Подключение коллекторного двигателя со щетками: Коллекторный двигатель переменного тока: схема подключения

Содержание

Коллекторный двигатель переменного тока: схема подключения

24.03.2019 0 bogdann.tech Электродвигатели Электрооборудование

Область применения таких моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.

Особенности конструкции и принцип действия

По сути, коллекторный двигатель представляет собой достаточно специфичное устройство, обладающее всеми достоинствами машины постоянного тока и, в силу этого, обладающее схожими характеристиками. Отличие этих двигателей состоит в том, что корпус статора мотора переменного тока для снижения потерь на вихревые токи выполняется из отдельных листов электротехнической стали. Обмотки возбуждения машины подключаются последовательно для оптимизации работы в бытовой сети 220в.

Могут быть как одно-, так и трехфазными, благодаря способности работать от постоянного и переменного тока называются ещё универсальными. Кроме статора и ротора конструкция включает щеточно-коллекторный механизм и тахогенератор. Вращение ротора в коллекторном электродвигателе возникает в результате взаимодействия тока якоря и магнитного потока обмотки возбуждения. Через щетки ток подается на коллектор, собранный из пластин трапецеидального сечения и является одним из узлов ротора, последовательно соединенного с обмотками статора.

В целом принцип работы коллекторного мотора можно наглядно продемонстрировать с помощью известного со школы опыта с вращением рамки, помещенной между полюсами магнитного поля. Если через рамку протекает ток, она начинает вращаться под действием динамических сил. Направление движения рамки не меняется при изменении направления движения тока в ней.

Последовательное подсоединение обмоток возбуждения дает большой максимальный момент, но появляются большие обороты холостого хода, способные привести к преждевременному выходу механизма из строя.

Упрощенная схема подключения

Типовая схема подключения может предусматривать до десяти выведенных контактов на контактной планке. Ток от фазы L протекает до одной из щеток, затем передается на коллектор и обмотку якоря, после чего проходит вторую щетку и перемычку на обмотки статора и выходит на нейтраль N. Такой способ подключения не предусматривает реверс двигателя вследствие того, что последовательное подсоединение обмоток ведет к одновременной замене полюсов магнитных полей и в результате момент всегда имеет одно направление.

Направление вращения в этом случае можно изменить, только поменяв местами выхода обмоток на контактной планке. Включение двигателя «напрямую» выполняется только с подсоединенными выводами статора и ротора (через щеточно-коллекторный механизм). Вывод половины обмотки используется для включения второй скорости. Следует помнить, что при таком подключении мотор работает на полную мощность с момента включения, поэтому эксплуатировать его можно не более 15 секунд.

Управление работой двигателя

На практике используются двигатели с различными способами регулирования работы. Управление коллекторным мотором может осуществляться с помощью электронной схемы, в которой роль регулирующего элемента выполняет симистор, «пропускающий» заданное напряжение на мотор. Симистор работает, как быстросрабатывающий ключ, на затвор которого приходят управляющие импульсы и открывают его в заданный момент.

В схемах с использованием симистора реализован принцип действия, основанный на двухполупериодном фазовом регулировании, при котором величина подаваемого на мотор напряжения привязана к импульсам, поступающим на управляющий электрод. Частота вращения якоря при этом прямо пропорциональна приложенному к обмоткам напряжению. Принцип работы схемы управления коллекторным двигателем упрощенно описывается следующими пунктами:

электронная схема подает сигнал на затвор симистора,
затвор открывается, по обмоткам статора течет ток, придавая вращение якорю М двигателя,
тахогенератор преобразует в электрические сигналы мгновенные величины частоты вращения, в результате формируется обратная связь с импульсами управления,

в результате ротор вращается равномерно при любых нагрузках,
реверс электродвигателя осуществляется с помощью реле R1 и R

Помимо симисторной существует фазоимпульсная тиристорная схема управления.

Преимущества и недостатки

К неоспоримым достоинствам таких машин следует отнести:

компактные габариты,
увеличенный пусковой момент, «универсальность» работа на переменном и постоянном напряжении,
быстрота и независимость от частоты сети,
мягкая регулировка оборотов в большом диапазоне с помощью варьирования напряжения питания.

Недостатком этих двигателей принято считать использование щеточно-коллекторного перехода, который обуславливает:

снижение долговечности механизма,
искрение между и коллектором и щетками,
повышенный уровень шумов,
большое количество элементов коллектора.

Типичные неисправности

Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором наблюдается искрение даже при работе нового двигателя. Сработанные щетки следует заменить для предотвращения более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может произойти межвитковое замыкание обмоток якоря или статора, в результате которого происходит значительное падение магнитного поля или сильное искрение коллекторно-щеточного перехода.

Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя может грамотная эксплуатация устройства и профессионализм изготовителя в процессе сборки изделия.

bogdann.tech

Администратор сайта Electricvdele.Ru

Next Схемы и технические характеристики крановых электродвигателей
Previous Схемы и рекомендации по подключению электродвигателя через конденсатор на 220В

Коллекторный двигатель схема подключения

Ротор — вращающаяся часть электрической машины. 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.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Виды электродвигателей и схемы их подключения для 220 и 380 В

Устройство коллекторных двигателей — электрических машин. Двигатель коллекторный

Устройство и подключение однофазных электродвигателей 220В

Как подключить коллекторный двигатель к Arduino

Коллекторный двигатель: устройство и подключение. Схема коллекторного двигателя переменного тока

Коллектор электродвигателя

Как работает коллекторный двигатель со щеточным механизмом в бытовой технике

ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Подключение коллекторного электродвигателя к сети 220 вольт

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить коллекторный электродвигатель мультиметром — обмотки статора и ротора

Виды электродвигателей и схемы их подключения для 220 и 380 В

Благодаря своим компактным размерам, коллекторный двигатель получил широкое распространение в конструкциях ручного электроинструмента. Он успешно применяется взамен конденсаторного однофазного асинхронного двигателя в стиральных машинах.

Массовое применение коллекторных двигателей обусловлено их высокой мощностью, простотой в управлении и обслуживании. Независимо от внешних различий и типов креплений, все они имеют одинаковый принцип действия. Прежде всего, это однофазный электродвигатель, где осуществляется последовательное возбуждение обмоток.

Для его работы может использоваться переменный или постоянный ток. По этой причине, коллекторный электродвигатель считается универсальным. Большинство таких электродвигателей имеют в своей конструкции основные элементы в виде статора вместе с обмоткой возбуждения, а также ротора и двух щеток в качестве скользящего контакта. Большая роль во всей конструкции отводится тахогенератору.

Его магнитный ротор закрепляется в торце роторного вала, а фиксация катушки осуществляется с помощью стопорного кольца или крышки. Все конструктивные элементы электродвигателя объединены в общей конструкции. Их соединяют две алюминиевые крышки, непосредственно образующие корпус двигателя. Для вывода контактов, присутствующих во всех элементах используется клеммная колодка, позволяющая легко включать их в общую электрическую схему. Для работы ременной передачи на роторный вал запрессовывается шкив.

В основе работы данного вида двигателей лежат взаимодействующие магнитные поля, присутствующие в статоре и роторе, при прохождении через них электрического тока. Коллекторный двигатель имеет последовательную схему, по которой подключаются обмотки. Контактная колодка позволяет задействовать до десяти контактов, увеличивая количество вариантов подключения.

Простейшее подключение можно выполнить, зная лишь расположение выводов в статоре и щетках. При нормальном подключении устанавливаются средства электрической защиты и устройства, позволяющие ограничивать ток. Поэтому, прямое подключение от сети должно производиться не более чем на 15 секунд.

Управление коллекторным двигателем осуществляется с помощью специальной электронной схемы. В этой схеме всю силовую регулировку выполняет симистор, подающий напряжение на двигатель в необходимом количестве и подключаемый последовательно с ним. 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 того, чтобы двигатель начал вращаться в другую сторону, необходимо лишь изменить последовательность коммутации обмоток. Пунктирной линией обозначены элементы и выводы, которые задействованы не во всех двигателях. Например датчик Холла, выводы термозащиты и вывод половины обмотки статора. При запуске коллекторного двигателя напрямую, подключаются только обмотки статора и ротора через щётки.

Представленная схема подключения коллекторного двигателя напрямую, не имеет средств электрической защиты от короткого замыкания и устройств ограничивающих ток. При таком подключении от бытовой сети, двигатель развивает полную мощность, поэтому не следует допускать длительного прямого включения.

Ниже, на Рис. Общий принцип схемы управления коллекторного двигателя таков. Управляющий сигнал с электронной схемы поступает на затвор симистора TY ,тем самым открывая его и по обмоткам двигателя начинает протекать ток,что приводит к вращению ротора M двигателя. По сигналам с тахогенератора создаётся обратная связь с сигналами управляющих импульсов поступаемых на затвор симистора.

Таким образом обеспечивается равномерная работа и частота вращения ротора двигателя при любых режимах нагрузки, вследствие чего барабан в стиральных машинах вращается равномерно. Для осуществления реверсивного вращения двигателя применяются специальные реле R1 и R2 ,коммутирующие обмотки двигателя.

В некоторых стиральных машинах, коллекторный двигатель работает на постоянном токе. Для этого, в схеме управления, после симистора, устанавливают выпрямитель переменного тока построенный на диодах «диодный мост».

Работа коллекторного двигателя на постоянном токе увеличивает его КПД и максимальный крутящий момент. Иногда происходит межвитковое замыкание обмотки ротора или статора значительно реже , что так же проявляется в сильном искрении коллекторно-щёточного узла из-за повышенного тока или ослаблении магнитного поля двигателя, при котором ротор двигателя не развивает полноценный крутящий момент.

