'ilmagan analoglar
AC kommutator dvigateli mexanik xususiyatlari bo'yicha unga eng yaqin analogga ega - valfli, bu erda cho'tka-kollektor yig'ilishi rotor holati sensori bilan jihozlangan inverter bilan almashtirilgan. Ushbu qurilmaning elektron analogi sifatida quyidagi tizim qo'llaniladi: rektifikator, inverter bilan birlashtirilgan rotor burchakli joylashuv sensori bilan sinxron vosita. Biroq, rotorda doimiy magnitlarning mavjudligi o'lchamlarni saqlab qolgan holda maksimal momentni kamaytiradi.
Foydalanish printsipi
Kollektor elektr motor qurilmasi qurilma elektr energiyasini mexanik energiyaga va aksincha qanday aylantirishini namoyish etadi. Bu uning generator sifatida foydalanish qobiliyatini ko'rsatadi. Kollektor elektr motorini batafsil ko'rib chiqishga arziydi, uning diagrammasi uning imkoniyatlarini namoyish etadi.
Fizika qonunlarida aniq aytilganki, magnit maydondagi oʻtkazgichdan elektr toki oʻtkazilganda unga maʼlum bir kuch taʼsir qiladi. Bunday holda, o'ng qo'l qoida ishlaydi, bu elektr motorining kuchiga bevosita ta'sir qiladi. Kommutator motor aynan shu asosiy printsip asosida ishlaydi.
Fizika bizga buning asosini o'rgatadito'g'ri narsalarni yaratish kichik qoidalardir. Bu magnit maydonda aylanadigan ramka yaratish uchun asos bo'lib xizmat qildi, bu esa kollektor elektr motorini yaratishga imkon berdi. Diagramma shuni ko'rsatadiki, bir juft o'tkazgich magnit maydonga joylashtirilgan, uning oqimi qarama-qarshi yo'nalishda yo'n altirilgan va shuning uchun ham kuchlar. Ularning yig'indisi kerakli momentni beradi. Elektr dvigatelining qurilmasi ancha murakkab, chunki unga zarur elementlarning butun majmuasi, xususan, qutblar ustidagi oqimning bir xil yo'nalishini ta'minlaydigan kollektor qo'shilgan. Noto'g'ri harakatlanish armatura ustiga ko'proq bobinlarni o'rnatish orqali bartaraf etildi, doimiy magnitlar esa bobinlar bilan almashtirildi, bu esa to'g'ridan-to'g'ri oqimga bo'lgan ehtiyojni bartaraf etdi. Bu momentni yagona yo‘nalishda berishga imkon berdi.
Oʻz qoʻlingiz bilan elektr motorni taʼmirlash
Har qanday boshqa qurilma singari, bu qurilma ham har qanday sababga koʻra ishlamay qolishi mumkin. Suratini bizning sharhimizda ko'rishingiz mumkin bo'lgan elektr motori kerakli miqdordagi aylanishlarni ololmasa yoki mil ishga tushirilganda aylanmasa, uning sigortalari yonib ketgan yoki yo'qligini tekshirishingiz kerak. armatura elektr davri, agar qurilmaning o'zi haddan tashqari yuklangan bo'lsa. Ko'pincha, haddan tashqari yuklanish g'ayritabiiy oqim sarfiga olib keladi. Ushbu nosozlikni bartaraf etish uchun mexanik uzatma va tormozni sinchkovlik bilan tekshirish va keyin ortiqcha yuklanish sabablarini bartaraf etish kerak.
Elektr dvigatelining konstruksiyasi shundayki, u ishga tushganda iste'mol qiladi.ma'lum miqdordagi oqim. Agar u nominal qiymatdan kattaroq bo'lsa, parallel va ketma-ket sariqlarning bir-biriga nisbatan, shuningdek, reostatga nisbatan ulanishining izchilligini tekshirish talab qilinadi. O'z qo'llaringiz bilan elektr motorini ta'mirlashda ko'pincha aniq xatolarga yo'l qo'yiladi. Xususan, shunt o'rash reostatning elektr qarshiligi bilan ketma-ket ulanishi yoki elektr tarmog'ining bir qutbiga ulanishi mumkin.
Ishchi qo'zg'alish o'rashining ulanishining mustahkamligini tekshirish manevr o'rashining uchlaridan birini anker uchi bilan, ikkinchisini esa - reostat yoyidan keladigan elektr o'tkazgich bilan ulash orqali amalga oshiriladi. Odatda bu elektr o'tkazgichning kesimi boshqalarga qaraganda bir oz kichikroq, shuning uchun uni meggersiz aniqlash mumkin. Quvvat tugmachasini yoqqaningizdan va reostat slayderini o'rta holatga o'tkazgandan so'ng, bo'sh uchlariga quvvat beriladi. Tekshirish lampasi yordamida barcha Supero'tkazuvchilar uchlarini ketma-ket tekshirish amalga oshiriladi. Ulardan biriga tegib turganingizda, chiroq yonishi kerak, lekin ikkinchisi bilan emas. Butun motor shu tarzda sinovdan o'tkaziladi. Amalga oshirilgan ishlarning narxi jihozning buzilish turiga bog'liq bo'ladi.
Agar qurilmaning ishlashi davomida nominaldan kamroq bo'lgan bir qator aylanishlar bo'lsa, unda buning asosiy sabablari odatda quyidagilar bo'ladi: past tarmoq kuchlanishi, qurilmaning haddan tashqari yuklanishi, katta hayajonli oqim. Agar qarama-qarshi tabiatning ishlamay qolishi aniqlansa, qo'zg'alish pallasini tekshirish, barcha aniqlangan nuqsonlarni bartaraf etish kerak, shundan so'ngqo'zg'alish oqimining normal qiymatini o'rnatishingiz mumkin. Ba'zi hollarda motorlarni orqaga burish kerak bo'lishi mumkin.
Agar qurilmaning ishlamay qolishi sababi parallel va ketma-ket maydon o'rashlarining noto'g'ri ulanishi bo'lsa, to'g'ri ulanish tartibini tiklash kerak. Agar bunday muammoni oddiy yo'l bilan bartaraf etishning iloji bo'lmasa, elektr motorlarini orqaga qaytarish kerak bo'lishi mumkin. Shuningdek, elektr tarmog'idagi kuchlanishning kattaligini tekshirish kerak, chunki uning nominal qiymati oshishi bilan qurilmaning aylanishlari oshishi mumkin.