Как мы и говорили выше, щётки в коллекторных двигателях при трении о коллектор со временем стачиваются. Поэтому большая часть всех работ по ремонту двигателей сводится к замене щёток.

Стоит отметить,что надёжность коллекторного двигателя во многом зависит от того, насколько качественно и грамотно производители подходят к технологическому процессу его изготовления и сборки. Коллекторные двигатели переменного тока в принципе отличаются от двигателей постоянного тока последовательного возбуждения рис.

Это необходимо для уменьшения магнитных потерь, которые в двигателе переменного тока имеют повышенную величину, так как магнитный поток возбуждения является переменным изменяется с частотой сети.

Электромагнитный вращающий момент в коллекторном двигателе переменного тока создается так же, как в двигателе постоянного тока, за счет взаимодействия тока якоря с магнитным потоком возбуждения Ф:. Однако здесь и ток якоря, и магнитный поток изменяются с частотой сети, причем поток несколько отстает по фазе от тока за счет потерь в стали рис.

Кривые вращающего момента, тока и магнитного потока коллекторного двигателя переменного тока. Из выражений 2. На рис. Анализ ее показывает, что фазовый сдвиг является причиной появления в течение каждого периода некоторого отрицательного значения электромагнитного момента. С увеличением фазового сдвига отрицательная составляющая момента возрастает и при становится равной положительной составляющей. В этом случае среднее за период значение момента равно нулю и двигатель не работает. Коллекторные двигатели переменного тока выполняют с последовательным возбуждением — ток якоря является также и током возбуждения.

Этим объясняется тем, что фазовый сдвиг между током I и потоком Ф невелик. Однако пульсации момента не нарушают работу двигателя, так как частота пульсаций велика, а вращающиеся части обладают значительной инерцией. По своим рабочим свойствам коллекторный двигатель переменного тока напоминает двигатель постоянного тока последовательного возбуждения.

Большим недостатком коллекторных двигателей переменного тока является неудовлетворительная коммутация, сопровождающаяся искрением на щетках. Объясняется это тем, что в коммутируемых секциях обмотки якоря кроме реактивной составляющей э. Универсальные коллекторные двигатели получили большое распространение в устройствах автоматики и в бытовых электроприборах.

Это двигатели малой мощности, которые могут работать как от постоянного, так и от переменного тока. Магнитная система их выполняется полностью шихтованной из листовой электротехнической стали.

В универсальном коллекторном двигателе стремятся получить примерно одинаковые частоты вращения при номинальной нагрузке как на постоянном, так и на переменном токе. Принципиальная схема универсального коллекторного двигателя последовательного возбуждения. Уменьшение числа витков обмотки возбуждения двигателя, работающего на переменном токе, обеспечивает сближение механических характеристик лишь при номинальной нагрузке. Величина тока, потребляемого универсальным двигателем при работе на переменном токе, больше, чем при работе этого же двигателя на постоянном токе, так как переменный ток помимо активной составляющей имеет еще и реактивную составляющую.

Регулирование частоты вращения двигателей переменного тока и универсальных двигателей осуществляется точно так же, как и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением. Во многих современных электрических установках используются универсальные моторы, предназначенные для работы как с переменным, так и с постоянным током.

Коллекторный двигатель для мясорубок, стиральных машин и прочих устройств с реверсом можно подключить своими руками, если имеется схема и чертеж. Коллекторные двигатели очень похожи на двухполюсные моторы.

Блок состоит из рамки прямоугольной формы, которая размещена в электромагните. Полюсы магнита способствуют тому, что рамка под напряжением начинает вращаться в их пределах. Асинхронный двигатель получает электрическую энергию при помощи контактов в форме полуколец. Иногда коллекторное устройство питается за счет щеток, которые соприкасаются с рамкой.

Щетки изготавливаются из металлического сплава. При этом, если микродвигатель может иметь одну или две рамки, то реальный движок для различных аппаратов оснащен большим количеством подобных отводов. Для их подключения редко используется несколько контактов-полуколец, гораздо чаще они соединяются со щетками, которые способны захватить большую площадь. Намотка якоря коллекторного двигателя представляет собой набор из медных пластинок на специальный цилиндр.

После к ним привариваются при помощи сварочных работ концы обмотки, что гарантирует безопасность и эффективность работы. Электрический мотор, в общей сложности, состоит из двух частей: статора и якоря. Статор, размещенный между магнитами, при включении в сеть начинает вращаться, в то время, как якорь остается неподвижным.

Исходя из такой конструкции, принцип работы коллекторного двигателя основан на последовательном соединении всех рабочих частей. Он соприкасается со щетками или контактами-полукольцами. В свою очередь, к коллектору присоединяется обмотка ротора. Универсальный коллекторный мотор имеет последовательное соединение статора и ротора.

Зачем требуется подключение регулятора? Для уменьшения скорости и мощности старта безколлекторный двигатель В просто перенастраивается на другую скорость, к примеру, как однофазный или трехфазный асинхронный. Для этого изменяется частота используемого тока. Но, у коллекторных моделей главная особенность работы в постоянном магнитном поле вокруг вращающейся рамки, т. Чтобы работать с таким редуктором, нужно обязательно уменьшать первичные обороты во время включения.

Для того, чтобы снизить резкость старта, в устройство устанавливается регулятор оборотов коллекторного двигателя. Этот контроллер необходим, чтобы защитить подключаемые к пусковому механизму устройства от пережога и неисправности в связи со скачками мощности.

Принципиально регулятор работает за счет уменьшения скольжения и снижения крутящего момента на валу. Система очень проста в реализации и удобна в использовании, такие контроллеры устанавливаются во все стиральные машины для снижения нагрузки на вращающиеся части. Теоретически, есть еще один способ, как перемотать двигатель — это подключить к нему автотрансформатор. Но такой способ не уместен для домашних условий, и даже на производстве, не является наиболее удобным из-за большого размера трансформирующего прибора.

Если нужно мягко уменьшить обороты вала и крутящий момент, рекомендуется следующая схема подключения коллекторного двигателя, которую легко можно собрать своими руками:. Чтобы проверить ротор двигателя без сборки, к коллекторному мотору последовательным путем присоединяется омметр. Предел работы устанавливается на уровне 2 Ом, если с ротором все нормально, то он прозванивается на этом уровне. К слову, если регулятор установить не выходит, то можно собрать другую схему, по принципу работы аналогичную коллекторному двигателю: соединить датчик угла и вентильный синхронный электродвигатель.

Устройство коллекторных двигателей — электрических машин. Двигатель коллекторный

В конструкции современного автомобиля задействован коллекторный двигатель, агрегат, использующий контакты с целью определения положения нахождения ротора. Текущие тенденции на мировом рынке автомобилестроения сводятся к полной замене силовых установок, работающих за счет внутреннего сгорания топлива на электрические моторы. За последние годы, призывы к увеличению планки по количеству вредных выбросов в атмосферу, звучат, чуть ли не ежедневно, а это укрепляет позиции электрических агрегатов. Принцип работы электрического двигателя, преобразовать электрическую энергию в механическую работу. Если сравнивать агрегаты с двигателями внутреннего сгорания , электрические моторы предпочтительней, преимущество: компактность, простота, долговечность, экологически безвредны и масса других плюсов. Прежде, перед рассмотрением вариантов установок, проясним, что значит понятие коллекторный двигатель.

Схема подключения обмоток коллекторного двигателя.

Устройство и подключение однофазных электродвигателей 220В

Содержание: Реверсивное включение двигателей постоянного тока Изменение направления вращения ротора асинхронного двигателя Схема подключения коллекторного двигателя с реверсом Схема реверса электродвигателя на ардуино. Наиболее просто осуществить реверс двигателя постоянного тока, у которого статор с постоянными магнитами. Достаточно изменить полярность питания, чтобы ротор начал вращаться в обратную сторону. Сложнее осуществить реверсирование мотора с электромагнитным возбуждением последовательным, параллельным. Если просто поменять полярность питающего напряжения, то направление вращения ротора не изменится. Чтобы изменить направление вращения, достаточно поменять полярность только в обмотке возбуждения или только на щетках ротора. Для осуществления реверса двигателей большой мощности полярность следует менять на якоре. Разрыв обмотки возбуждения на работающем моторе может привести к неисправности, так как возникающая ЭДС имеет повышенное напряжение, которое способно повредить изоляцию обмоток.

Как подключить коллекторный двигатель к Arduino

В прошлой статье Я рассказывал как подключить и запустить двигатель на Вольт в однофазной электросети В. Его можно успешно использовать в других целях в домашнем хозяйстве, например для привода точила, полировального станка, газонокосилки и т. В электрических дрелях, перфораторах, болгарках и некоторых моделях стиральных машин автоматов используется синхронный коллекторный двигатель. А оставшиеся 2 конца присоединить к электропитанию Вольт.

На вытяжках любые встретим.

Коллекторный двигатель: устройство и подключение. Схема коллекторного двигателя переменного тока

Самые маленькие двигатели данного типа единицы Ватт содержат в корпусе:. Применяются, в основном, в детских игрушках, плейерах, фенах, электробритвах, аккумуляторных отвёртках и т. Двигатели мощностью в сотни Ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхполюсный статор из электромагнитов. Свойства электродвигателей во многом объясняется способом, которым обмотки статора могут подключаться относительно якоря:. В этом электродвигателе обмотка якоря подключена к основному источнику постоянного тока сети постоянного тока, генератору или выпрямителю , а обмотка возбуждения — к вспомогательному источнику.

Коллектор электродвигателя

Пылесос, кофемолка, дрель, перфоратор, триммер — далеко не полный перечень оборудования, в котором используется преобразование электрической энергии в механическую для работы бытовых устройств. Они содержат сложные технические узлы, требуют умелого обращения, периодического осмотра, правильного обслуживания. При небрежной работе возникают различные поломки. Материал статьи представляет советы домашнему мастеру, работающему с электрическими инструментами или планирующему самостоятельный ремонт электродвигателя с щеточным механизмом и коллектором. Текст наглядно дополняется схемами, картинками и видеороликом. Предоставленная информация собрана с целью привлечь внимание пользователей к правилам эксплуатации бытовых приборов с коллекторным двигателем. Она поможет осознанно фиксировать возникающие дефекты работающей схемы, оперативно устранять их. Подвижная часть коллекторного двигателя, как и любого другого, механически сбалансирована и закреплена в подшипниках вращения, вмонтированных в неподвижную станину.

Реостат в электрической схеме состоит в коллекторный двигатель.

Как работает коллекторный двигатель со щеточным механизмом в бытовой технике

Как известно, электродвигатели бывают трёх основных типов: коллекторные, шаговые и сервоприводы. В данной статье мы рассмотрим подключение коллекторного электродвигателя к Arduino с помощью драйвера двигателей на основе микросхемы LS или аналогичной. Напрямую подключить электродвигатель к выводам Arduino нельзя: есть риск сжечь вывод, к которому подключён двигатель. Для безопасного подключения электродвигателей разных типов к Arduino необходим самодельный или промышленно изготовленный т.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Универсальные электродвигатели. Как они работают?

Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики. Схема подключения двигателя, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Область применения таких моторов обусловлена их компактностью, малым весом, легкостью управления, сравнительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованы в этом производственном сегменте электродвигатели малой мощности с высокой частотой вращения.

Как подключать двигатель стиральной машины? Если у вас остался двигатель от старой стиральной машинки, то его не стоит выбрасывать.

Подключение коллекторного электродвигателя к сети 220 вольт

Однофазные электродвигатели В широко используются в разнообразных бытовых и промышленных устройствах: холодильниках, стиральных машинах, насосах, дрелях, заточных и подобных им обрабатывающих станках. Их технические характеристики несколько уступают свойствам трехфазных двигателей. Существует два наиболее распространенных типа однофазных электродвигателей для сети переменного тока промышленной частоты:. Первые более просты по своему устройству, но обладают рядом недостатков, главные из которых — трудности с изменением направления и частоты вращения ротора. Далее рассмотрены однофазные асинхронные электродвигатели и коллекторные двигатели переменного тока. Мощность такого однофазного двигателя В может в зависимости от конструкции находиться в пределах от 5 Вт до 10 кВт.

В этой теме необходимо понять, — как именно подключается однофазный коллекторный двигатель переменного тока, допустим, после его ремонта. Электрическая схема рис. Следовательно, к данному названию типа двигателя можно еще добавить такое название как конденсаторный электродвигатель.

Как работают коллекторные двигатели постоянного тока? Объяснение необходимости регулярного технического обслуживания

Двигатели постоянного тока — это электродвигатели, работающие от постоянного тока. Особенности включают в себя возможность работать на высоких скоростях и высокий пусковой крутящий момент. Условно их можно разделить на две группы. На этой странице представлено простое введение в коллекторный двигатель постоянного тока и принцип их работы.

Двигатели постоянного тока можно разделить на два типа

Электродвигатели можно разделить на несколько различных типов в зависимости от их конструкции и способа привода. Двигатели переменного тока приводятся в действие переменным током, шаговые двигатели вращаются с фиксированными шагами каждый раз, когда на вход подается импульс электроэнергии, а двигатели постоянного тока приводятся в действие постоянным током. По сравнению с другими типами, преимущества двигателей постоянного тока включают в себя возможность работать на высоких скоростях и обеспечивать высокий пусковой крутящий момент.

Двигатели постоянного тока можно разделить на щеточные двигатели постоянного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока. Работа щеточных двигателей постоянного тока основана на механической связи между их коллектором и щетками. С другой стороны, бесщеточные двигатели постоянного тока не имеют коммутатора и щеток, а вместо этого управляются электронным способом с помощью схемы привода. Основные характеристики двигателей постоянного тока заключаются в следующем.

Способность работать на высоких скоростях
Высокий пусковой момент
Скорость двигателя и крутящий момент могут регулироваться напряжением

Отличительной чертой описанных здесь щеточных двигателей постоянного тока является то, что они не требуют схемы управления в приложениях, где не требуется управление скоростью.

По следующей ссылке вы найдете более подробную информацию о различиях между щеточными и бесщеточными двигателями постоянного тока:

В чем разница между щеточными и бесщеточными двигателями постоянного тока?

Двигатели с постоянными магнитами и двигатели с электромагнитами

Коллекторные двигатели постоянного тока делятся на два типа в зависимости от типа используемого магнита.

Двигатели с постоянными магнитами: Эти двигатели, в которых для создания магнитного поля используется постоянный магнит, являются наиболее распространенной формой электродвигателей, используемых во всем мире в игрушках и моделях, а также во вспомогательных двигателях автомобилей. У них есть статор с постоянными магнитами и катушки для ротора.
Электродвигатели с электромагнитом: Эти двигатели используют электромагнит для создания магнитного поля. В зависимости от того, как связаны обмотка возбуждения и обмотка якоря, они подразделяются на двигатели с распределенной обмоткой, с последовательной обмоткой и с независимым возбуждением. Они широко используются в размерах от электродвигателей среднего размера мощностью около 1 л.с. до очень больших двигателей.

Выбор типа двигателя определяется областью применения и требуемой мощностью двигателя.

Как работают коллекторные двигатели постоянного тока

Далее давайте рассмотрим особенности коллекторных двигателей постоянного тока и то, как они работают. Коллекторные двигатели постоянного тока имеют обмотки в роторе, которые окружены магнитами, содержащимися в статоре. Два конца катушки подключены к коммутатору. Коммутатор, в свою очередь, соединяется с электродами, называемыми щетками, что приводит к потоку электроэнергии постоянного тока через щетки и катушку до тех пор, пока щетки и коммутатор находятся в контакте.

Однако, когда катушка вращается, она достигает положения, когда щетки и коммутатор больше не соприкасаются, останавливая ток в катушке. Несмотря на это, импульс катушки заставляет ее продолжать вращаться. Это приводит щетки и коммутатор обратно в контакт, восстанавливая ток, который теперь протекает через другую катушку.

Это повторяющееся переключение потока тока заставляет щеточный двигатель постоянного тока продолжать вращаться. Коллекторные двигатели постоянного тока работают от постоянного тока, и их скорость можно легко контролировать, изменяя приложенное напряжение.

Щетки и коллектор являются расходными деталями

Как объяснялось выше, коллекторные двигатели постоянного тока обеспечивают высокий пусковой момент и могут работать на высоких скоростях, несмотря на их простую конструкцию. Они также просты в использовании, поскольку могут работать без схемы привода, если не требуется регулирование скорости. Однако щеточные двигатели постоянного тока имеют следующие недостатки.

Склонность к созданию электрического и акустического шума
Короткий срок службы и необходимость регулярного обслуживания

Щетки и коллектор в коллекторном двигателе постоянного тока находятся в постоянном контакте друг с другом, когда двигатель вращается. Это то, что вызывает электрические и акустические шумы.

Короткий срок службы этих двигателей является еще одним важным фактором. Постоянный контакт между щетками и коллектором при вращении двигателя приводит к постепенному износу этих деталей из-за износа, вызванного трением. По мере того как металлические щетки изнашиваются, их контакт с коллектором уменьшается, и они больше не обеспечивают хорошую передачу электроэнергии. В результате двигатель больше не будет работать должным образом. Это объясняет, почему щетки и коллектор являются расходными деталями, требующими технического обслуживания в виде регулярного осмотра или замены.

Техническое обслуживание необходимо для коллекторных двигателей постоянного тока из-за принципа их работы

Двигатели постоянного тока делятся на щеточные двигатели постоянного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока. Коллекторные двигатели постоянного тока работают за счет того, что катушка вращается внутри окружающих магнитов. Вращение катушки вызывает чередование контактов между коммутатором и щеткой, тем самым переключая ток, протекающий через катушку. В результате коллекторный двигатель постоянного тока может работать.

Несмотря на простоту конструкции, постоянный контакт между щетками и коллектором при вращении двигателя приводит к износу, что требует регулярного технического обслуживания для замены изношенных деталей.

Ссылки на глоссарий и страницы часто задаваемых вопросов

Все, что вам нужно знать о щеточных двигателях

Если вы когда-либо видели искры, исходящие из вентиляционных отверстий двигателя дрели, вы видели электрические щеточные двигатели в действии. Дугообразование возникает из-за того, что электричество передается от статора, который является невращающейся частью двигателя, к якорю, который является вращающейся частью. Щетки — это части статора электродвигателя, которые проводят ток к ротору.

Что такое коллекторный двигатель и как он работает?

Когда на электромагнит в якоре подается электричество, создается магнитное поле, которое притягивает и отталкивает магниты в статоре. Якорь вращается по кругу на 180 градусов. Чтобы электромагнит продолжал вращаться, необходимо поменять местами полюса. Щетки отвечают за смену полярности. Они контактируют с двумя вращающимися электродами якоря. Магнитная полярность электромагнита меняется на противоположную при его вращении.

Регулируя рабочее напряжение или напряженность магнитного поля, можно регулировать скорость и крутящий момент, чтобы обеспечить постоянную скорость или скорость, обратно пропорциональную механической нагрузке. (Контроллер посылает импульсы тока на обмотки двигателя, которые регулируют скорость и крутящий момент двигателя.)

📌 Электрические двигатели, краны, бумагоделательные машины и сталепрокатные заводы используют щеточные двигатели. Коллекторные двигатели могут не работать, когда требуется большой крутящий момент. Трение щеток увеличивается с увеличением скорости, а реальный крутящий момент уменьшается.

Если вы хотите ознакомиться с полным ассортиментом электродвигателей, вы можете прочитать статью об электродвигателях, чтобы узнать больше об их типах и принципах работы электродвигателей.

Что такое угольная щетка?

Угольная щетка представляет собой скользящий контакт, используемый в щеточных двигателях и генераторах для передачи электрического тока от статической части к вращающейся, обеспечивая при этом безыскровую коммутацию.

Угольная щетка может быть любой из следующих: Она состоит из одного или нескольких атомов углерода. Включены один или несколько шунтов и клемм.

🔹 Кисти изготовлены из пяти различных семейств кистей. Каждый из них адаптирован к конкретным потребностям и имеет свой собственный метод производства.

Рабочие параметры

При эксплуатации электрических машин угольная щетка имеет решающее значение. Мы должны учитывать три типа параметров, чтобы он выполнял свою функцию:

Механические
Электрические
Физические и химические

Бесщеточные моторные инструменты, такие как дрели, отбойные молотки, рубанки, кусторезы и шлифовальные машины, требуют им работать должным образом. Угольные щетки выбираются в зависимости от марки и типа инструмента. Их надевают на постоянную часть двигателя, чтобы гарантировать максимально эффективную передачу мощности на ротор (вращающаяся часть). Они позволяют переключаться без искры.

Эти компоненты, работающие в паре, представляют собой изнашиваемые детали, подверженные трению. Токосъемные кольца постоянно соприкасаются с угольными щетками. Эти графитовые компоненты бывают разных форм и размеров. Они могут иметь пружину, соединение (провод с вилкой) или вообще не иметь щеткодержателя. Коллекторные двигатели бывают разных размеров и форм (часто квадратных и прямоугольных) и могут иметь канавки для облегчения направления.

Скорость сверла выражается в процентах от крутящего момента, который определяется интенсивностью магнитного поля. Угольные щетки подпружинены и прикреплены к пружине пластиной, что гарантирует плавную передачу мощности. При определенных обстоятельствах щетки удерживаются на месте щеткодержателем с пружиной, предназначенной для увеличения усилия.

Щетки-отбойники, с другой стороны, используются для остановки щеточного двигателя и, в конечном счете, сверла до полного износа графитового материала. Это делается для того, чтобы сохранить максимальную производительность.

Щетки, совместимые с портативными электроинструментами, такими как дрели, обычно продаются производителями. Толщина, глубина и ширина изделия измеряются в миллиметрах или дюймах соответственно. Однако эти характеристики могут отличаться от одного производителя к другому.

Компоненты двигателя угольной щетки

Процесс производства

Комбинирующие элементы
Добавление давления к комбинации
Запускаются зеленые щетки.
Оперативная поддержка

Что такое коллекторный двигатель постоянного тока?

Любой специалист по управлению движением должен уметь различать коллекторные и бесщеточные двигатели постоянного тока. Раньше щеточные двигатели были довольно распространены. Хотя бесщеточные двигатели постоянного тока полностью заменили их, правильный двигатель постоянного тока любого типа может значительно повысить эффективность проекта.

Ниже перечислены основные компоненты коллекторного двигателя постоянного тока:

Статор — корпус с постоянными магнитами.
Якорь представляет собой ротор с установленным на нем рядом электромагнитов. Внутри статора он вращается свободно.
Коллектор — металлическое кольцо, прикрепленное к валу якоря, называется коллектором.
Щетки — для обеспечения подачи электричества к обмоткам якоря угольные пластины остаются в контакте с коллектором.

Крупный план двигателя Carbon

В чем разница между бесщеточными и коллекторными двигателями постоянного тока?

Якорь, состоящий из намотанных проволочных катушек, действует как двухполюсный электромагнит в щеточном двигателе постоянного тока. Коммутатор, механический поворотный переключатель, дважды за цикл меняет направление тока. В результате полюса электромагнита тянут и толкают постоянные магниты вдоль внешней части двигателя, позволяя электричеству более свободно проходить через якорь. Когда полюса коммутатора пересекают полюса постоянных магнитов, полярность электромагнита якоря меняется на противоположную.

Бесщеточный двигатель, с другой стороны, имеет постоянный магнит в качестве ротора. В нем также используются три ступени приводных катушек, а также уникальный датчик, отслеживающий положение ротора. Датчик передает опорные сигналы контроллеру, отслеживая положение ротора. Затем катушки систематически активируются контроллером, одна фаза за другой.

Преимущества коллекторных двигателей постоянного тока

Общие затраты на строительство низкие.
Восстановление — распространенный способ продлить срок службы изделия.
Простой и недорогой контроллер
Для фиксированной скорости контроллер не требуется.
Идеален для использования в суровых условиях эксплуатации

Недостатки щеточных двигателей постоянного тока

Менее эффективен
Электрические шумы: Переключение коммутаторов вызывает сильный электрический и электромагнитный шум из-за постоянного создания и разрыва индуктивных соединений.
Срок службы: Щетки и коллекторы изнашиваются из-за постоянного прямого контакта с валом.

Использование коллекторных двигателей постоянного тока

🔹 В бытовых товарах и автомобилях по-прежнему широко используются коллекторные двигатели постоянного тока. Они также имеют большое промышленное значение из-за возможности изменять отношение крутящего момента к скорости, что возможно только с щеточными двигателями.

Диаграмма, относящаяся к угольной щетке

Бесщеточный или щеточный двигатель: что лучше?

Как правило, бесщеточные двигатели превосходят щеточные. Пользователи могут извлечь выгоду из снижения затрат на техническое обслуживание, повышения эффективности, а также меньшего количества тепла и шума. Бесщеточные двигатели имеют один или несколько постоянных магнитов и являются синхронными. Электроинструменты с бесщеточным двигателем в настоящее время считаются предметами высокого класса.

Статор и ротор — это два электрических компонента двигателя постоянного тока. Когда вы включаете двигатель, он создает магнитное соединение, которое толкает его вперед. Когда напряжение, управляющее двигателем, изменяется на противоположное, двигатель вращается в другом направлении.

Почему бесщеточные двигатели дороже, чем щеточные?

Ротор (вращающаяся часть машины) приводится в действие внутри статора в традиционном электродвигателе (неподвижная часть). Коллектор или коммутатор, который соприкасается с крошечными угольными щетками, соединяет их через электрическое соединение.

Ротор в бесщеточной технологии состоит из магнитов, тогда как статор состоит из катушек, которые попеременно заряжены положительно или отрицательно. В результате полюса притягиваются и отталкиваются друг от друга, позволяя двигателю вращаться. Преимущество заключается в том, что ротор и статор не имеют физического контакта. Электромагниты используют магнетизм для передачи энергии от одного к другому.

Двигатель питается от постоянного тока и работает от переменного тока, генерируемого электронной картой, которая преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток. В результате катушки питаются попеременно, что приводит к вращающемуся полю и, следовательно, к вращению. Электронный модуль, встроенный в двигатель или размещенный в корпусе, постоянно регулирует ток, чтобы двигатель работал с оптимальной эффективностью. В результате улучшается общая производительность, и вы получаете больше отдачи от затраченных средств.

Ссылка: https://www.linquip.com

Часто задаваемые вопросы ❓

Что такое щеточный двигатель постоянного тока?
Одной из самых основных форм двигателя постоянного тока является коллекторный двигатель постоянного тока. Механическая коммутация используется для передачи тока на обмотки двигателя через щетки.

Где используются щеточные двигатели постоянного тока? С другой стороны, щеточные двигатели постоянного тока
обеспечивают высокий пиковый крутящий момент и могут приводиться в действие простыми регуляторами скорости для широкого спектра применений. Они часто дешевле, чем альтернативные варианты, особенно в больших количествах. Также они могут иметь линейную связь крутящий момент-скорость, что упрощает управление.

Чем отличается щеточный двигатель от бесщеточного?
Бесщеточные двигатели имеют три провода, а щеточные — два. Бесщеточные двигатели не имеют щеток, а щеточные двигатели имеют. Вы также можете узнать, осмотрев двигатель.

Как работают коллекторные двигатели постоянного тока?
Механическое переключение используется в щеточных двигателях постоянного тока для изменения полярности тока в обмотках якоря (и обеспечения плавного вращения якоря). Коммутатор представляет собой механический коммутационный узел (обычно состоящий из меди). Щетка (из углерода, металла, графита или смеси материалов), шунт и пружина, а также устройство позиционирования щетки и соединения составляют щеточный узел, взаимодействующий с коллектором.

Заключение 📜

Что мы можем сказать о щетках вкратце сейчас, так это то, что щетка представляет собой электрический контакт, который передает электричество от неподвижных проводов к движущимся элементам, чаще всего на вращающемся валу. Электродвигатели, генераторы переменного тока и генераторы являются примерами типичного использования. Срок службы угольной щетки определяется тем, как часто используется двигатель и какая мощность прикладывается к нему. Угольные щетки являются одним из самых недорогих компонентов электродвигателя. С другой стороны, они часто являются критическим компонентом, обеспечивающим долговечность двигателя («жизнь») и производительность. Их производство требует высокого уровня контроля качества и контроля производственного процесса на всех стадиях технологического процесса.